Шаблоны проектирования практических задач - Антипаттерны

Антипаттерн появляется благодаря неудачному опыту, это такие конструкции, которых нужно избегать.

Антипаттерн (anti-pattern) — это распространённый подход к решению класса часто встречающихся проблем, являющийся неэффективным, рискованным или непродуктивным. В отличие от шаблона проектирования, рассмотрение антипаттерна включает в себя как неправильное решение проблемы с его признаками и последствиями, так и выход из ситуации.

Термин происходит из книги «Банды четырёх» «Шаблоны проектирования», которая заложила примеры практики хорошего программирования. Авторы назвали эти хорошие методы «паттернами», и противоположными им являются «антипаттерны». Частью хорошей практикой программирования является избегание антипаттернов. До появления термина все проблемы назывались ловушки (pitfalls). Таким образом, антипаттерны — это самые распространённые ловушки, но не все ловушки будут антипаттернами.

Антипаттерны концептуально похожи на паттерны в том, что они документируют повторяющиеся решения общих проблем. Они известны как антипаттерны, потому что их использование (или злоупотребления) даёт негативные последствия.

Антипаттерны можно рассматривать со следующих позиций: разработчика, архитектора, менеджера и среды.

Антипаттерны разработки

Это ошибки разработки, совершаемые программистами.

Антипаттерны в объектно-ориентированном программировании

• Базовый класс-утилита (BaseBean): Наследование функциональности из класса-утилиты вместо делегирования к нему.
• Anemic Domain Model — боязнь размещать логику в объектах предметной области.
• Вызов предка (Call super): Для реализации прикладной функциональности методу класса-потомка требуется в обязательном порядке вызывать те же методы класса-предка.
• Ошибка пустого подкласса (Empty subclass failure): Создание класса (в Perl), который не проходит «проверку пустоты подкласса» («Empty Subclass Test») из-за различного поведения по сравнению с классом, который наследуется от него без изменений.
• Божественный объект (God object): Концентрация слишком большого количества функций в одной части системы (классе).
• Объектная клоака (Object cesspool): Переиспользование объектов, находящихся в непригодном для переиспользования состоянии.
• Полтергейст (Poltergeist): Объекты, чьё единственное предназначение — передавать информацию другим объектам.
• Проблема йо-йо (Yo-yo problem): Чрезмерная размытость сильно связанного кода (например, выполняемого по порядку) по иерархии классов.
• Одиночество (Singletonitis): Неуместное использование паттерна одиночка.
• Френд-зона (Friend zone): Неуместное использование дружественных классов и дружественных функций в языке C++.
• Каша из интерфейсов (Interface soup): Объединение нескольких интерфейсов, разделенных согласно принципу изоляции интерфейсов (Interface segregation), в один.
• Висящие концы: Интерфейс, большинство методов которого бессмысленны и реализуются «пустышками».
• Заглушка (Stub): Попытка «натянуть» на объект уже имеющийся малоподходящий по смыслу интерфейс, вместо создания нового.

