04 瀑布模型之外,还有哪些开发模型? 你好,我是宝玉,我今天分享的主题是:瀑布模型的衍生模型都有哪些,你该如何选择?

在上一篇文章中,我重点介绍了瀑布模型。你现在知道了,瀑布模型简单易行,对于软件质量是有比较高保障的。但是瀑布模型对于前期需求不明确的项目,很难开展需求分析,后续如果有需求变更,瀑布模型便很难响应。

而且,每个软件项目的情况各不相同,都有自己的特点。比如说:

  • 有的项目风险很高,客户可能随时不给你钱了,得要做好准备,随时止损;
  • 有的项目客户自己没想清楚要想的是什么,做出来后再提各种修改意见,必须得想办法降低变更成本;
  • 有的项目客户希望能很快就能上线。

如果选用瀑布模型做这些项目,就会导致成本过高或者周期过长等问题出现。所以,并不是所有的项目都适合使用瀑布开发模型,你需要针对不同的情况做一些调整。

实际上,为了应对瀑布模型的不足,已经衍生出了很多其他的开发模型。今天,我将为你分享一些有代表性的瀑布模型的衍生模型,你可以了解到这些衍生模型的本质,在接手不同类型的项目时,可以灵活地进行选择。

快速开发快速改

  • 快速原型模型

我刚毕业时参加了一个项目的开发,项目经理跟我说,这个项目怎么快就怎么写,不要在意代码质量、架构、性能这些,当时我表示很不能理解,哪有这样做项目的?

我还偷摸着花了很多时间想把代码写好,结果发现,这个快速做好的简单版本,主要目的就是为了给客户演示,跟客户确认需求,然后把客户的反馈记录下来,再去优化。这样几个小版本下来,基本上就把需求确定了,而我当时写的好多代码根本就用不上。

后来我才知道,这就是快速原型模型。

快速原型模型,就是为了要解决客户的需求不明确和需求多变的问题。

先迅速建造一个可以运行的软件原型,然后收集用户反馈,再反复修改确认,使开发出的软件能真正反映用户需求,这种开发模型就叫快速原型模型,也叫原型模型。

这就好比客户想要盖房子,但是他没想好要盖成什么样子,于是施工方就先搭了一栋彩钢房(就像工地里面搭的临时房子),让客户先用起来,然后再给反馈调整。

因为彩钢房搭建简单快速,改起来也相对容易。等到客户确定好需求,再在已经搭好的彩钢房的基础上完善,或者直接重新按照确定好的需求造房子。

不过,这样做也有一个问题,用彩钢房这种方式盖房子虽然快,但是房子质量不会太好,住的不算舒服,想有点个性化的风格也难。

同样的道理,也适用于软件项目。彩钢房就像是软件原型,重点是反映软件核心功能和交互,功能可以是不完整的,可靠性和性能要求不高,但开发速度可以很快。

原型模型因为能快速修改,所以能快速对用户的反馈和变更作出响应,同时原型模型注重和客户的沟通,所以最终开发出来的软件能够真正反映用户的需求。

但这种快速原型开发往往是以牺牲质量为代价的。

在原型开发过程中,没有经过严谨的系统设计和规划,可靠性和性能都难以保障。所以在实际的软件项目中,针对原型模型的这种快速、低质量的特点,通常有两种处理策略:抛弃策略和附加策略。

抛弃策略是将原型只应用于需求分析阶段,在确认完需求后,原型会被抛弃,实际开发时,将重新开发所有功能。类似于用彩钢房盖房子,确认完客户需求后,拆掉重新建。

附加策略则是将原型应用于整个开发过程,原型一直在完善,不断增加新功能新需求,直到满足客户所有需求,最终将原型变成交付客户的软件。类似于用彩钢房盖房子,最后还要做一番精装修,交付客户。

采用哪种策略来应用原型模型,还是要看项目特点,包括所采用原型开发工具和技术的成熟度。举例来说,如果客户对可靠性、性能要求高,那么就最好是抛弃策略,如果客户对质量要求不高,有简单功能就够了,那么可以试试附加策略。

快速原型模型即使到现在还一直有在用,用于低成本快速的确认需求。如果你将来遇到这种项目,就没必要花太长时间在代码质量上,赶紧做出来才是王道。

另外,原型制作并不一定要像传统代码一样进行设计编码,有很多原型工具,像 Axure、墨刀等,简单的拖拽就可以实现简单的界面和交互,同样可以达到确认需求的目的。现在原型设计已经成为产品经理确认需求的一个非常重要手段。

