软件开发流变史：从瀑布开发到敏捷开发再到 DevOps

作为在 20 世纪 70 年代、80 年代盛极一时的软件开发模型，瀑布模型通过制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试、运行维护等 6 个流程将整个软件生命周期衔接起来。这 6 个流程有着严格的先后次序之分，只有当前面的流程结束之后，下一个流程才能开始运转。这种自上而下的流程像极了瀑布的下落，因此得名瀑布模型。

我们可以发现，瀑布模型有很多优点：

1. 有明确的交接点：不论是制定计划还是需求分析，甚至是软件测试，都有明确的起始点及开发流程——也就是在上一流程结束后再开始下一个流程；

2. 责任明确：开发人员都各司其职，协作流程合理清晰；

3. 发生问题能准确溯源：在开发过程中，如果发现有环节遗漏，负责人能够准确定位问题根源，并找出最优解决方案；

4. 流程划分清晰：由于开发流程是环环相接，因此不会出现多个环节同时作业的情况；

5. 及时反馈：在每个流程结束前都要对该流程完成的内容进行审核，以便及早发现软件开发过程中的错误，及时纠错。

但随着软件行业的快速发展，瀑布模型也逐渐暴露出许多缺点：

1. 反馈结果单一：由于瀑布模型的反馈形式只针对于目前完成的阶段，无法对整个流程进行宏观反馈，因此各交接点处的反馈结果从整体来讲并不准确；

2. 客户不参与开发过程：首先，客户在最初提出需求后，便不再被允许参与到开发流程之中，除非提出新的需求。其次，客户只能在开发过程的后期看到成果；

3. 新需求的增加会打乱整个发布节奏：前文也说到瀑布模型有着严格的先后次序之分，只有前一个阶段完成后，才能进入下一阶段。因此在整个流程中，新需求的增加会导致当前任务停工，并返回需求分析、软件设计等阶段，且后面的流程都需要重新进行；

4. 造成人力资源浪费：瀑布模型要求流程是环环相接的，因此软件开发还停留在前一阶段时，后面流程的人都处于无可事事的状态。又因为瀑布式开发中要求人员各司其职，因此当某一阶段缺人手时，只能延长时间，导致有些人工作量过于饱和，有些人又过于清闲；

5. 周期长，不适合急需交付的项目：这一软件开发模式各阶段呈现按部就班的状态，因此不适合急需交付的项目；

6. 标准化模式导 致流程僵化、死板：管理人员通过规定各阶段完成时间以及交接点来控制过程状态，这种标准化模式不加一点变通，最终导致流程的僵化、死板。

网络的逐渐普及要求软件开发更能贴近人们的日常使用，也在这时，瀑布式开发受到逐渐兴起的“敏捷开发”的冲击。

2001 年，十七位关于敏捷方法的发起者和实践者聚集到一起，发表了“敏捷软件开发宣言”。他们强调敏捷开发能够以一种更加简洁、可持续、短周期、高效率的方式进行软件开发，同时希望以敏捷联盟为形式的合作可以帮助到行业中的其他人，帮助他们以更加敏捷的新方式来思考软件开发、方法论以及组织架构。

敏捷开发强调：

• 个体和互动高于流程和工具

• 工作的软件高于详尽的文档

• 客户合作高于合同谈判

• 响应变化高于遵循计划

简单来讲，敏捷开发采用“迭代开发”，将软件项目需求分成多个迭代，且每个迭代成果在完成开发、测试、反馈等环节后都可以进行交付。也就是说，在将软件交付到客户手中之前，开发过程中的任何经过测试的子项目都能够独立运行。

敏捷开发成功地弥补了瀑布式开发的不足，有很大的优势：

1. 强调“响应变化”：在做出开发计划后，计划并不是需要唯一遵循的指南。开发过程会因客户需求的改变而出现改变，这时就需要产品经理不断更新产品需求，开发团队中的成员主动配合，使迭代过程可以根据需求变化灵活调整；

2. 使资源利用最大化：瀑布式开发要求每个人各司其职，但敏捷开发要求大家能够互相信任、互相帮助，合作开发。在某一位置出现空缺时，其他人可以暂时代工，这一现象有效地使资源利用效率最大化；

3. 反馈及时：与瀑布式开发在整个生命周期后期才能得到反馈的状态相比，敏捷开发在每个迭代后都能交付可独立运行的成果。不论是团队对迭代成果进行测试，还是从客户那里，都能得到及时的反馈；

4. 短周期：每一个迭代就是一个周期，因此交付成果的效率得到显著提高；

5. 客户参与：在每个迭代结束后都能将迭代的成果交付到客户手中，客户可以及时跟踪到最新的产品状态，且参与到产品开发中去。

与此同时，也有一些相应的缺点表现了出来：

1. 忽视文档的重要性：敏捷开发认为工作的软件高于详尽的文档，在注重成员之间沟通的同时，过于忽视文档的重要性，这会在团队中增添新人时产生一些不必要的、繁琐的沟通环节；

2. 开发成本：由于敏捷开发是迭代式开发，在每个迭代中都有一个小型的、完整的开发流程，因此开发成本高；

3. 需求分析失误：在需求分析阶段，一旦需求分析出现问题，会导致接下来的工作及开发流程都会出现方向上的偏差。

敏捷开发极大地提高了软件开发的速度，但它注重的是软件的开发阶段，并未兼顾到运维阶段。在开发人员与运维人员进行交接的时候，并没有体现出敏捷的价值、原则，因此开发与运维之间仍缺乏一些必要的协作效率。这时 DevOps 就应运而生，DevOps 促进开发、运维、测试之间的高效协同，从而做到用持续软件交付来修复并能够更快地解决问题：

1. 促进跨职能部门的高效协作：在整个软件开发的生命周期中进行持续开发、持续测试、持续集成、持续部署以及持续监控，解决了开发、运维、测试之间的协作效率不高问题；

2. 范围更广：不只局限于开发流程，而是集开发、运维、测试于一体，范围扩大到软件的完整生命周期；

3. 流程自动化：将工作流程自动化，例如：可以通过自动化测试系统来识别代码中的错误或漏洞，确保功能不会出现缺陷或漏洞；

4. 更具安全性：通过自动化测试来持续地检测交付产品的质量以及可交付标准，或者通过持续监控使产品更具安全性；

5. 周期短：DevOps 可以在较短的周期内开发出高质量软件。

在软件生命周期中，不论是瀑布模型还是现如今各大公司都在积极转型的敏捷开发和 DevOps，都是在软件行业不断发展中产生的，迎合了行业发展的需求。而在转型的过程中，不论是敏捷还是 DevOps 都是困难重重，一不小心就会遇到很多的反模式，这就要求公司内部各团队不能只是形式主义，而是大胆地迈开步子，走好第一步。