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Mastering architecture, design- and code-quality

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Mastering architecture, design- and code-quality

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"Unkonventionelle" Ideen zur dramatischen Steigerung der Produktivität von Softwareentwicklungsprojekten.
Wieviel Produktivität bringt mir hohe Qualität? Wie die Qualität steigern? Wie die Qualität sichern? Wie Fehler von vornherein vermeiden? Vorstellung einiger unkonventioneller Ansätze wie: Besseres Verständnis durch weniger Dokumentation, bessere Qualität durch weniger Tests, schnellere Entwicklung durch mehr broken Builds

"Unkonventionelle" Ideen zur dramatischen Steigerung der Produktivität von Softwareentwicklungsprojekten.
Wieviel Produktivität bringt mir hohe Qualität? Wie die Qualität steigern? Wie die Qualität sichern? Wie Fehler von vornherein vermeiden? Vorstellung einiger unkonventioneller Ansätze wie: Besseres Verständnis durch weniger Dokumentation, bessere Qualität durch weniger Tests, schnellere Entwicklung durch mehr broken Builds

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  1. 1. e-movimento Software Design & Beratung GmbH 1030 Wien ● Marxergasse 7/26 ► www.e-movimento.com Mastering Architecture-, Design- and Code-Quality Unkonventionelle Ansätze zur Produktivitätssteigerung
  2. 2. Vorstellung  Name: DI Sebastian Dietrich  Tätigkeiten:  Java-Softwareentwickler & Softwarearchitekt  Lead-Developer, Scrum-Master  Berater, Trainer  Überzeugungen & Leidenschaften:  Technische Qualität  Produktivität  Praxiserfahrung & theoretischer Background  Agile Softwareentwicklung, Java, Android, Wikipedia  Kontakt:  mailto://Sebastian.Dietrich@e-movimento.com  http://managing-java.blogspot.co.at  http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Sebastian.Dietrich ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich2
  3. 3. Technische Qualität vs. Produktivität  Frage:  Wieviel Zeit kostet hohe technische Qualität in der Softwareentwicklung?  Wieviel Zeit bringt hohe technische Qualität in der Wartungsphase?  Antwort: Die Frage ist falsch:  Wartung beginnt mit der Analyse  Technische Qualität spart (auch während der Entwicklung) Zeit ein.  Richtige Frage:  Wieviel Zeit/Geld/Kunden kostet uns schlechte technische Qualität? ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich3 [DeMarco 82] 7% 67% 13% 5% 8% Analyse Design Codierung Testen Wartung
  4. 4. 7% 67% 13% 5% 8% Analyse Design Codierung Testen Wartung 7% 13% 5% 6% 53% 16% Analyse Design Codierung Testen Wartung Ersparnis Kosten schlechter technischer Qualität = „Technische Schuld“  Technische Schuld = „Zusätzlicher Aufwand, den man für Änderungen und Erweiterungen an schlecht geschriebener Software im Vergleich zu gut geschriebener Software einplanen muss.“  Kosten Technischer Schuld:  + 5-10% Entwicklungsaufwand  + 20-40% Test & Fehlerbehebungsaufwand  + 20% Wartungsaufwand  + verlorene Umsätze & Kunden [McConnel 2003], [Wiegers 2002], [Jones 2000], [Gilb and Graham 1993], [Humphrey 1998], [Fagan 1976] ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich4 [DeMarco 82]
  5. 5. Technische Schuld Warum unkonventionelle Ansätze?  Personelle Ansätze:  „Bessere Entwickler“  „Bessere QS-Tools“  „Mehr Zeit für QS“  „Bessere PMs“  Klassische Ansätze:  Code-reviews  Statische Code-Analyse  „moderne“ Ansätze  Pair Programming  Test Driven Development ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich5 Hochsprung, Olympische Spiele 1928 „moreofthesame“ „unkonventionell“
  6. 6. Unkonventionelle Ansätze In der Architektur ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich6 Stein Betonfundament Eisen Stahl Stahlbeton Industrielle Fertigung (1-6 Jahre)
  7. 7. Unkonventioneller Ansatz #1: „Arbeite professionell“  Frage: Wer ist Anfänger - Junior, wer ist Senior - Experte? ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich7
  8. 8. Unkonventioneller Ansatz #1: „Arbeite professionell“  Traurige Realität in der Informatik: ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich8
  9. 9. „Arbeite professionell“ Forderungen an professionelle Entwickler  Software Professionalism:  We will not ship shit  We will always be ready  Stable productivity  Inexpensive adaptability  Continuous improvement  Fearless competence  Extreme quality  QA will find nothing  We cover for each other  Honest estimates  Say „No“  Automation  Continuous Aggressive Learning  Mentoring ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich9 Robert C. Martin: „Demanding Professionalism in Software Development“ http://www.youtube.com/watch?v=p0O1VVqRSK0
