2010-12-31 作者：龚波 来源：过程之魂，优化之道
摘要
小型软件组织的软件过程改进始终是软件行业面临的一个挑战，诸如CMMI等过程改进和评估模型都是基于大型项目的成功经验总结而来的[1]，对于我国占软件组织总量70%以上的小型组织而言，存在诸多不合适的地方。为了实现小型组织的有效过程改善，近年来发展起来的敏捷开发方法是一个很有价值的途径，而且更能体现小型组织“小而灵活”的特点。用户故事是极限编程的重要实践之一，体现沟通、反馈、简单等极限编程原则，非常适合于需求易变化的小型组织/小型项目[2]。为全面了解用户故事的实施方法和规程，本文介绍一种用户故事驱动的软件开发模式，使用用户故事进行软件需求分析，制定发布计划和迭代计划等，实现软件项目和过程的可控性。经过部分项目的验证，这种方法非常适合10人以下的小型项目团队。
关键词 用户需求 故事 迭代
A User Story Driven Software Development Method
Abstract Software process improvement in small organizationsis a challenging task; process improvement and assessmentmodels, such as CMMI and ISO 15504, are best practicesof large organizations and projects [1]. In china, 70percent of software organizations are small organizations;upper models aren’t suitable for small organizations,not reflecting the “small and flexibility” characterof small organizations. To support the process improvementin small organizations, Agile development methods arevery valuable [2]. User Story is one of the importantpractices of eXtreme Programming, encouraging communication,reflection and simpleness. To learn the developmentmodel of user story, the article introduces a user story-drivensoftware development method oriented to small organizationsand projects. The method is valuable for project teamless than 10 people proved by some projects.
Key words User Requirement, User Stories, Iteration
现在很多研究机构都在研究如何有效实现小型组织的过程改进问题，有的研究思路是对已有CMMI或者ISO9001模型进行剪裁；有的研究成果则另辟蹊径，敏捷开发就是现在一种很流行的方法[3]。极限编程(XP)是KentBeck在1998年首先提出的，是敏捷方法中最著名的一种方法，它由一系列简单却互相依赖的实践组成。用户故事是XP的核心实践之一，用于捕获和组织需求，摒弃传统冗长繁琐的需求文档，提供处理需求变更的灵活机制。
本文简要分析用户故事的特征，讨论如何基于用户故事定义发布和迭代计划，总结流行的基于用户故事驱动的软件开发方法。这种软件开发方法可以有效解决小型组织过程完善面临的问题，充分体现小型组织的灵活特征，有效促进软件过程改进。
1 用户故事
用户故事描述了对软件（或系统）用户或客户有价值的功能。用户故事包括三方面内容：书面描述（用于计划和备忘），交谈（细化故事细节），以及测试用例（验证故事实现）。用户故事描述的传统形式是手工书写的用户故事卡，Ron Jeffries称如上三方面内容为Card(卡片)、Conversation(交谈)和Confirmation(确认)[2]。
开发者辅助客户编写故事，告诉客户所编写的故事是进一步讨论的引子，而不是详细的需求规范。在任何项目中，需要客户团队根据故事的重要性来安排开发者的工作，回答所有开发者的问题，编写所有的故事。客户团队包含多个成员（诸如测试人员、产品经理、真实用户、交互功能设计人员），确保软件满足目标用户的需求。
在编写故事之前应该建立用户角色模型，必须包含对项目成功至关重要的角色，尽量保证所有用户对系统完全满意。
1.1 用户故事的特性
如想创建优秀的故事，需要认真领会6个属性，分别是：独立性、可协商性、对用户或者客户有价值、可预测性、短小精悍，以及可测试性。BillWake使用缩写词INVEST表示6个属性。
1）独立性。尽可能避免故事之间存在依赖关系，故事间依赖关系会产生优先级和规划问题。
2）可协商性。故事是可协商的，不是必须实现的书面合同或者需求。
3）对用户或者客户有价值。确保每个故事对客户或用户有价值的最好方式是让用户编写故事。
4）可预测性。开发者应该能够预测（至少大致猜测）故事的规模，以及编码实现所需要的时间。
