Чистый код

© Prentice Hall, Inc.

© Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2018

© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство «Питер», 2019

Предисловие

В Дании очень популярны леденцы Ga-Jol. Их сильный лакричный вкус отлично скрашивает нашу сырую и часто холодную погоду. Однако нас, датчан, леденцы Ga-Jol привлекают еще и мудрыми или остроумными высказываниями, напечатанными на крышке каждой коробки. Сегодня утром я купил две коробки леденцов и обнаружил на них старую датскую поговорку:

Ærlighed i små ting er ikke nogen lille ting.

«Честность в мелочах — вовсе не мелочь». Это было хорошим предзнаменованием, которое полностью соответствовало тому, о чем я собирался написать в предисловии. Мелочи важны. Эта книга посвящена вещам простым, но вовсе не малозначительным.

Бог скрывается в мелочах, сказал архитектор Людвиг Мис ван дер Роэ. Эта цитата напоминает о недавних дебатах о роли архитектуры в разработке программного обеспечения и особенно в мире гибких методологий. Мы с Бобом время от времени увлеченно вступаем в этот диалог. Да, Мис ван дер Роэ проявлял внимание и к удобству, и к неподвластным времени строительным формам, лежащим в основе великой архитектуры. С другой стороны, он также лично выбирал каждую дверную ручку для каждого спроектированного им дома. Почему? Да потому, что мелочи важны.

В наших с Бобом непрестанных «дебатах» о TDD выяснилось, что мы согласны с тем, что архитектура играет важную роль при разработке, хотя мы по-разному смотрим на то, какой смысл вкладывается в это утверждение. Впрочем, эти разногласия относительно несущественны, так как мы считаем само собой разумеющимся, что ответственные профессионалы выделяют некоторое время на обдумывание и планирование проекта. Появившиеся в конце 1990-х концепции проектирования, зависящего только от тестов и кода, давно прошли. Тем не менее внимание к мелочам является еще более важным аспектом профессионализма, чем любые грандиозные планы. Во-первых, благодаря практике в мелочах профессионалы приобретают квалификацию и репутацию для серьезных проектов. Во-вторых, даже мельчайшее проявление небрежности при строительстве — дверь, которая неплотно закрывается, или криво положенная плитка на полу, или даже захламленный стол — полностью рассеивает очарование всего сооружения. Чтобы этого не происходило с вашими программами, код должен быть чистым.

Впрочем, архитектура — всего лишь одна из метафор для разработки программных продуктов. Она лучше всего подходит для проектов, в которых продукт «возводится» в том же смысле, в каком архитектор возводит строение. В эпоху Scrum и гибких методологий основное внимание уделяется быстрому выводу продукта на рынок. Фабрики, производящие программные продукты, должны работать на максимальной скорости. Однако этими «фабриками» являются живые люди: мыслящие, чувствующие программисты, работающие над пожеланиями пользователей или историей продукта для создания новых продуктов. Метафора производства сейчас как никогда сильна в их мировоззрениях. Скажем, методология Scrum во многом вдохновлена производственными аспектами японского автостроения с его конвейерами.

Но даже в автостроении основная часть работы связана не с производством, а с сопровождением продуктов — или его отсутствием. В программировании 80% и более того, что мы делаем, тоже изящно называется «сопровождением». На самом деле речь идет о починке. Наша работа ближе к работе домашних мастеров в строительной отрасли или автомехаников в области автостроения. Что японская теория управления говорит по этому поводу?

В 1951 году в японской промышленности появилась методология повышения качества, называвшаяся TPM (Total Productive Maintenance). Она была ориентирована прежде всего на сопровождение, а не на производство. Доктрина TPM базировалась на так называемых «принципах 5S». В сущности, принципы 5S представляют собой набор житейских правил. Кстати говоря, они также заложены в основу методологии Lean — другого модного течения на западной сцене, набирающего обороты и в программных кругах. Как указывает Дядюшка Боб в своем введении, хорошая практика программирования требует таких качеств, как сосредоточенность, присутствие духа и мышление. Проблемы не всегда решаются простым действием, максимальной загрузкой оборудования для производства в оптимальном темпе. Философия 5S состоит из следующих концепций:

• Сэйри, или организация. Абсолютно необходимо знать, где что находится — и в этом помогают такие методы, как грамотный выбор имен. Думаете, выбор имен идентификаторов неважен? Почитайте следующие главы.

• Сэйтон, или аккуратность. Старая американская поговорка гласит: всему свое место, и все оказывается на своих местах. Фрагмент кода должен находиться там, где читатель кода ожидает его найти, — а если он находится где-то в другом месте, переработайте свой код и разместите его там, где ему положено быть.