  10. 10. „Arbeite professionell“ Konsequenzen für professionelle Entwickler 1. Frage nicht, tue es!  Jesuitenprinzip nach Dave Burns: „Um Verzeihung bitten ist einfacher, als um Erlaubnis zu fragen“  Ein Professionist fragt nicht, ob er professionell arbeiten darf! 2. Ignoriere diesbezüglich Projektleiter!  Projektleiter sind Projektleiter & keine Nachhilfelehrer  Einmischung in Arbeitsweise = Micromanagement = Antithese zu Projektleitung 3. Ignoriere diesbezüglich Kunden!  Kunden sind nicht für das „wie“ verantwortlich ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich10 CCD Armbänder Konsequenz genug?
  11. 11.  Typische Projektdokumente:  Warum dokumentieren wir? Reflexion, Kommunikation, Absicherung Dokumentation Warum dokumentieren wir? ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich11 Lastenheft Pflichtenheft Funktionale Spezifikation Nicht-Funktionale Spezifikation Usecases Stories ObjektmodelleProjektauftrag ProjektplanungProjektumweltanalyse Projektrisikoanalsye Projektfortschrittsbericht Projekttagebuch Projektstrukturplan UML-Diagramme GlossarSchnittstellendefinition Architekturbeschreibung Datenbankmodell Code-Kommentare Javadoc ToDos, FIXMEs, XXX Tasks Code-Reviews CheckIn Kommentare Schnittstellenbeschreibungen Testpläne Testdesign-Spezifikation Testfälle Testlog Testabschlussberichte Bug-Reports Feature-Requests Benutzerhandbücher Anwender-Tutorials Abnahmeprotokolle Installationshandbuch Betriebshandbuch Projektabschlussbericht Stundenlisten Projektrollendefinition ProjektzieldefinitionArbeitspaketspezifikation To-Do-ListenMeetingprotokolle Meetingagenden Projektfunktionendiagramm
  12. 12. Dokumentation Nachteile von Dokumentation  Dokumentation ist sauteuer:  Kommerzielle Softwareprojekte: 28 - 66 Seiten / KLOC [Jones 99], [Boehm 88]  Typisches großes Softwareprojekt:  100 Personenjahre Entwicklung ~1.000 KLOC  ~ 28.000 – 66.000 Seiten Dokumentation  ~ 10 - 40 Personenjahre Dokumentation   Üblicherweise gilt: Dokumentationskosten > Codierungskosten  Nachteile von Dokumentation:  Dokumentation ist immer veraltet  Dokumentation ist kaum auffindbar  Dokumentation wird meist nicht gelesen ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich12
  13. 13. Unkonventioneller Ansatz #2: „Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“ ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich13  Warum dokumentieren wir? Reflexion, Kommunikation, Absicherung  Dafür gibt es geeignetere Techniken:  Brainstormings, Analyse-Sessions, CRC-Cards, Prototypen, …  echte face2face Kommunikation, Mentoring, Pair-Programming, …  Vertrauen, Collective Ownership, Tests,  Beispiel Code-Dokumentation: //fill Person from Database via Reflection Object personFromDB = loadFromDB(id); BeanUtils.copyProperties(person, personFromDB); ...  Warum nicht (Programming by Intention)?: fillPersonFromDatabase(person, id); ...
  14. 14. „Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“ Beispiel JavaDoc  Beispiel (Klasse Mitarbeiter): ... /** * Sets the name of this person. * @param name the name of this person * @exception IllegalArgumentException * when name is shorter than 3 characters */ public void setFirstName(String name) { if (name.length <= 3) throw new IllegalArgumentException(); ...  Alternative (via BeanValidation 1.1): public void setFirstName(@NotNull @Size(min=4) firstName) { ... ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich14
  15. 15. „Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“ Konsequenzen für Entwickler  Erkenntnis:  Dokumentation ist sauteuer und bringt wenig  Es gibt bessere & günstiger Möglichkeiten fürs Reflektieren, Kommunizieren, Absichern  Konsequenzen:  Guter Code benötigt keine Kommentare  Code Kommentare sind immer ein Smell & Zeichen für zu hohe Komplexität [Fowler 99]  Schreibe Code der kommuniziert  Lesbarer Code, geringe Komplexität, kurze Methoden, Programming by Intention  Gutes Design benötigt kein Javadoc  Signatur der Methoden ist Teil des Designs, Javadoc ist nicht Teil der Signatur ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich15
  16. 16. Testen Warum testen wir?  Warum testen wir?  Warum schreiben wir Unit-Test?  Warum schreiben wir Integrationstests?  Warum schreiben wir Testfälle? Warum führen wir Testfälle durch? Um Kosten zu reduzieren  Entwicklungskosten, Wartungskosten  Fehlerbehebungskosten  Imagekosten  …  Wieviel darf uns daher der Test kosten? ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich16 Performancetests Securitytests Penetrationtests Integrationstests Systemtests Loadtests Abnahmetests Usablity Test Unit-Tests Lasttests Regressiontests Fehlertests Schnittstellentests Installationstests Crashtests Smoketests Stresstests
