Python學習【第十篇】軟體目錄開發規範
一、背景
軟體開發是一個系統工程,當然編碼實現是其中尤其重要的一個環節,關乎到功能需求的實現好壞。這個環節中除了編碼這一硬功之外,與之相關的編碼風格這一柔道,雖然沒有直接決定功能的實現與否,但卻在很大程度上決定了的專案程式碼整體的可讀性、健壯性、移植性、可維護性等重要特性。編碼風格不僅涉及到程式碼如何編寫,也涉及到程式碼模組的分佈組織,即專案程式碼目錄的設計。
好的程式碼目錄設計可以直觀展現開發者的邏輯條理,提高程式碼的可讀性、可維護性、移植性甚至是健壯性,不好的程式碼目錄設計就不細說了,邏輯層次混亂不清,程式碼拷貝到其他環境不能執行等是最常見的問題了。
今天就來談談軟體目錄開發設計規範相關的事宜。
二、設計軟體目錄開發規範的重要性和必要性
在上文中略微提到軟體專案程式碼目錄設計規範對專案的一些影響,這裡細化展開一下其重要性和必要性,大致為以下幾點:
- 可讀性高:好的程式碼目錄設計,可以讓剛接觸專案的人員通過目錄即可大致瞭解開發者的邏輯條理,明確程式入口檔案、測試樣例、說明幫助文件、配置檔案等的分佈位置,從而可以最快的速度熟悉專案。
- 可維護性強:當前的目錄設計規範可以明確地提示維護者新增的程式碼檔案、配置檔案等該設計在哪個目錄下,以便更好的維護專案。這樣可確保隨著時間的推移和人員的變更,專案本身的可維護性依然很強。
- 可移植性:當專案上到一定規模或變得複雜時,通過不同的層級目錄來分佈不同用途的檔案顯得異常重要,這樣可以確保程式碼包拷貝到其他環境後,儘可能地避免因模組依賴、配置檔案缺少、目錄呼叫失敗等問題導致的執行失敗問題。
三、軟體開發目錄組織方式
僅以Python為例,談談建議的軟體開發目錄組織結構:
Foo/
|– bin/
| |– foo
|
|– foo/
| |– tests/
| | |– init.py
| | |– test_main.py
| |
| |– init.py
| |– main.py
|
|–conf/
| |– init.py
| |– settings.py
|
|–logs/
|
|– docs/
| |– conf.py
| |– abc.rst
|
|– setup.py
|– requirements.txt
|– README
解釋如下:
1. bin/: 存放專案的一些可執行檔案,當然起名scripts/之類的也未嘗不可。
2. foo/: 存放專案的所有原始碼。(1) 原始碼中的所有模組、包都應該放在此目錄。不要置於頂層目錄。(2) 其子目錄tests/存放單元測試程式碼; (3) 程式的入口最 好命名為main.py。
3. conf/: 存放配置檔案。
4. logs/: 作為日誌目錄存放程式執行中生成的各種日誌。
5. docs/:存放專案的幫助文件。
6. setup.py:安裝、部署、打包的指令碼,一般用於適配環境、解決依賴關係等。
7. requirements.txt: 存放軟體依賴的外部python包列表。
8. README:存放專案說明文件,下文詳述。
除此之外,有一些方案給出了更加多的內容。比如LICENSE.txt,ChangeLog.txt檔案等,其中LICENSE.txt主要是專案開源的時候需要用到。ChangeLog.txt可根據需要確定是否新增。
四、README相關
使用過開源軟體的朋友們都知道README可以給軟體的使用帶來很大的幫助,包括軟體介紹、功能定位、安裝啟動使用方法、有建議或bug怎麼聯絡作者等,其必要性和重要性不言而喻。
因此每一個專案都應該有README說明,好的README應該至少包括以下幾方面的內容:
- 軟體的簡要介紹、功能定位、適用場景等。
- 軟體的安裝、環境依賴、啟動方法、常見使用命令(使用說明)等。
- 程式碼的目錄結構說明。
- 常見問題說明。
- 遇到建議或bug如何聯絡作者或專案組。