Антипаттерны в кодировании

• Ненужная сложность (Accidental complexity): Внесение ненужной сложности в решение.
• Действие на расстоянии (Action at a distance): Неожиданное взаимодействие между широко разделёнными частями системы.
• Накопить и запустить (Accumulate and fire): Установка параметров подпрограмм в наборе глобальных переменных.
• Слепая вера (Blind faith): Недостаточная проверка корректности исправления ошибки или результата работы подпрограммы.
• Лодочный якорь (Boat anchor): Сохранение более не используемой части системы.
• Активное ожидание (Busy spin, busy waiting): Потребление ресурсов ЦПУ (процессорного времени) во время ожидания события, обычно при помощи постоянно повторяемой проверки, вместо того, чтобы использовать асинхронное программирование (к примеру, систему сообщений или событий).
• Кэширование ошибки (Caching failure): Забывать сбросить флаг ошибки после её обработки.
• Воняющий подгузник (The Diaper Pattern Stinks): Сброс флага ошибки без её обработки или передачи вышестоящему обработчику.
• Проверка типа вместо интерфейса (Checking type instead of membership, Checking type instead of interface): Проверка того, что объект имеет специфический тип в то время, когда требуется только определённый интерфейс.
• Инерция кода (Code momentum): Сверхограничение части системы путём постоянного подразумевания её поведения в других частях системы.
• Кодирование путём исключения (Coding by exception): Добавление нового кода для поддержки каждого специального распознанного случая.
• Таинственный код (Cryptic code): Использование аббревиатур вместо мнемоничных имён.
• Жёсткое кодирование (Hard code): Внедрение предположений об окружении системы в слишком большом количестве точек её реализации.
• Мягкое кодирование (Soft code): Патологическая боязнь жёсткого кодирования, приводящая к тому, что настраивается всё что угодно, при этом конфигурирование системы само по себе превращается в программирование.
• Поток лавы (Lava flow): Сохранение нежелательного (излишнего или низкокачественного) кода по причине того, что его удаление слишком дорого или будет иметь непредсказуемые последствия.
• Волшебные числа (Magic numbers): Использование числовых констант без объяснения их смысла.
• Процедурный код (Procedural code): Когда другая парадигма является более подходящей.
• Спагетти-код (Spaghetti code, иногда «макароны»): Код с чрезмерно запутанным порядком выполнения.
• Лазанья-код[en] (Lasagnia code, или «лук» (onion)): Чрезмерное связывание между собой уровней абстракции, приводящее к невозможности изменения одного уровня без изменения остальных.
• Равиоли-код (Ravioli code, или «пельмени»): Объекты настолько «склеены» между собой, что практически не допускают рефакторинга.
• Мыльный пузырь (Soap bubble): Объект, инициализированый мусором, максимально долго притворяется, что содержит какие-то данные.
• Мьютексный ад (Mutex hell): Внедрение слишком большого количества объектов синхронизации между потоками.
• (Мета-)шаблонный рак (Template cancer): Повсеместное использование шаблонов (в основном C++), в том числе там, где их использование не оправдано. Это уменьшает понимание и сопровождение кода и замедляет компиляцию.

Методологические антипаттерны

• Паттерн проектирования: само по себе использование паттернов считается анти-паттерном — знаком того, что система не воплощает достаточный уровень абстракции.
• Программирование методом копирования-вставки (Copy and paste programming): Копирование (и лёгкая модификация) существующего кода вместо создания общих решений.
• Дефакторинг (De-Factoring): Процесс уничтожения функциональности и замены её документацией.
• Золотой молоток (Golden hammer): Сильная уверенность в том, что любимое решение универсально применимо. Название происходит от поговорки «когда в руках молоток, все проблемы кажутся гвоздями».
• Фактор невероятности[en] (Improbability factor): Предположение о невозможности того, что сработает известная ошибка.
• Преждевременная оптимизация (Premature optimization): Оптимизация на этапе проектирования сегмента кода, приводящая к его усложнению или искажению.
• Программирование методом подбора (Programming by permutation): Подход к разработке программного обеспечения небольшими изменениями.
• Изобретение колеса/велосипеда (Reinventing the wheel): Создание с нуля, вместо использования готового решения.
• Изобретение квадратного колеса (Reinventing the square wheel): Создание плохого решения, когда существует хорошее известное решение.
• Самоуничтожение (Self-destruction): Фатальная ошибка либо нестандартное поведение программы, приводящая к отказу в обслуживании, возникшая вследствие другой менее серьёзной ошибки. Например, при возникновении ошибки, приложение начинает очень быстро и много писать в лог, вследствие чего заканчивается место на жёстком диске быстрее, чем это обнаружит мониторинг.
• Два тоннеля: Вынесение новой функциональности в отдельное приложение вместо расширения уже имеющегося. Чаще всего применяется, когда по каким-либо причинам (в основном, при нехватке времени либо нежелании менеджмента) внесение изменений в уже имеющийся код требует больших затрат, чем создание нового. При этом у клиента в конечном итоге работают два приложения, запускаясь одновременно либо попеременно друг из друга.
• Коммит-убийца (Commit assasin): Внесение отдельных изменений в систему контроля версий без проверки влияния их на другие части программы. Как правило, после подобных коммитов работа коллектива парализуется на время исправления проблем в местах, которые ранее работали безошибочно.

