从 Windows Forms 到微服务的经验教训

                                      Photo by Dan Counsell on Unsplash

如果说软件开发中有什么不变的东西，那就是变化。

在 .NET 生态系统中摸爬滚打的这二十年里，我见证了各种框架的起起落落，目睹了容器化的崛起，也曾为微服务架构摇旗呐喊——而在几年前，微服务对许多人来说还只是晦涩难懂的概念。

然而，如果说这个领域还有另一件永恒的事，那就是技术债务——它始终存在，而且如果不加以管理，就会从一个微不足道的小麻烦演变成巨大的绊脚石。

幸运的是（或者不幸，取决于你怎么看），我几乎经历过所有形式的技术债务。我最早接触的是 Windows Forms 项目，当时这可是最前沿的技术。后来，我开始构建 ASP.NET MVC 的单体应用，接着又挑战过连接到庞大单体数据库的嵌入式软件，之后将旧的单体架构迁移到微服务，最终踏上了可扩展分布式系统的架构之路。

在每个阶段，技术债务的表现形式都在变化，但其根本原因和解决方案却惊人地一致：短视的决策、忽视最佳实践、赶工期，以及缺乏清晰的沟通——这些因素共同推动了一个恶性循环，如果不加遏制，即便是最优秀的团队也会被拖垮。

在这里，我想分享自己这些年来积累的个人见解：技术债务是如何产生的，如何尽早识别它，以及如何在不影响新功能开发进度的前提下加以应对。

早期岁月

刚开始接触 .NET 时，我在做 Windows Forms 应用开发。

那时候很激动，因为我们正在从 VB5、VB6 和 Visual J++ 这些老旧的客户端-服务器技术，过渡到（在当时看来）更现代化的 C# 环境。Windows Forms 带来的 UI 可能性让我们兴奋不已——拖拽控件、窗体事件、集成数据库连接，相比于老框架而言，这一切都让人觉得是一次革命。

但这些项目也让我第一次接触到了技术债务的问题。那时候，我们很容易把所有东西都写在同一个项目文件里，或者只用少量几个解决方案。

每个窗体都带着超大的代码隐藏文件，逻辑和 UI 交织在一起，改动一个地方就可能弄崩六七个功能。到处可见所谓的“上帝类”（God class），它们从数据访问到业务逻辑再到 UI 渲染，什么都管。

我们甚至会直接在按钮点击事件里写数据访问代码。随着时间推移，这些代码隐藏文件变得越来越庞大，调试它们简直就是一场噩梦。

我们是走一步算一步地写代码，只关注当下能跑起来，而不是为未来的扩展做好规划。

起初，这种技术债务是隐形的，毕竟所有东西都集中在一起。但一旦应用需要扩展，我们就得重写大量代码才能适应新的需求。这是我第一次真正意识到，在软件开发中短视思维会带来怎样的后果。

                                      Photo by Glenn Carstens-Peters on Unsplash

Web 开发的崛起

最终，世界大规模转向了 Web，.NET 开发者也随之跟进。ASP.NET Web Forms，后来又有了 ASP.NET MVC，成为了新的前沿技术。

有了 MVC，我们终于有了一个结构化的方法，可以更好地组织代码。但那些从 Windows Forms 过渡过来的开发者很快发现，仅仅遵循 MVC 模式并不能保证代码的整洁。

我们仍然需要严格执行这些分离。

尽管 MVC 结构天然地引导开发者实现更好的关注点分离，但当需要添加重大新功能或适应新的业务需求时，大型单体应用依然会遇到问题。

在压力之下，人们往往会忍不住把控制器和业务逻辑混在一起，让数据访问层变得混乱不堪。一旦应用需要集成一个新系统——比如第三方 API 或新的支付网关——我们就会发现，现有的数据模型和控制器根本不够灵活。

