Entenda o loop interno
O loop interno é um conceito fundamental no desenvolvimento de software que impacta significativamente a produtividade do desenvolvedor e os ciclos de feedback. Entender e otimizar o loop interno é crucial para práticas eficientes de DevOps e melhoria contínua.
O que é o loop interno?
O loop interno é o processo iterativo que um desenvolvedor executa ao escrever, criar e depurar código. Ele representa o ciclo de feedback rápido que acontece localmente na máquina de um desenvolvedor antes que o código seja compartilhado com a equipe ou implantado na produção.
Características principais
- Execução local: É executado inteiramente na estação de trabalho do desenvolvedor
- Iteração rápida: Projetado para feedback rápido e mudanças rápidas
- Repetição frequente: Executado muitas vezes por dia durante o desenvolvimento ativo
- Foco individual: Otimizado para produtividade de um único desenvolvedor
- Atividades de pré-confirmação: Acontece antes que o código entre no controle de versão
Muitas equipes de desenvolvimento reconhecem o loop interno como algo que desejam manter o mais curto possível , porque um feedback mais rápido leva a uma maior produtividade e melhor qualidade de código.
Variações no ciclo interno por tecnologia
As atividades específicas no loop interno de um desenvolvedor dependem significativamente de:
- Tecnologias utilizadas: Linguagens de programação, frameworks e ambientes de tempo de execução
- Ferramentas disponíveis: IDEs, sistemas de compilação e estruturas de teste
- Preferências do desenvolvedor: Otimizações e hábitos de fluxo de trabalho individuais
- Tipo de projeto: Aplicações Web, bibliotecas, microsserviços ou aplicações móveis
Exemplo: loop interno de desenvolvimento de biblioteca
Para o desenvolvimento de bibliotecas, um loop interno típico inclui:
- Codificação: Escrever ou modificar o código da biblioteca
- Edifício: Compilar a biblioteca
- Testes: Executar testes de unidade para verificar a funcionalidade
- Depuração: Corrigir problemas descobertos durante os testes
- Compromisso: Salvar alterações no repositório Git local
Exemplo: loop interno de desenvolvimento front-end da Web
Para o trabalho de front-end da Web, o loop interno é otimizado de forma diferente:
- Codificação: Editar HTML, CSS e JavaScript
- Empacotamento: Executar ferramentas de compilação (Webpack, Vite, etc.)
- Refrescante: Recarregue o navegador para ver as alterações
- Depuração: Use o navegador DevTools para inspecionar o comportamento
- Compromisso: Salvar alterações no repositório Git local
Comutação contextual
A maioria das bases de código modernas compreende vários componentes, portanto, o loop interno de um desenvolvedor pode alternar dependendo do que está sendo trabalhado:
- API de back-end: Foco em código, compilação, teste, depuração
- Interface do usuário frontend: Concentre-se no código, agrupe, atualize, inspecione
- Esquema do banco de dados: Foco em migrações, testes, reversão
- Infraestruturas: Foco na configuração, implantação, validação
Agrupamento de atividades no ciclo interno
As etapas dentro do loop interno podem ser agrupadas em três grandes categorias de atividades:
1. Experimentação
Atividades que agreguem valor ao cliente:
- Codificação: Escrever novas funcionalidades ou corrigir bugs
- Conceção: Planeamento de arquitetura ou interfaces de utilizador
- Prototipagem: Explorar novas abordagens ou soluções
Característica: Essas atividades são as únicas que agregam valor diretamente ao produto final.
2. Recolha de feedback
Atividades que verificam a qualidade:
- Construção: Compilando código para garantir sintaxe e dependências
- Testes: Executando testes de unidade para validar a funcionalidade
- Depuração: Identificação e correção de problemas
- Análise de código: Execução de linters e analisadores estáticos
Característica: Essas atividades não agregam valor diretamente, mas fornecem feedback essencial para garantir a qualidade e a correção do código.