Антипаттерны управления конфигурацией

• Ад зависимостей (Dependency hell, на платформе Microsoft Windows также называется «DLL hell», «DLL-ад»): Разрастание графа взаимных зависимостей программных продуктов и библиотек, приводящее к сложности установки новых и удаления старых продуктов. В сложных случаях различные установленные программные продукты требуют наличия разных версий одной и той же библиотеки. В наиболее сложных случаях один продукт может косвенно потребовать сразу две версии одной и той же библиотеки.

Разные

• Дым и зеркала (Smoke and mirrors): Демонстрация того, как будут выглядеть ненаписанные функции (название происходит от двух излюбленных способов, которыми фокусники скрывают свои секреты).
• Раздувание ПО (Software bloat): Разрешение последующим версиям системы требовать всё больше и больше ресурсов.
• Функции для галочки: Превращение программы в конгломерат плохо реализованных и не связанных между собой функций (как правило, для того, чтобы заявить в рекламе, что функция есть).

Антипаттерны архитектуры

Типичные проблемы, связанные со структурой системы:

• Инверсия абстракции (Abstraction inversion): Сокрытие части функциональности от внешнего использования, в надежде на то, что никто не будет его использовать
• Неопределённая точка зрения (Ambiguous viewpoint): Представление модели без спецификации её точки рассмотрения.
• Большой комок грязи (Big ball of mud): Система с нераспознаваемой структурой.
• Бензиновая фабрика (Gas factory): Необязательная сложность дизайна.
• Затычка на ввод данных (Input kludge): Забывчивость в спецификации и выполнении поддержки возможного неверного ввода.
• Раздувание интерфейса (Interface bloat): Разработка интерфейса очень мощным и очень сложным для реализации.
• Волшебная кнопка (Magic pushbutton): Выполнение результатов действий пользователя в виде неподходящего (недостаточно абстрактного) интерфейса. Например, в системах типа Delphi это написание прикладной логики в обработчиках нажатий на кнопку.
• Перестыковка (Re-Coupling): Процесс внедрения ненужной зависимости.
• Дымоход (Stovepipe System): Редко поддерживаемая сборка плохо связанных компонентов.
• Состояние гонки (Race hazard, Race condition): непредвидение возможности наступления событий в порядке, отличном от ожидаемого.
• Мышиная возня: Неоправданное создание множества мелких и абстрактных классов для решения одной конкретной задачи более высокого уровня.
• Членовредительство (Mutilation): Излишнее «затачивание» объекта под определенную очень узкую задачу таким образом, что он не способен будет работать с никакими иными, пусть и очень схожими задачами.
• Сохранение или смерть (Save or die): Сохранение изменений в конфигурации на жесткий диск лишь при завершении приложения; приводит к тому, что в случае отказа в программе эти данные будут утеряны

Антипаттерны менеджмента

Проблемы, с которыми встречаются менеджеры (или группы менеджеров):