结果呢？仓促的补丁，让本就不堪重负的代码库变得更加复杂。

那个时候，我意识到了一些至关重要的道理。

首先，采用像 MVC 或者 MVVM 这样的成熟模式，并不能自动消除技术债务。

其次，真正的关键在于持之以恒的纪律——定期回顾代码，重构、优化，保持模块化。

第三，如果不腾出时间去重构和维护代码库，你积累的技术债务会很快超过你赶工开发所节省的时间。

转向嵌入式系统和大型数据库

在我的职业旅途中，有一段时间我开始接触嵌入式系统，而这些系统仍然依赖于庞大的单体数据库。这种环境带来了独特的挑战，尤其是在性能和资源限制方面。

Web 应用可以把部分任务卸载出去，或者通过增加服务器实现横向扩展，但嵌入式系统的硬件资源有限，因此必须精打细算地进行优化。

在这些项目中，技术债务往往表现为性能债务。为了赶工期，我们会在编写高效代码时偷懒，结果就是，等到设备在真实场景下运行时，整个系统慢得像乌龟爬。

另一个大问题是，整个应用（包括业务逻辑，甚至 UI 逻辑）都和数据库模式紧紧耦合在一起。改动一个表结构，就意味着要重写大量代码。数据迁移和版本管理变成了一场噩梦，而一个小小的失误就可能让整个系统彻底崩溃。

我对这些经历记忆犹新，它让我深刻体会到了在数据层保持模块化设计的重要性。

即使你没有在构建微服务架构，把数据库模式和应用逻辑解耦，依然能带来极大的好处。

使用存储过程、合理的数据访问层，以及精心设计的数据契约，可以帮助你避免层层连锁的崩溃。简单来说，关注点分离的原则，在数据层和应用层同样重要。

                                              Photo by cottonbro studio

从单体架构迁移到微服务

当微服务开始流行时，我开始参与一些项目，目标是把大型单体应用拆分成更小、更容易独立部署的服务。

这是我职业生涯中最具启发性的经历之一。微服务架构承诺解决很多问题——可扩展性、可维护性，以及更快的发布周期。但它同时也带来了新的复杂性，从分布式系统管理，到服务间通信和数据一致性问题。

事实证明，在微服务环境中积累技术债务，跟在单体架构里一样容易。事实上，如果没有强大的 DevOps 实践、自动化测试，以及清晰的服务边界，风险甚至更高。

此外，我见过一些团队只是“表面上”在做微服务，每个服务仍然严重依赖共享数据库或一堆共享的数据模型库。这种“半解耦”很快就会导致一张纠缠不清的依赖网，讽刺的是，这样的系统可能比原来的单体架构还难维护。

尽管存在潜在的陷阱，但如果做得正确，微服务架构确实能带来真正的优势。把应用拆分成更小、更清晰定义的服务，可以减少变更和故障的影响范围。如果某个服务崩了，它可能不会拖垮整个系统。

从技术债务的角度来看，你可以单独重构或重新设计某个服务，而不会影响整个应用。关键在于严谨的规划——明确边界，确保服务是真正独立的，并且在监控、日志记录和 CI/CD 基础设施上做好投资。

扩展架构与云原生方法

近年来，我一直在深入参与基于 Azure 和 AWS 构建可扩展的云原生解决方案（尽管我个人更偏向 Azure，因为它与 .NET 的集成更流畅）。

如今的解决方案通常涉及 Docker 容器化，以及 Kubernetes 编排，或者按需启动的无服务器函数。这种环境提供了前所未有的灵活性，但同时也要求有严格的架构纪律，以防技术债务悄然积累。

在基础设施层面控制技术债务，最大的帮手之一就是 IaC（基础设施即代码）工具，比如 Terraform 或 Azure Resource Manager (ARM) 模板。显然，通过像管理代码版本一样管理基础设施版本，你可以跟踪变更，必要时轻松回滚，并确保开发、测试和生产环境的一致性。

微服务和云原生架构的复杂性意味着你需要高级的监控能力。像 Azure Insights、ELK 和 Grafana 这样的工具，能让你在问题变成紧急情况之前先发现它们。这种前置性的洞察可以大大降低大规模技术债务的可能性，因为你能更早发现性能瓶颈或架构上的反模式。