如果再編寫的更詳細,可以考慮簡述軟體的基本原理。這方面最好的參考就是開源軟體的README,如nginx,redis等。
五、requirements.txt和setup.py相關
1. requirements
requirements主要解決以下兩個問題:
(1) 方便開發者維護軟體包依賴。有新的依賴包產生時直接新增進該列表即可,然後通過setup.py自動解決該依賴,避免遺漏
(2) 方便使用者明確依賴關係
requirements.txt的格式是每一行包含一個包依賴的說明,通常是flask>=0.10這種格式,要求是這個格式能被pip識別,這樣就可以簡單的通過 pip install -r requirements.txt來把所有Python包依賴都裝好了。
2.setup.py
一般來說,用setup.py來管理程式碼的打包、安裝、部署問題。業界標準的寫法是用Python流行的打包工具setuptools來管理這些事情。這種方式普遍應用於開源專案中。不過這裡的核心思想不是用標準化的工具來解決這些問題,而是說,一個專案一定要有一個安裝部署工具,能快速便捷的在一臺新機器上將環境裝好、程式碼部署好和將程式執行起來。
這個問題好比在linux通過yum來安裝一個軟體一樣,我們不得不承認,在解決環境依賴關係方面,yum安裝相對於原始碼編譯安裝更方便。
在python專案方面,對於初學者來講,很多都經歷過以下問題:
- 安裝環境時忘了最近又新增了一個新的Python包,結果一到線上執行,程式就出錯了。
- Python包的版本依賴問題,有時候我們程式中使用的是一個版本的Python包,但是官方的已經是最新的包了,通過手動安裝就可能裝錯了。
- 如果依賴的包很多的話,一個一個安裝這些依賴是很費時的事情。
- 新同學開始寫專案的時候,將程式跑起來非常麻煩,因為可能經常忘了要怎麼安裝各種依賴。
setup.py的目的是將這些事情自動化起來,統一自動化管理,提高效率並減少出錯的概率。”複雜的東西自動化,能自動化的東西一定要自動化。”是一個非常好的習慣。
setuptools的文件比較龐大,剛接觸的話,可能不太好找到切入點。先從模仿開始吧,可以參考一下Python的一個Web框架,flask是如何寫的: setup.py
如果開發的專案只是在Linux環境上執行,簡單點自己寫個安裝指令碼(deploy.sh)替代setup.py也未嘗不可。
六、配置檔案相關
注意,在上面的目錄結構中,沒有將conf.py放在原始碼目錄下,而是放在docs/目錄下。
很多專案對配置檔案的使用做法是:
- 配置檔案寫在一個或多個python檔案中,比如此處的conf.py。
- 專案中哪個模組用到這個配置檔案就直接通過import conf這種形式來在程式碼中使用配置。
這種做法我不太贊同:
- 這讓單元測試變得困難(因為模組內部依賴了外部配置)
- 另一方面配置檔案作為使用者控制程式的介面,應當可以由使用者自由指定該檔案的路徑。
- 程式元件可複用性太差,因為這種貫穿所有模組的程式碼硬編碼方式,使得大部分模組都依賴conf.py這個檔案。
所以,我認為配置的使用,更好的方式是:
1. 模組的配置都是可以靈活配置的,不受外部配置檔案的影響。
2. 程式的配置也是可以靈活控制的。
能夠佐證這個思想的是,用過nginx和mysql的同學都知道,nginx、mysql這些程式都可以自由的指定使用者配置。
所以,不應當在程式碼中直接import conf來使用配置檔案。上面目錄結構中的conf.py,是給出的一個配置樣例,不是在寫死在程式中直接引用的配置檔案。可以通過給main.py啟動引數指定配置路徑的方式來讓程式讀取配置內容。當然,這裡的conf.py你可以換個類似的名字,比如settings.py。或者你也可以使用其他格式的內容來編寫配置檔案,比如settings.yaml之類的。
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