重构（Refactoring）就是在不改变软件现有功能的基础上，通过调整程序代码改善软件的质量、性能，使其程序的设计模式和架构更趋合理，提高软件的扩展性和维护性。

也许有人会问，为什么不在项目开始时多花些时间把设计做好，而要以后花时间来重构呢？要知道一个完美得可以预见未来任何变化的设计，或一个灵活得可以容纳任何扩展的设计是不存在的。系统设计人员对即将着手的项目往往只能从大方向予以把控，而无法知道每个细枝末节，其次永远不变的就是变化，提出需求的用户往往要在软件成型后，始才开始”品头论足”，系统设计人员毕竟不是先知先觉的神仙，功能的变化导致设计的调整再所难免。所以”测试为先，持续重构”作为良好开发习惯被越来越多的人所采纳，测试和重构像黄河的护堤，成为保证软件质量的法宝。

一、为什么要重构（Refactoring）

在不改变系统功能的情况下，改变系统的实现方式。为什么要这么做？投入精力不用来满足客户关心的需求，而是仅仅改变了软件的实现方式，这是否是在浪费客户的投资呢？

重构的重要性要从软件的生命周期说起。软件不同与普通的产品，他是一种智力产品，没有具体的物理形态。一个软件不可能发生物理损耗，界面上的按钮永远不会因为按动次数太多而发生接触不良。那么为什么一个软件制造出来以后，却不能永远使用下去呢？

对软件的生命造成威胁的因素只有一个：需求的变更。一个软件总是为解决某种特定的需求而产生，时代在发展，客户的业务也在发生变化。有的需求相对稳定一些，有的需求变化的比较剧烈，还有的需求已经消失了，或者转化成了别的需求。在这种情况下，软件必须相应的改变。

考虑到成本和时间等因素，当然不是所有的需求变化都要在软件系统中实现。但是总的说来，软件要适应需求的变化，以保持自己的生命力。

这就产生了一种糟糕的现象：软件产品最初制造出来，是经过精心的设计，具有良好架构的。但是随着时间的发展、需求的变化，必须不断的修改原有的功能、追加新的功能，还免不了有一些缺陷需要修改。为了实现变更，不可避免的要违反最初的设计构架。经过一段时间以后，软件的架构就千疮百孔了。bug越来越多，越来越难维护，新的需求越来越难实现，软件的构架对新的需求渐渐的失去支持能力，而是成为一种制约。最后新需求的开发成本会超过开发一个新的软件的成本，这就是这个软件系统的生命走到尽头的时候。

重构就能够最大限度的避免这样一种现象。系统发展到一定阶段后，使用重构的方式，不改变系统的外部功能，只对内部的结构进行重新的整理。通过重构，不断的调整系统的结构，使系统对于需求的变更始终具有较强的适应能力。

通过重构可以达到以下的目标：

·持续偏纠和改进软件设计

重构和设计是相辅相成的，它和设计彼此互补。有了重构，你仍然必须做预先的设计，但是不必是最优的设计，只需要一个合理的解决方案就够了，如果没有重构、程序设计会逐渐腐*BAI变质，愈来愈像断线的风筝，脱缰的野马无法控制。重构其实就是整理代码，让所有带着发散倾向的代码回归本位。

·使代码更易为人所理解

Martin Flower在《重构》中有一句经典的话：”任何一个傻瓜都能写出计算机可以理解的程序，只有写出人类容易理解的程序才是优秀的程序员。”对此，笔者感触很深，有些程序员总是能够快速编写出可运行的代码，但代码中晦涩的命名使人晕眩得需要紧握坐椅扶手，试想一个新兵到来接手这样的代码他会不会想当逃兵呢？

软件的生命周期往往需要多批程序员来维护，我们往往忽略了这些后来人。为了使代码容易被他人理解，需要在实现软件功能时做许多额外的事件，如清晰的排版布局，简明扼要的注释，其中命名也是一个重要的方面。一个很好的办法就是采用暗喻命名，即以对象实现的功能的依据，用形象化或拟人化的手法进行命名，一个很好的态度就是将每个代码元素像新生儿一样命名，也许笔者有点命名偏执狂的倾向，如能荣此雅号，将深以此为幸。