此外，记住云原生解决方案是自然演进的。

当你启动一个新容器，或者改变函数应用的触发方式时，你其实是在迭代架构。只要有意为之——监控使用情况、衡量性能、收集反馈并相应调整，你就能控制住技术债务。

及早识别技术债务

我在职业生涯中学到的最宝贵的经验之一就是：及早发现技术债务，等于赢了一半。 早一点修复 bug 或重构代码，成本永远比晚了再处理要低。但在紧迫的截止日期和不断增加的功能需求下，怎么才能察觉到技术债务正在悄悄堆积？

• 代码异味（Code Smells）：这些都是明显的红旗，比如超长的方法、重复的逻辑、魔法字符串，或者那些无所不包的类。

• 新成员上手缓慢：如果新开发者需要很长时间才能理解代码库，或者经常在复杂的依赖关系中迷失，那基本可以确定系统存在架构问题。

• 回归 bug 过多：如果每次新增功能都会无缘无故弄崩其他地方，那很可能是隐藏的耦合问题，或者代码本身过于脆弱。

• 总是在救火：如果你们的日常工作一直是在修复线上问题，而不是主动优化系统，那就是技术债务积累过多的警告信号。

留意这些迹象。它们是你的早期预警系统，提醒你需要腾出时间来重构、优化测试，或者甚至重新设计某些组件。

                                                      Photo by Tara Winstead

应对技术债务的策略

管理技术债务，既是技术问题，也是思维方式的问题。我想分享一些对我来说行之有效的核心策略。

我发现一个有效的做法是，在每个 Sprint 或发布周期里专门留出时间处理技术债务任务。这样可以确保你在交付新功能的同时，也能逐步削减旧有问题。而自动化测试能让你放心地进行重构，而不会破坏已有功能。

再配合持续集成（CI）流水线，每次提交代码时都会自动触发测试，这样可以尽早发现问题。

另外，记住要践行“童子军原则”（Boy Scout Rule）！这是从 Robert C. Martin 那里借来的一个原则，它的意思是：每次修改代码时，都应该让代码库比你接手时更干净一点。即使是微小的改进，长期积累下来也会产生巨大的变化。

同时，使用 Architecture Decision Record (ADR) 或者 Wiki 页面，记录下为什么做了某些架构决策。这些背景信息可以防止未来的团队重蹈覆辙。

最后一个建议是：向非技术人员传达忽视技术债务的代价。他们不需要了解所有细节，但应该明白，如果不解决技术债务，未来的成本会更高，交付速度也会变慢。

真实案例

让我分享几个（已经脱敏处理的）故事，展示技术债务如何在不同的管理方式下，决定一个项目的成败。

有一次，我参与了一个大型 ASP.NET MVC 应用的重构，这个应用经过多年开发，变得越来越难以维护。我们决定来一次彻底大重构，把它拆成微服务。

但我们没有明确的服务边界，没有合理的 DevOps 策略，也没有系统化的测试方案。

结果？项目被拖延了一整年，成本超支，团队士气低落。最终，我们不得不推倒重来，回到单体架构，然后以业务能力为指导，逐步拆分成一个个独立的微服务。

另一边，在另一个项目里，我们面对的是一个每天都在运行的关键业务系统。我们没有一上来就推倒重写，而是先识别出最棘手的模块，并优先把它们拆分成独立服务。我们为这些新服务搭建了 CI/CD 流水线，并逐步引入现代架构设计。

在一年时间里，我们成功将整个系统的 50% 迁移到微服务架构，而没有影响日常业务运行。每次小步前进，都给团队带来了信心，也让企业感到安心。

这两个案例形成了鲜明对比，揭示了一个核心道理：应对技术债务，需要有明确的计划，并且要让所有人理解你的策略。

一刀切的大重构听起来很有吸引力，但往往会因其复杂性而失败。

最终思考

从 Windows Forms 应用，到 MVC 单体架构，再到带着庞大数据库的嵌入式系统，最终到云上的现代微服务架构，我深刻认识到：技术债务是软件开发生命周期中无法避免的一部分。

问题不是你会不会积累技术债务，而是你能多快意识到它的存在，以及你是否有足够的纪律去应对它。

从我的经验来看，.NET 生态系统提供了丰富的工具和框架，来帮助我们提高代码质量和架构规范。从高层次的设计模式，到自动化测试框架，我们拥有足够的手段来将技术债务控制在可接受的范围内。