• Аналитический паралич (Analysis paralysis): неоправданно большие затраты на анализ и проектирование. Часто приводит к закрытию проекта до начала его реализации.
• Дойная корова (Cash cow): при наличии продукта, приносящего выгоду без существенных вложений, не вкладываются средства в развитие и разработку новых продуктов.
• Продолжительное устаревание (Continuous obsolescence): выделение непропорционально больших усилий на портирование системы в новые окружения.
• Сваливание расходов (Cost migration): перенос расходов на проект к слабому отделу или бизнес-партнёру.
• Раздутый улучшизм (Creeping featurism): добавление новых улучшений в ущерб суммарному качеству системы.
• Раздутый элегантизм (Creeping elegance): непропорциональное улучшение красивости кода в ущерб функциональности и суммарному качеству системы.
• Разработка комитетом (Design by committee): разработка проекта без централизованного управления или без компетентного руководства.
• Неуёмная преданность (Escalation of commitment): продолжение реализации решения после того, как доказана его ошибочность.
• Я тебе это говорил (I told you so): игнорирование мнения эксперта.
• Управление, основанное на числах (Management by numbers): излишнее внимание к численным показателям, имеющим очень косвенное отношение к управляемой системе либо сложным для получения.
• Драконовские меры (Management by perkele): неоправданно жесткий стиль управления.
• Управление грибами[en] (Mushroom management): недостаточное информирование работников о выполняемой работе.
• Расползание рамок[en] (Scope creep): потеря контроля над разрастанием проекта.
• Привязка к поставщику (Vendor lock-in): жёсткая привязка к поставщику.
• Тёплое тело (Warm Bodies): человек, чей вклад в проект под сомнением.
• Единственный знающий человек (Single head of knowledge, SHOK): когда жизненно важными для проекта сведениями или навыками обладает только один человек в команде, а с его уходом работа останавливается.
• Рыцарь на белом коне (Knight in shining armor, KISA): когда на сцене появляется человек, который пытается починить всё, не сообщая никому, что он сделал и почему.
• Заочный менеджер (Absentee Manager): менеджер ведет себя уклончиво или невидим в течение длительного времени - он прячется где-то в офисе или вдали от офиса.
• Иметь только молоток (All You Have Is A Hammer): однонаправленное управление, где одни и те же приемы используются на всех подчиненных и во всех ситуациях. Иногда также называется «One-Trick Pony».
• Дикий менеджер (Cage Match Negotiator): любой менеджер, который упрям не по разуму и использует подход к управлению «Победа любой ценой» или «Я прав, а вы нет». У них часто есть кофейная кружка с «Правилами управления»: «Правило №1: Босс всегда прав. Правило №2: Если босс не прав, см. Правило №1».
• Доппельгангер (Doppelganger): менеджер или коллега, с которым то легко работать, то трудно.
• Бесплодные прыжки (Fruitless Hoops): вы готовите для менеджеров всё новые и новые данные, нужные им для принятия решения, но менеджеры так и не принимают никакого решения, продолжая запрашивать у вас данные. Вы не знаете, зачем им нужны эти данные.
• Золотой ребёнок (Golden Child): «Золотой ребенок» появляется в ситуациях, когда менеджер предоставляет особую ответственность, возможность, признание или вознаграждение члену своей команды на основе личных взаимоотношений с ним и вопреки его действительным действиям. Всех раздражает «Золотое дитя», но настоящая проблема заключается в менеджере.
• Безглавая курица (Headless Chicken): менеджер без фокуса и плана, который никогда ничего не заканчивает.
• Лидер не менеджер (Leader Not Manager): подчеркивает важность эффективного руководства.
• Менеджер попугай (Managerial Cloning): менеджеры среднего звена, начинающие со временем вести себя, как их начальники.
• Менеджер не лидер (Manager Not Leader): такой менеджер хорошо справляется с административными и управленческими обязанностями, но не обладает лидерскими способностями.
• Злоупотребление метриками (Metric Abuse): неправильное использование метрик из-за некомпетентности или умышленного манипулирования данными.
• Классный чувак (Mr. Nice Guy): менеджер, который сосредотачивается на том, чтобы быть другом каждого, в конечном итоге разочаровывает всех и не справляется со своими обязанностями.
• Управление грибами (Mushroom Management): ситуация, в которой руководство не может эффективно общаться с персоналом. По сути, информация намеренно скрывается, чтобы все были «толстыми, глупыми и счастливыми». Название связано с аналогией: шампиньоны выращивают в темноте и в навозе.
• Полирование тарелок (Plate Spinning): менеджер скрывает свою неэффективность, заставляя работников заниматься трудоёмкой и бесполезной работой.
• Герой пролетариата (Proletariat Hero): менеджер ведёт себя с подчинёнными, как с идеальными работниками, но это лишь его опора, используемая для маскировки плохого управления. Это форма «мотивации» персонала, которая дает повод руководству повысить ожидаемые результаты или получить больше с меньшими затратами.
• Звёздный выскочка (Rising Upstart): суперзвезды, которые не могут терять время на обучение и поиск своего места. Иногда это может быть из-за невежества (они не знают, чего не знают), а иногда из-за нетерпения (они знают то, чего не знают другие). Такой выскочка представляет настоящий вызов для всех, кроме самых опытных менеджеров.
• Дорога в никуда (Road to Nowhere): Отсутствие плана вызывает замешательство и кризис руководства.
• Бесхребетный руководитель (Spineless Executive): любой менеджер, который не имеет смелости вступить в необходимую конфронтацию или справиться со сложной ситуацией. Вместо этого он полностью избегает конфронтации или ситуации или просит вас сообщить ему плохие новости.
• Трёхглавый рыцарь (Three-Headed Knight): нерешительный менеджер.
• Абсолютный инструмент (Ultimate Weapon): менеджер объявляет, что все могут положиться на выдающихся сотрудников настолько, что эти сотрудники станут проводником всего.
• Тёплое тело (Warm Bodies): управленческая ситуация, в которой работник, который едва соответствует минимальным требованиям, перемещается от проекта к проекту или от команды к команде. Слабый работник называется «теплым телом», хотя настоящая проблема заключается в менеджере. Этот антипаттерн является противоположностью «Звёздного выскочки» в отношении навыков и потенциала.