  17. 17. Systemtest Kosten – Nutzen Rechnung Kosten Nutzen Systemtestaufwand: ~ 1 PT / Testfall Systemtest findet ~ 1 Fehler / Testfall Fehlerbehebungsaufwand: ~ 1PT / Fehler (10x wie während Entwicklung) Je behobener Fehler: 0,5 – 0,8 neue (unentdeckte) Fehler 80 – 150% der Entwicklungskosten Systemtest findet max. 25 – 55% der Fehler  Systemtest: Teststufe, bei der das gesamte System gegen die gesamten Anforderungen getestet wird. ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich17 [Jones 86], [Jones 96a], [Jones 96b], [Shull 02], [McConnell 04]
  18. 18. Unittest Kosten – Nutzen Rechnung Kosten Nutzen Unit-Testaufwand: ~ 2-3x Entwicklungsaufwand „Code Coverage“ ? „Refactoring“ ? Fehlerbehebungsaufwand: ~ 1h / Fehler (1/10 wie während Test) Je behobener Fehler: 0,5 – 0,8 neue (unentdeckte) Fehler ~ 50% der Entwicklungskosten Unit-Test findet max. 15 – 70% der Fehler  Unit-Tests: Teststufe, bei der funktionale Einzelteile (Module) auf korrekte Funktionalität geprüft werden. ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich18 [Jones 01], [Humphrey 89], [Software Metrics 01]
  19. 19. Unittests Warum gute Unittests so teuer sind  Gute Unittests (gilt auch für TDD):  Haben Assertions (die den Vertrag der Methoden testen):  Vorbedingungen (typische / untypische / extreme / unerlaubte)  Nachbedingungen (Rückgabewerte & Exceptions, State-Änderungen)  Invarianten (was sich nicht ändern darf)  Haben 100% Assertion-Coverage (Code-Coverage ist unwichtig)  Testen Units (& mocken Referenzen auf andere Units weg)  Berücksichtigen State (Quasimodale & Modale Klassen) und Reihenfolge der Methodenaufrufe (Unimodale & Modale Klassen)  Hinterlassen das System, wie sie es vorgefunden haben  Laufen daher in beliebiger Reihenfolge  Sind Refactoring-Safe  Testen auch das Design (z.B. Liskovsches Substitutionsprinzip)  Laufen auf dem CI Server & geben rasches Feedback (< 1 min.) ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich19
  20. 20. Unkonventioneller Ansatz #3: „Teste nichts – verhindere Fehler“  Wie technische Fehler verhindern?  Test Driven Development: Designe mittels Tests  Keine weiteren Unit-Tests & Integrationstests mehr nötig  Reduziere State & Abhängigkeiten auf das absolut notwendigste  Wie fachliche Fehler verhindern?  Behavior Driven Development: Analyse mittels Tests  Keine Systemtests und Abnahmetests mehr nötig  Entwicklung (& TDD) wesentlich einfacher & weniger Aufwand ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich20 Moskitonetz – Verhindert Bugs
  21. 21. „Teste nichts – verhindere Fehler“ Konsequenzen für Entwickler  Erkenntnis:  Testen ist sauteuer und bringt wenig  Es gibt bessere & günstiger Möglichkeiten um Fehler zu verhindern  Konsequenzen:  Bestehe auf BDD Analysen (in Gherkin)  Schreibe Steps die gegen die BL testen  Definiere die Schnittstellen mittels TDD  Designe ein GUI ohne jedweder Logik  „QA will find nothing“  Konsequenzen für Tester:  Lerne Gherkin und werde Analytiker ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich21
  22. 22. Continuous Integration Warum machen wir Continuous Integration?  Warum?  Geringerer Integrationsaufwand  Automatische QS auf CI-Server (vs. „Runs on my Machine“)  …  Was testen die Tests am CI-Server?  Unit-Tests?  Integrationstests?  Systemtests = BDD Szenarien?  Technische Qualität?  Was, wenn die technische Qualität nicht passt? Wir nehmen Technische Schuld auf ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich22
  23. 23. Unkonventioneller Ansatz #4: „Brich den Build – und nimm keine technische Schulden auf“  Brich den Build auch wenn die technische Qualität nicht passt:  Architektur  Architekturverletzungen  Zyklen  Technisches Design:  Doppelter & Toter Code  Verletzung OO Designprinzipien  Wenn der Code nicht passts  Naming & Coding-Conventions  Code-Smells, mögliche Bugs  Komplexität  Wenn der Trend nicht passt  Metriken ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich23 PMD CPD Checkstyle Sonargraph Sotograph Simian JDepend NDepend Macker FindBugs Lint CppCheck FXCop Axivion NCSS CMT UCDetector CRAP Sonar Build Breaker Plugin
  24. 24. ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Q&A[Sebastian Dietrich] Sebastian.Dietrich@e-movimento.com http://managing-java.blogspot.com