对于那些让人充满迷茫感甚至误导性的命名，需要果决地、大刀阔斧地整容，永远不要手下留情！

·帮助发现隐藏的代码缺陷

孔子说过：温故而知新。重构代码时逼迫你加深理解原先所写的代码。笔者常有写下程序后，却发生对自己的程序逻辑不甚理解的情景，曾为此惊悚过，后来发现这种症状居然是许多程序员常患的”感冒”。当你也发生这样的情形时，通过重构代码可以加深对原设计的理解，发现其中的问题和隐患，构建出更好的代码。

·从长远来看，有助于提高编程效率

当你发现解决一个问题变得异常复杂时，往往不是问题本身造成的，而是你用错了方法，拙劣的设计往往导致臃肿的编码。

改善设计、提高可读性、减少缺陷都是为了稳住阵脚。良好的设计是成功的一半，停下来通过重构改进设计，或许会在当前减缓速度，但它带来的后发优势却是不可低估的。

二、何时着手重构（Refactoring）

新官上任三把火，开始一个全新的项目时，程序员往往也会燃起三把火：紧锣密鼓、脚不停蹄、加班加点，一支声势浩大的千军万”码”夹裹着程序员激情和扣击键盘的鸣金奋力前行，势如破竹，攻城掠地，直指”黄龙府”。

开发经理是这支浩浩汤汤代码队伍的统帅，他负责这支队伍的命运，当齐恒公站在山顶上看到管仲训练的队伍整齐划一地前进时，他感叹说”我有这样一支军队哪里还怕没有胜利呢？”。但很遗憾，你手中的这支队伍原本只是散兵游勇，在前进中招兵买马，不断壮大，所以队伍变形在所难免。当开发经理发觉队伍变形时，也许就是克制住攻克前方山头的诱惑，停下脚步整顿队伍的时候了。

Kent Beck提出了”代码坏味道”的说法，和我们所提出的”队伍变形”是同样的意思，队伍变形的信号是什么呢？以下列述的代码症状就是”队伍变形”的强烈信号：

·代码中存在重复的代码

中国有118 家整车生产企业，数量几乎等于美、日、欧所有汽车厂家数之和，但是全国的年产量却不及一个外国大汽车公司的产量。重复建设只会导致效率的低效和资源的浪费。

程序代码更是不能搞重复建设，如果同一个类中有相同的代码块，请把它提炼成类的一个独立方法，如果不同类中具有相同的代码，请把它提炼成一个新类，永远不要重复代码。
·过大的类和过长的方法

过大的类往往是类抽象不合理的结果，类抽象不合理将降低了代码的复用率。方法是类王国中的诸侯国，诸侯国太大势必动摇中央集权。过长的方法由于包含的逻辑过于复杂，错误机率将直线上升，而可读性则直线下降，类的健壮性很容易被打破。当看到一个过长的方法时，需要想办法将其划分为多个小方法，以便于分而治之。

·牵一毛而需要动全身的修改

当你发现修改一个小功能，或增加一个小功能时，就引发一次代码地震，也许是你的设计抽象度不够理想，功能代码太过分散所引起的。

·类之间需要过多的通讯

A类需要调用B类的过多方法访问B的内部数据，在关系上这两个类显得有点狎昵，可能这两个类本应该在一起，而不应该分家。

·过度耦合的信息链

“计算机是这样一门科学，它相信可以通过添加一个中间层解决任何问题”，所以往往中间层会被过多地追加到程序中。如果你在代码中看到需要获取一个信息，需要一个类的方法调用另一个类的方法，层层挂接，就象输油管一样节节相连。这往往是因为衔接层太多造成的，需要查看就否有可移除的中间层，或是否可以提供更直接的调用方法。

·各立山头干革命

如果你发现有两个类或两个方法虽然命名不同但却拥有相似或相同的功能，你会发现往往是因为开发团队成员协调不够造成的。笔者曾经写了一个颇好用的字符串处理类，但因为没有及时通告团队其他人员，后来发现项目中居然有三个字符串处理类。革命资源是珍贵的，我们不应各立山头干革命。

·不完美的设计

在笔者刚完成的一个比对报警项目中，曾安排阿朱开发报警模块，即通过Socket向指定的短信平台、语音平台及客户端报警器插件发送报警报文信息，阿朱出色地完成了这项任务。后来用户又提出了实时比对的需求，即要求第三方系统以报文形式向比对报警系统发送请求，比对报警系统接收并响应这个请求。这又需要用到Socket报文通讯，由于原来的设计没有将报文通讯模块独立出来，所以无法复用阿朱开发的代码。后来我及时调整了这个设计，新增了一个报文收发模块，使系统所有的对外通讯都复用这个模块，系统的整体设计也显得更加合理。