大瀑布拆小瀑布

瀑布模型的很多问题,根源都是周期太长。周期长所以中间难以响应变更,周期长所以客户很久才能看到结果,周期太长所以风险不好控制。如果能将周期变短,那么很多问题就迎刃而解了。

基于这种思路,产生了很多开发模型,比较典型的主要是:增量模型迭代模型

  • 增量模型——按模块分批次交付

增量模型是把待开发的软件系统模块化,然后在每个小模块的开发过程中,应用一个小瀑布模型,对这个模块进行需求分析、设计、编码和测试。相对瀑布模型而言,增量模型周期更短,不需要一次性把整个软件产品交付给客户,而是分批次交付。

如果拿盖房子来比喻的话,就是先盖卫生间,然后盖厨房,再是卧室。

盖卫生间的时候,也要先分析需求,然后设计,再实施,最后验收。有时候也可以多模块并行,例如同时盖卫生间和厨房,前提是模块之间不能有依赖关系,比如,你不可能先盖二楼再盖一楼。

你会发现,增量模型将整个系统进行模块化处理,所以你可以分批次交付软件产品,使用户及时了解软件项目进展。如果一个模块有问题,或者需要做需求变更,对整体影响也有限。在开发的时候,也可以灵活地按照模块来分工,多个模块并行开发提升效率。

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因为增量模型的根基是模块化,所以,如果系统不能模块化,那么将很难采用增量模型的模式来开发。另外,对模块的划分很抽象,这本身对于系统架构的水平是要求很高的。

基于这样的特点,增量模型主要适用于:需求比较清楚,能模块化的软件系统,并且可以按模块分批次交付。

  • 迭代模型——每次迭代都有一个可用的版本

迭代模型每次只设计和实现产品的一部分,然后逐步完成更多功能。每次设计和实现一个阶段叫做一个迭代。

我们还是继续拿盖房子来举例:如果用迭代模型的方式盖房子,第一个迭代要先盖一个茅草屋,快速满足客户对房子的核心需求;第二个迭代再盖一个小木屋,比茅草房更大更舒适;第三个迭代再盖成一个豪华别墅,满足客户所有需求。

你要注意,无论是造小木屋还是大别墅,整个过程都会像一个完整的项目一样,包括需求分析、设计、实现与测试验收。

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在迭代模型中,整个项目被拆分成一系列小的迭代。通常一个迭代的时间都是固定的,不会太长,例如 2~4 周。每次迭代只实现一部分功能,做能在这个周期内完成的功能。

在一个迭代中都会包括需求分析、设计、实现和测试,类似于一个小瀑布模型。迭代结束时要完成一个可以运行的交付版本。

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迭代模型和增量模型很容易混淆,因为都是把大瀑布拆成小瀑布。这两种模型的主要差别在于如何拆分项目功能上。

增量模型是按照功能模块来拆分;而迭代模型则是按照时间来拆分,看单位时间内能完成多少功能。

还是用盖房子来理解,增量模型则是先盖厨房,再是卧室,这样一个个模块来完成。而迭代模型则是先盖一个简单的茅草房,有简易的土灶和土床,然后再升级成小木屋,有更好的灶和更好的卧室,这样一步步迭代成最终的房子。

我原来参与过的瀑布模型开发的项目,因为要很长时间才能看到最终结果,而且结果通常跟最初描述的结果相差较多,客户看到后多少会有些心理落差。

而后来改用迭代模型后,因为每次迭代完成后都有可以运行的版本,这样客户可以直观感受软件的进展,及时调整心理预期。尤其是当客户见证了一个软件从简陋到完善的过程,往往满意度是比较高的。

迭代模型最难的部分,在于规划每次迭代的内容和要达到的目标。多了可能完不成,少了可能造成每次迭代工作量不饱和,这需要在实践中去摸索,一个迭代一个迭代的去调整。

迭代模型由于在初始迭代时,只清楚当前迭代的需求,而不知道后续需求,设计可能会考虑不周全。这样的话,迭代一多,系统会有不少冗余,一段时间后就需要对系统进行重构。

另外每次迭代,用户可能会增加新的需求和对现有需求进行更改,因此开发时间上可能会比预期要长。如果你做的是小项目的话,并不建议使用迭代模型来开发。

我该选择什么过程模型?