3. Impostos
Atividades que são necessárias, mas não agregam valor ou feedback:
- Compromisso: Salvando código no controle de versão
- Configuração: Configuração de ambientes de compilação
- Sincronização: Obtendo as alterações mais recentes de repositórios remotos
- Atualizações da documentação: Atualizando arquivos LEIA-ME ou comentários
Característica: Essas atividades são um trabalho necessário, mas não agregam valor ao cliente nem fornecem feedback. Se uma atividade é desnecessária, é desperdício e deve ser eliminada.
Exemplo de categorização: Desenvolvimento de bibliotecas
Para o cenário de desenvolvimento da biblioteca:
| Activity | Categoria | Purpose |
|---|---|---|
| Coding | Experimentação | Agrega valor ao cliente |
| Edifício | Recolha de comentários | Verifica compilações de código |
| Teste / Depuração | Recolha de comentários | Valida a funcionalidade |
| Compromisso | Imposto | Necessário, mas não acrescenta valor |
Observação
Colocar o compromisso na categoria fiscal pode parecer difícil, mas a categorização ajuda a identificar atividades que devem ser minimizadas ou adiadas até que seja absolutamente necessário.
Otimizando o loop interno
Tendo categorizado as etapas dentro do loop, agora é possível estabelecer princípios de otimização:
Princípios fundamentais de otimização
1. A velocidade é proporcional à mudança
- Objetivo: Execute o loop o mais rápido possível
- Princípio: O tempo total de execução deve ser proporcional à dimensão das alterações efetuadas
- Benefício: Pequenas mudanças recebem feedback rápido; grandes mudanças levam apropriadamente mais tempo
2. Maximize a qualidade do feedback, minimize o tempo de feedback
- Objetivo: Obtenha as informações mais úteis no menor tempo possível
- Princípio: Equilíbrio entre testes abrangentes e iteração rápida
- Benefício: Detete problemas críticos rapidamente enquanto adia verificações menos críticas
3. Minimizar ou diferir impostos
- Objetivo: Reduza as despesas gerais desnecessárias
- Princípio: Elimine o desperdício e adie atividades não críticas
- Exemplo: Adiar atualizações de documentação até o momento de confirmação
4. Combater o crescimento da complexidade
- Desafio: À medida que as bases de código crescem, os loops internos naturalmente diminuem
- Motivo: Mais código significa mais testes, dependências e tempo de compilação
- Impacto: Mesmo pequenas alterações exigem um tempo desproporcionado de recolha de feedback
O problema da base de código monolítica
Em grandes bases de código monolíticas, você pode encontrar situações em que:
- Pequena alteração: Modificar uma função
- Custo desproporcionado: Aguarde 10+ minutos para a compilação completa e o conjunto de testes
- Frustração do desenvolvedor: A produtividade despenca à medida que os ciclos de feedback diminuem
- Comutação de contexto: Os desenvolvedores perdem o foco à espera de compilações
Este é um problema que você deve resolver proativamente.
Estratégias para otimização de grandes bases de código
As equipes podem empregar várias estratégias para otimizar o loop interno para bases de código maiores:
1. Compilações e testes incrementais
Construa e teste apenas as alterações feitas:
- Sistemas de construção inteligentes: Detetar arquivos alterados e reconstruir apenas componentes afetados
- Seleção do teste: Executar apenas testes afetados por alterações de código
- Acompanhamento de dependência: Entender quais testes dependem de qual código
- Ferramentas: Use sistemas de compilação como Bazel, Buck ou Gradle com compilações incrementais inteligentes
Benefícios:
- Tempos de construção drasticamente reduzidos para pequenas alterações
- Tempo de feedback proporcional para alterar o tamanho
- Ciclos de iteração mais rápidos
2. Armazenando em cache os resultados intermediários
Armazenamento em cache de artefactos de construção para acelerar construções completas:
- Cache local: Armazene objetos compilados e resultados de teste localmente
- Cache distribuído: Compartilhar artefatos de construção entre os membros da equipe
- Execução remota: Delegar a compilação para farms de compilação na nuvem
- Ferramentas: Implemente o cache com sistemas como ccache, sccache ou soluções baseadas em nuvem
Benefícios:
- Evite a compilação redundante de código inalterado
- Construções mais rápidas e limpas após trocas de ramo
- Tempo de execução reduzido do pipeline de CI/CD
3. Modularização e partilha binária
Divida a base de código em pequenas unidades e compartilhe binários:
- Extrair bibliotecas: Isolar funcionalidades comuns em pacotes separados
- Defina limites: Crie interfaces e dependências de módulo claras
- Pacotes de versão: Publicar versões estáveis de bibliotecas internas
- Gerenciar dependências: Usar gerenciadores de pacotes para consumir versões estáveis
Atenção: Esta estratégia pode ser uma espada de dois gumes se feita incorretamente (veja a seção Loops Emaranhados abaixo).