• Сэйсо, или чистка. Рабочее место должно быть свободно от висящих проводов, грязи, мусора и хлама. Что в этой книге говорят авторы о загромождении кода комментариями и закомментированными строками кода? Они советуют от них избавиться.

• Сэйкэцу, или стандартизация: группа достигает согласия по поводу того, как поддерживать чистоту на рабочем месте. Что в этой книге сказано о наличии единого стиля кодирования и набора правил в группах? Откуда берутся эти стандарты? Прочитайте — узнаете.

• Сюцукэ, или дисциплина. Программист должен быть достаточно дисциплинированным, чтобы следовать правилам, он должен часто размышлять о своей работе и быть готовым к изменениям.

Если вы не пожалеете усилий — да, усилий! — чтобы прочитать и применять эту книгу, вы научитесь понимать последний пункт. Мы наконец-то подошли к корням ответственного профессионализма в профессии, которая должна пристально интересоваться жизненным циклом продукта. В ходе сопровождения автомобилей и других машин по правилам TPM, аварийный ремонт (аналог проявления ошибок) является исключением. Вместо этого мы ежедневно осматриваем машины и заменяем изнашивающиеся части до того, как они сломаются, или выполняем аналоги знаменитой «смены масла каждые 10 000 миль» для предотвращения износа. Безжалостно перерабатывайте свой код. А еще можно сделать следующий шаг, который считался новаторским в движении TPM более 50 лет назад: строить машины, изначально ориентированные на удобство сопровождения. Ваш код должен не только работать, но и хорошо читаться. Как нас учит Фред Брукс, крупные блоки программного кода стоит переписывать «с нуля» каждые семь лет или около того, чтобы они не обрастали мхом. Но может быть, временную константу Брукса стоит вывести на уровень недель, дней и часов вместо годов. Именно на этом уровне живут мелочи.

В мелочах кроется огромная сила, но при этом такой подход к жизни выглядит скромно и основательно, как мы стереотипно ожидаем от любого метода с японскими корнями. Однако такой взгляд на жизнь не является чисто восточным; в западной народной мудрости можно найти немало наставлений такого рода. Цитата, приведенная ранее при описании принципа сэйтон, принадлежит перу министра из Огайо, который буквально рассматривал аккуратность «как средство от любого зла». Как насчет сэйсо? Чистота ведет к Божественности. Каким бы красивым ни был дом, захламленный стол портит все впечатление. А что говорят о сюцукэ? Тот, кто верен в мелочах, верен во всем. Стремление к переработке кода, укрепление позиций для последующих «серьезных» решений — вместо того, чтобы откладывать переработку «на потом»? Ранняя пташка червяка ловит. Не откладывай на завтра то, что можно сделать сегодня. (Фраза «последний ответственный момент» в методологии Lean имела именно такой смысл, пока не попала в руки консультантов по разработке ПО). Как насчет места малых, индивидуальных усилий в общей картине? Из маленьких желудей вырастают большие дубы. Интеграция простой профилактической работы в повседневную жизнь? Яблочко на ужин, и доктор не нужен. Дорога ложка к обеду. Чистый код уважает глубокие корни мудрости, лежащие в основе нашей культуры — той, которой она когда-то была или должна быть, и может быть при должном внимании к мелочам.

Даже в литературе по архитектуре мы находим фразы, возвращающие нас к важной роли мелочей. Вспомните дверные ручки ван дер Роэ. Сэйри в чистом виде. Внимание к имени каждой переменной. Имя переменной должно выбираться так же тщательно, как и имя новорожденного.

Как известно любому домовладельцу, такая забота и непрерывное стремление к улучшению никогда не приходят к концу. Архитектор Кристофер Александр — отец паттернов и языка паттернов — рассматривает каждый акт проектирования как маленький, локальный акт восстановления. С его точки зрения мастерство тонкой структуры является единственным содержанием архитектуры; более крупные формы можно оставить на долю паттернов, а их применение — на долю жильцов. Проектирование продолжается не только с пристройкой к дому новых комнат, но и с покраской, заменой старых ковров или кухонной раковины. Аналогичные принципы действуют во многих видах искусства. В поисках других мастеров, считавших, что Бог живет в мелочах, мы оказываемся в славной компании французского писателя XIX века Гюстава Флобера. Французский поэт Поль Валери говорит о том, что стихотворение никогда не бывает законченным, что оно требует постоянной переработки, а прекратить работу над ним — значит бросить его. Такое повышенное внимание к мелочам характерно для всех настоящих творцов. Возможно, принципиального нового здесь не так уж много, но эта книга напомнит вам о необходимости следовать житейским правилам, которые вы давно забросили из безразличия или стремления к стихийности, к простой «реакции на изменения».