每个系统都或多或少存在不完美的设计，刚开始可能注意不到，到后来才会慢慢凸显出来，此时唯有勇于更改才是最好的出路。

·缺少必要的注释

虽然许多软件工程的书籍常提醒程序员需要防止过多注释，但这个担心好象并没有什么必要。往往程序员更感兴趣的是功能实现而非代码注释，因为前者更能带来成就感，所以代码注释往往不是过多而是过少，过于简单。人的记忆曲线下降的坡度是陡得吓人的，当过了一段时间后再回头补注释时，很容易发生”提笔忘字，愈言且止”的情形。

曾在网上看到过微软的代码注释，其详尽程度让人叹为观止，也从中体悟到了微软成功的一个经验。

三、重构（Refactoring）的难题

学习一种可以大幅提高生产力的新技术时，你总是难以察觉其不适用的场合。通常你在一个特定场景中学习它，这个场景往往是个项目。这种情况下你很难看出什么会造成这种新技术成效不彰或甚至形成危害。十年前，对象技术（object tech.）的情况也是如此。那时如果有人问我「何时不要使用对象」，我很难回答。并非我认为对象十全十美、没有局限性 — 我最反对这种盲目态度，而是尽管我知道它的好处，但确实不知道其局限性在哪儿。

现在，重构的处境也是如此。我们知道重构的好处，我们知道重构可以给我们的工作带来垂手可得的改变。但是我们还没有获得足够的经验，我们还看不到它的局限性。
这一小节比我希望的要短。暂且如此吧。随着更多人学会重构技巧，我们也将对它有更多了解。对你而言这意味：虽然我坚决认为你应该尝试一下重构，获得它所提供的利益，但在此同时，你也应该时时监控其过程，注意寻找重构可能引入的问题。请让我们知道你所遭遇的问题。随着对重构的了解日益增多，我们将找出更多解决办法，并清楚知道哪些问题是真正难以解决的。

数据库（Databases）

「重构」经常出问题的一个领域就是数据库。绝大多数商用程序都与它们背后的database schema（数据库表格结构）紧密耦合（coupled）在一起，这也是database schema如此难以修改的原因之一。另一个原因是数据迁移（migration）。就算你非常小心地将系统分层（layered），将database schema和对象模型（object model）间的依赖降至最低，但database schema的改变还是让你不得不迁移所有数据，这可能是件漫长而烦琐的工作。

在「非对象数据库」（nonobject databases）中，解决这个问题的办法之一就是：在对象模型（object model）和数据库模型（database model）之间插入一个分隔层（separate layer），这就可以隔离两个模型各自的变化。升级某一模型时无需同时升级另一模型，只需升级上述的分隔层即可。这样的分隔层会增加系统复杂度，但可以给你很大的灵活度。如果你同时拥有多个数据库，或如果数据库模型较为复杂使你难以控制，那么即使不进行重构，这分隔层也是很重要的。

你无需一开始就插入分隔层，可以在发现对象模型变得不稳定时再产生它。这样你就可以为你的改变找到最好的杠杆效应。

对开发者而言，对象数据库既有帮助也有妨碍。某些面向对象数据库提供不同版本的对象之间的自动迁移功能，这减少了数据迁移时的工作量，但还是会损失一定时间。如果各数据库之间的数据迁移并非自动进行，你就必须自行完成迁移工作，这个工作量可是很大的。这种情况下你必须更加留神classes内的数据结构变化。你仍然可以放心将classes的行为转移过去，但转移值域（field）时就必须格外小心。数据尚未被转移前你就得先运用访问函数（accessors）造成「数据已经转移」的假象。一旦你确定知道「数据应该在何处」时，就可以一次性地将数据迁移过去。这时惟一需要修改的只有访问函数（accessors），这也降低了错误风险。

修改接口（Changing Interfaces）

关于对象，另一件重要事情是：它们允许你分开修改软件模块的实现（implementation）和接口（interface）。你可以安全地修改某对象内部而不影响他人，但对于接口要特别谨慎 — 如果接口被修改了，任何事情都有可能发生。