除了上面提到的这几种模型,还有很多其他开发模型,要记住所有的开发模型很难。你搞透了瀑布模型,搞清楚了其阶段划分,结合一些应用场景,你就可以举一反三,了解绝大部分衍生模型。

我在这里给你列举几个常见的项目场景,我们可以一起来分析下,看看用什么模型适合。

场景一:外包项目,需要阶段验收

假如你现在是一家外包公司,你可以采用瀑布模型开发,但是甲方需要对你项目的每个阶段进行验收测试,以确认你是不是达到要求。

针对从需求定义一直到编码阶段,每个阶段都有对应的测试验收。如果画成图,就是下面这个样子的。

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这个模型就是 V 模型,本质上它还是瀑布模型,只不过它是更重视对每个阶段验收测试的过程模型。

场景二:项目风险高,随时可能会中断

如果你现在要做一个风险很高的项目,客户可能随时不给你钱了。这种情况下,如果采用传统瀑布模型,无疑风险很高,可能做完的时候才发现客户给不了钱,损失就很大了!

这种情况,基于增量模型或者迭代模型进行开发,就可以有效降低风险。你需要注意的是,在每次交付的时候,要同时做一个风险评估,如果风险过大就不继续后续开发了,及时止损。

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这种强调风险,以风险驱动的方式完善项目的开发模型就是螺旋模型。

场景三:山寨一款软件产品,希望能快速上线发布

其实软件行业山寨的案例不少,山寨项目的特点是,项目需求是明确的,不会有什么变化,这时候就可以选择增量模型,划分好模块,先实现核心模块,发布可运行版本,再增量发布其他模块。多模块可以同步开发。

场景四:客户都没想清楚想要什么,但是个大单子

很多项目,客户一开始都没想清楚想要的是什么,需要花很长时间去分析定义需求,但是单子很大,值得认真去做好。

那么这样的项目,你可以考虑拆分成四个阶段:

  • 初始阶段

主要是确定需求边界和主要风险,几乎没有什么开发工作。

  • 细化阶段

这个阶段主要是确定需求,可以采用快速原型模型开发,和客户对需求反复确认,需要辅助一定量的开发和测试工作。对代码质量可以要求比较低,重点是确认需求。可能需要一个或多个版本迭代。

  • 构造阶段

在需求确认清楚后,现在可以使用迭代模型来开发,逐步交付产品。这个阶段的重点是开发和测试。如果迭代中,有新的需求加入或者需求变更,也可以在新的迭代中加入。

  • 交付阶段

在开发和测试完成后,产品可以交付客户,根据线上运行情况还需要修复一些 Bug。这个阶段重点是测试和部署。也会有多个迭代。

整个过程看起来就像下图这样。

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上面这种开发方式来源自统一软件开发过程(Rational Unified Process,RUP),适用于复杂和需求不明确的软件系统。

场景五:我的产品已经上线,但是需要持续更新维护

很多产品在上线后,还在保持不停的更新维护,修复 Bug、增加新功能,每个月甚至每周更新。

在这种情况下,迭代模型是比较合适的。固定时间周期,在固定的周期内选择适合的需求开发任务和 Bug 修复任务去完成,按时发布。

另外还可以尝试敏捷开发,也是基于迭代的开发模型,它也强调快速交付,每次交付系统的部分功能,来保证客户满意度。在敏捷开发中,系统交付的周期称之为冲刺(Sprint)。

严格来说,敏捷开发并不算是一种开发模型,更像是框架或指南。有各种开发模型来实现敏捷开发,比如说极限编程(Extreme programming),看板(Kanban)和 Scrum。有关敏捷开发,我将在下一篇中向你详细讲解。

总结

现在的软件项目,各种类型都有,根据项目特点,选择好合适的开发模型,可以让你事半功倍,降低项目风险,提高项目开发效率,控制项目成本。比如说:

  • 一个以确认需求为主要目的的项目,就可以不用花太多时间在代码质量上面,低成本、高效做出来才是最重要的;
  • 一个高风险的项目,则可以采用螺旋模型,出现问题及时止损;
  • 一个很长时间加班加点,却一直没法上线,导致士气低落的项目,可以改成增量模型,先上线一个小模块,让大家看到成绩提升士气,然后再迭代,逐步上线其他模块。

同时,你也不必拘泥于这几种开发模型,还可以借鉴其他模型做的好的地方,甚至创造自己的开发模型,比如说你觉得敏捷的“站立会议”适合你的项目,那也可以借鉴过来。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/%e8%bd%af%e4%bb%b6%e5%b7%a5%e7%a8%8b%e4%b9%8b%e7%be%8e/04%20%e7%80%91%e5%b8%83%e6%a8%a1%e5%9e%8b%e4%b9%8b%e5%a4%96%ef%bc%8c%e8%bf%98%e6%9c%89%e5%93%aa%e4%ba%9b%e5%bc%80%e5%8f%91%e6%a8%a1%e5%9e%8b%ef%bc%9f.md