К сожалению, описанные аспекты редко рассматриваются как краеугольные камни искусства программирования. Мы рано бросаем свой код — и не потому, что он идеален, а потому, что наша система ценностей сосредоточена на внешнем виде, а не на внутренней сущности того, что мы делаем. Невнимательность в конечном итоге обходится недешево: фальшивая монета всегда возвращается к своему владельцу. Исследования — ни отраслевые, ни академические — не желают опускаться до скромной области поддержания чистоты кода. В те времена, когда я работал в Исследовательской организации по производству программного обеспечения Bell Labs, в ходе исследований выяснилось, что последовательный стиль применения отступов является одним из самых статистически значимых признаков низкой плотности ошибок. Мы хотим, чтобы причиной качества была архитектура, язык программирования или что-то другое, столь же почтенное. Нас как людей, чей предполагаемый профессионализм обусловлен мастерским владением инструментами и методами проектирования, оскорбляет сама идея, что простое последовательное применение отступов может иметь такую ценность. Цитируя свою собственную книгу 17-летней давности, скажу, что такой стиль отличает совершенство от простой компетентности. Японское мировоззрение сознает критическую важность каждого рядового рабочего, и что еще важнее — систем разработки, существующих благодаря простым повседневным действиям этих рабочих. Качество возникает в результате миллиона проявлений небезразличного отношения к делу, — а не от применения какого-то великого метода, спустившегося с небес. Простота этих проявлений не означает их примитивности и даже не свидетельствует об их легкости. Тем не менее из них возникает величие и, более того, — красота любого человеческого начинания. Забыть о них значит не быть человеком в полной мере.

Конечно, я по-прежнему выступаю за широту мышления и особенно за ценность архитектурных подходов, корни которых уходят в глубокое знание предметной области и удобство использования программных продуктов. Книга написана не об этом, или, по крайней мере, в ней эта тема не рассматривается напрямую. Она несет более тонкий посыл, глубину которого не стоит недооценивать. Она соответствует текущим мировоззрениям настоящих программистов — таких, как Питер Соммерлад (Peter Sommerlad), Кевлин Хенни (Kevlin Henney) и Джованни Аспрони (Giovanni Asproni). «Код есть архитектура» и «простой код» — так звучат их мантры. Хотя мы не должны забывать, что интерфейс и есть программа и что его структурные элементы несут много информации о структуре программы, очень важно помнить, что архитектура живет в коде. И если пераработка в производственной метафоре ведет к затратам, переработка в архитектурной метафоре ведет к повышению ценности. Рассматривайте свой код как красивое воплощение благородных усилий по проектированию — как процесса, а не как статической конечной точки. Архитектурные метрики привязки и связности проявляются именно в коде. Если вы послушаете, как Ларри Константайн (Larry Constantine) описывает привязку и связность, он говорит о них в контексте кода, а не величественных абстрактных концепций, которые обычно встречаются в UML. Ричард Гэбриел (Richard Gabriel) в своем эссе «Abstraction Descant» утверждает, что абстракция — зло. Так вот, код — это антизло, а чистый код, вероятно, имеет божественную природу.

Возвращаясь к своему примеру с коробочкой Ga-Jol, подчеркну один важный момент: датская народная мудрость рекомендует нам не только обращать внимание на мелочи, но и быть честными в мелочах. Это означает честность в коде, честность с коллегами и, что самое важное, — честность перед самим собой по поводу состояния вашего кода. Действительно ли мы сделали все возможное для того, чтобы «оставить место лагеря чище, чем было до нашего прихода»? Переработали ли свой код перед тем, как сдавать его? Эти проблемы лежат в самом сердце системы ценностей Agile. Методология Scrum указывает, чтобы переработка кода должна стать частью концепции «готовности». Ни архитектура, ни чистый код не требуют от нас совершенства — просто будьте честны и делайте все, что можете. Человеку свойственно ошибаться; небесам свойственно прощать. В методологии Scrum все тайное становится явным. Мы выставляем напоказ свое грязное белье. Мы честно демонстрируем состояние нашего кода, а ведь код никогда не бывает идеальным. Мы становимся более человечными и приближаемая к величию в мелочах.

В нашей профессии нам отчаянно нужна вся помощь, которую мы можем получить. Если чистый пол в магазине сокращает вероятность несчастных случаев, а аккуратно разложенные инструменты повышают производительность, то я обеими руками «за». Что касается этой книги, то она является лучшим практическим применением принципов Lean в области разработки программного обеспечения, которое я когда-либо видел в печатном виде. Впрочем, я иного и не ожидал от этой небольшой группы мыслящих личностей, которые в течение многих лет стремятся не только узнать что-то новое, но и делятся своими знаниями с нами в книгах, одну из которых вы сейчас держите в руках. Мир стал чуть более совершенным, чем был до того момента, когда Дядюшка Боб прислал мне рукопись.

Завершая свои высокопарные размышления, я отправляюсь наводить порядок на своем столе.