Benefícios quando bem feitos:
- Unidades de compilação menores
- Controle de versão e implantação independentes
- Limites arquitetónicos mais claros
- Componentes reutilizáveis em projetos
Riscos quando mal feitos:
- Dependências emaranhadas que exigem alterações em vários repositórios
- Aumento de impostos devido à sobrecarga do loop externo
- Problemas de incompatibilidade de versão
Compreender loops emaranhados
O conceito de loops emaranhados ilustra o que acontece quando a modularização é feita incorretamente, fazendo com que loops internos e externos fiquem entrelaçados.
O loop externo
Antes de entender os laços emaranhados, precisamos definir o loop externo:
Características do circuito exterior:
- Colaboração em equipa: O código é compartilhado com a equipe por meio de solicitações pull
- Portões de qualidade: Revisões de código, verificações automatizadas, verificações de segurança
- Integração: O código é mesclado na ramificação principal e implantado
- Imposto mais elevado: Mais sobrecarga devido à colaboração e automação
- Feedback mais lento: Minutos a horas em vez de segundos a minutos
O cenário de modularização
Considere este cenário comum:
Estado inicial: Um aplicativo monolítico com uma estrutura específica do aplicativo que faz trabalho pesado.
Decisão de modularização: Extraia a estrutura em um pacote separado.
Etapas de implementação:
- Extraia o código para um repositório separado: O código do framework passa para seu próprio repositório
- Configurar pipeline de CI/CD: Compilação e publicação automatizadas para pacote de framework
- Adicione barreiras de qualidade: Revisões de pull requests, verificações de segurança, fluxos de trabalho de aprovação
- Publicar como pacote: Framework torna-se uma dependência versionada
Resultado inicial: As coisas funcionam bem inicialmente. O monólito consome versões estáveis do framework.
Quando ocorre enredamento
Cenário problemático: Você precisa desenvolver um novo recurso que exija novos recursos abrangentes na estrutura.
O ponto problemático: Agora você deve co-evoluir o código em dois repositórios separados com uma dependência binária entre eles.
O que acontece:
- Adicionar método à estrutura: Criar novo recurso no repositório de estrutura
- Percorra o loop externo: Revisão de código, testes, verificações de segurança, aprovação
- Aguarde a publicação do pacote: O pacote-quadro deve ser construído e publicado
- Atualizar aplicativo: Modificar o aplicativo para usar o novo método de estrutura
- Repetir: Cada iteração requer ciclo de loop externo completo
O problema: O loop interno da base de código original agora inclui o loop externo do código da estrutura.
Tributação de ciclo externo
O circuito externo inclui impostos significativos:
- Revisões de código: Aguarde que os revisores forneçam feedback
- Verificação de segurança: Verificações automatizadas de vulnerabilidade e conformidade
- Assinatura binária: Assinatura baseada em certificado para pacotes publicados
- Pipelines de lançamento: Automação e testes de implantação
- Etapas de aprovação: Aprovações manuais de lançamentos de produção
Impacto: Você não quer pagar esse imposto toda vez que adiciona um método a uma classe e deseja usá-lo imediatamente.
Soluções alternativas para desenvolvedores
O que normalmente acontece:
Hacks locais: Os desenvolvedores criam soluções alternativas para unir loops internos:
- Referências de pacotes locais: Aponte para o sistema de arquivos local em vez do pacote publicado
- Submódulos Git: Incluir a fonte da estrutura diretamente no aplicativo
- Links simbólicos: Criar links entre repositórios
- Pacotes de pré-lançamento: Publicar em feeds de teste
Consequência: Essas soluções alternativas ficam confusas rapidamente e ainda exigem o pagamento de impostos sobre loop externo eventualmente.