Антипаттерны среды

Проблемы, вызванные доминирующей в организации структурой и социальной моделью, являющейся результатом действующей в организации общественной политики:

• Муравейник (Ant Colony) — под внешней красотой скрывается насаждение целей.
• Атлант расправляет плечи (Atlas Shrug) — после временного успеха начинается спад.
• Автономный коллектив (Autonomous Collective) — самоуправление приводит к пассивности.
• Синдром варёной лягушки (Boiling Frog Syndrome) — постепенные отрицательные изменения замечают, когда уже поздно.
• Горящий мешок навоза (Burning Bag of Dung) — менеджер оставляет соседей (смежников, подопечных, преемника) в щекотливой ситуации.
• Увлечение модными словами (Buzzword Mania) — руководство жонглирует словами, которые мало кто их подопечных понимает.
• Сдутый шарик (Deflated Balloon) — лучшие годы компании позади, но она не может этого осознать и снизить расходы.
• Различные цели (Divergent Goals) — размытость целей.
• Дисфункция, возведённая в догму (Dogmatic About Dysfunction)
• Синдром французского официанта (French Waiter Syndrome) — нездоровая атмосфера в компании (стереотипное мнение американцев о мелких французских ресторанчиках).
• Дедовщина (Geek Hazing) — начинающих загружают большим количеством тривиальных задач, которые не помогают им учиться.
• Институциональное недоверие (Institutional Mistrust) — отстутствие коммуникаций между сотрудниками
• Город ларьков (Kiosk City) — каждый отдел вырабатывает свой собственный механизм обмена информацией.

Стоит также отметить, что антипаттерны, хоть и подразумевают неправильное решение, которое ведет к неуадаче, в тоже время они предлагают выход из положения и способы перехода от неудачного решения к успешному.

Некоторые разработчики уверены в пользе антипаттернов, т.к. они разработаны для решения проблем, которые уже появились. Антипаттерны показывают проблему в перспективе, что позволяет проанализировать первопричину и, наконец, решить задачу правильным путем.