Notas del editor

  • © e-movimento
  • © e-movimento
  • Djoser-Pyramide (-2690) Cheops-Pyramide (-2570) Kathedrale von Lincoln (1311) Washington Monument (1884) Eiffelturm (1889) Chrysler Building (1930) Empire State Building (1931) World Trade Center 1 (1972) Sears Tower (1974) Petronas Towers (1998) Taipei 101 (2004) Burj Khalifa (2007) © e-movimento
  • Jon R. Katzenbach, Douglas K. Smith: „Teams: Der Schlüssel zur Hochleistungsorganisation“ © e-movimento
  • Projektmanagementdokumentation lt. IPMA Testdokumentation lt. … © e-movimento
  • © e-movimento
  • [Jones 1996] Applied Software Measurement , Capers Jones, 1996 [Jones 1986] Programming Productivity , Capers Jones, 1986 [Jones 1996] Software Defect-Removal Efficiency , Capers Jones, 1996 [Shull 2002] What We Have Learned About Fighting Defects , Shull et al 2002 [McConnell 2004] Code Complete , Steve McConnell 2004 [Software Metrics 01] http://www.softwaremetrics.com/Articles/defects.htm © e-movimento
  • [Jones 1996] Applied Software Measurement , Capers Jones, 1996 [Jones 1986] Programming Productivity , Capers Jones, 1986 [Jones 1996] Software Defect-Removal Efficiency , Capers Jones, 1996 [Shull 2002] What We Have Learned About Fighting Defects , Shull et al 2002 [McConnell 2004] Code Complete , Steve McConnell 2004 [Software Metrics 01] http://www.softwaremetrics.com/Articles/defects.htm © e-movimento
  • [Jones 01] , Capers Jones, 2001 [Humphrey 89] Managing the software process , Watts S. Humphrey, 1989 [Jones 1996] Software Defect-Removal Efficiency , Capers Jones, 1996 [Shull 2002] What We Have Learned About Fighting Defects , Shull et al 2002 [McConnell 2004] Code Complete , Steve McConnell 2004 [Software Metrics 01] http://www.softwaremetrics.com/Articles/defects.htm © e-movimento
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  • © e-movimento Weitere Kontaktmöglichkeiten: [email_address] Skype: sebastian_dietrich http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Sebastian.Dietrich

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