A maneira certa de modularizar
A modularização não é inerentemente ruim - pode funcionar brilhantemente quando feita corretamente:
Boa modularização:
- Interfaces estáveis: As APIs da estrutura mudam com pouca frequência
- Evolução independente: Estrutura e aplicativo evoluem separadamente
- Limites claros: Responsabilidades e contratos bem definidos
- Acoplamento solto: Dependências mínimas entre componentes
Modularização incorreta:
- Acoplamento apertado: O quadro e a aplicação devem mudar em conjunto
- Coevolução frequente: Cada recurso requer alterações na estrutura
- Limites pouco claros: As responsabilidades sobrepõem-se entre componentes
- Separação artificial: Divisão feita por razões organizacionais, não técnicas
Princípio-chave: Faça incisões de modularização cuidadosamente com base nos limites arquitetônicos reais, não na estrutura organizacional.
Práticas recomendadas para otimização de loop interno
Monitorizar e medir
Acompanhe as métricas do loop interno:
- Tempo de construção: Quanto tempo demora a compilação?
- Tempo de execução do teste: Quanto tempo os testes são executados?
- Atraso no feedback: Tempo entre guardar e ver resultados
- Satisfação do desenvolvedor: Equipe de pesquisa sobre pontos problemáticos
Ferramentas para medição:
- Gerar analítica de sistemas
- Perfis de desempenho do IDE
- Relatórios de execução de testes
- Pesquisas de produtividade para desenvolvedores
Aborde a lentidão de forma proativa
Sinais de alerta:
- Desenvolvedores reclamam de compilações lentas
- A alternância de contexto aumenta enquanto se espera pela compilação
- Equipa começa a omitir testes localmente
- As solicitações pull incluem código "não testado"
Estratégias de resposta:
- Investigue as causas raiz imediatamente
- Priorize o trabalho de otimização
- Envolva toda a equipa nas soluções
- Meça as melhorias ao longo do tempo
Compensações de saldo
Principais concessões a considerar:
| Otimização | Benefit | Cost |
|---|---|---|
| Compilações incrementais | Compilações locais mais rápidas | Configuração de construção complexa |
| Construir cache | Compilações limpas mais rápidas | Sobrecarga de armazenamento e rede |
| Modularização | Unidades de compilação menores | Potenciais ciclos emaranhados |
| Menos testes | Feedback mais rápido | Confiança reduzida |
| Execução paralela | Tempo geral mais rápido | Maior utilização de recursos |
Princípio: Melhorar um aspeto muitas vezes causará problemas em outro. Avalie continuamente as compensações.
Alinhamento da equipa
Responsabilidade partilhada:
- Arquitetos: Design para testabilidade e modularidade
- Desenvolvedores: Escreva testes eficientes e evite dependências desnecessárias
- DevOps: Fornecer infraestrutura de compilação e cache
- Gestão: Priorize o trabalho de otimização do loop interno
Práticas culturais:
- Trate o tempo de loop interno como uma métrica chave de produtividade
- Tornar a "compilação lenta" um motivo válido para pausar o trabalho do recurso
- Celebre as melhorias do loop interno
- Partilhe conhecimentos de otimização entre equipas
Principais conclusões
Lembre-se destes princípios:
- Não há soluções mágicas: Não existe uma solução universal para a otimização do ciclo interno
- Entenda o problema: Identificar quando ocorrem lentidões e suas causas profundas
- Meça tudo: Acompanhe as métricas para entender o impacto das alterações
- Agir proativamente: Resolva os problemas antes que eles afetem gravemente a produtividade
- Compensações: Toda otimização tem custos; escolha sabiamente
- Modularize cuidadosamente: Dividir bases de código com base em limites técnicos, não em conveniência
- Melhoria contínua: A otimização do loop interno é um trabalho contínuo
A arquitetura é importante: As decisões sobre como criar,testar e depurar seus aplicativos afetarão significativamente a produtividade e a felicidade do desenvolvedor. Invista tempo para acertar esses fundamentos.