5）短小精悍。故事规模对实现有影响，何种故事规模最合适，取决于开发组规模、开发组的能力，以及技术实现等方面。
6）测试性。所编写的故事必须是可测试的。
1.2 用户故事与IEEE803、用例和场景的比较
当今流行的其他需求获取和定义方法包括：用例、IEEE830软件需求规格说明，以及场景设计。下面简单说明用户故事与它们的区别[6]。
（1）与IEEE803需求规格说明的区别。用户故事与IEEE830软件需求规格说明的最根本差异是：对于后者，只有编写完所有需求时，才能知道每个需求的成本；对于用户故事，每个故事在定义时就需要提供成本的估计值，客户知道团队的速度和每个故事的点数。
（2）与用例的区别。用例最早由Ivar Jacobson在1992年提出，用例通常与统一软件过程相联系。用例描述系统和角色之间的交互。两者差别主要在于：
1）范围不同。二者都用来体现商业价值，但故事规模可以设定比较小（例如，10天完成），以便以此为单位安排工作。用例包含的范围可能比故事大得多。
2）完成程度不同。James Grenning曾指出：故事卡中的文字“加上验收测试用例就基本等同于用例”，这意味着故事对应于用例的基本流，而故事的测试要求对应于用例的备选流。
3）寿命不同。用例通常是持久的工作产品，在产品开发和维护时，用例一直存在。然而，故事通常只存在于实现该故事的迭代中。虽然故事卡可以存档，但是许多团队都将故事卡销毁。
4）编写目的不同。用例的目的是记录客户和开发团队的一致意见。故事是为了便于制定发布计划和迭代计划，并作为有关用户需求细节方面的交谈备忘录。
（3）与场景的区别。场景不仅指用例的一个路径，而且还用于人-机交互设计。交互设计中的场景不同于用例中的场景。实际上，交互设计中的场景一般比用例更大、更广。Carroll指出场景包含以下特征性：背景场所、演员、目标，以及行为和事件。用户故事和情景的基本区别是二者的范围和详细程度不同。场景包含更多的细节，而且场景的范围涵盖多个故事。
2 用户故事驱动的软件开发过程
在故事驱动的开发过程中，用户和客户始终参与全部开发过程中。在项目中期，他们不应该，也不容许离开。项目最初的故事通常是在专题讨论会中完成的，但是在项目的任何时期都可以调整故事。开发者有了最初的一组故事，便可以估计每个故事的规模。
客户团队和开发者共同确定迭代周期的长度，项目期间应该采用相同的迭代周期。一旦确定了迭代周期，开发者就可以估算一个迭代周期的工作量，称之为“速度”（velocity）。
为了制定发布计划，需要将故事卡分成几叠，每叠代表一次迭代。每叠包含数个故事。优先顺序最高的故事安排在最前面的叠中优先处理。
在每次迭代周期开始以前，客户团队可以修改计划。迭代周期结束时，就可以获知开发团队的真实速度，这时采用真实速度改进迭代和发布计划。这意味着可以通过增减故事的方法调整每次迭代的故事数量。图1是用户故事驱动软件开发过程的基本流程。
图1 用户故事驱动的软件开发过程
相对于其他开发方法，基于用户故事的软件开发方法更加倡导沟通和协作，鼓励和积极拥抱需求变更，这种开发模式更加适合小型组织/项目的产品特点和组织特点，而且这种开发模式也是实施大型过程改进模型，诸如CMMI和ISO/IEC15504的基础[4]。
2.1 故事估计
必须由整个团队来共同估计故事，估计方法应该具有以下特点：无论何时发现故事的新信息，都可以调整故事；适用于大故事和小故事；估计花费时间不长；为项目计划和工作安排提供有用信息；能够容忍不精确的估计；用于项目发布。
故事点数（storypoints）是满足上述要求的方法之一。故事点数的优点之一是每个团队可以据自身情况来定义它。有的团队可能将一个故事点数定义为一天的理想工作量。另一个团队可能将一个故事点数定义为一周的理想工作量。估计过程是一个迭代过程，过程如下[5]：
1）召集参与估计的客户和开发者。拿出所有的故事卡和一叠空白卡，给每个参与者发几张卡片。客户从故事卡中随机选出一个故事，并读给开发者听。在初步了解这个故事后，开发者尽可能提问，客户尽可能详细的回答。如果客户不能回答，客户可以猜，也可以要求开发者推迟实现该故事。
2）在每个故事的提问和回答结束时，每个开发者在卡片上写下故事实现的估计值，估计值对其他开发者保密。如果团队规定一个故事点数代表一个理想工作日的工作量，那么开发者应考虑该故事包含多少故事点。如果团队规定故事点数代表故事的复杂度，那么开发者应考虑该故事的复杂性。
3）在每个人都完成了估计后，大家都亮出卡片，如果估计值有差异，由最高者和最低者解释自己的估计。
4）大家共同讨论。其他参与者可能会提出一些新观点。客户澄清开发者关注的问题。这种讨论可能沈阳网站设计会引出新故事。
5）讨论结束后，开发者再次在故事卡上写下估计值，写完后亮出卡片。一般而言，在第二轮时估计值就一致了。但如果不是这样，就让最高者和最低者阐述自己的想法，重复上述过程。
2.2 发布计划
许多软件项目都争取每2至6个月发布一次。一些网站项目的发布更频繁，即使如此，也应该在发布中引入新的功能。一种有效的方法是根据产品开发路线图来启动发布计划，产品开发路线图标明每次发布的重点。根据产品开发路线图，使用如下两个问题启动发布计划：计划在何时发布？各个故事的顺序如何？
一旦回答了这两个问题，就能根据开发团队在一次迭代中完成工作量的估计来制定发布计划，合理地预测需要多少次迭代才能完成一个满足客户要求的产品发布。
如果某项目有100个故事点数，每次迭代的速度是20个故事点数，就应该使用5次迭代来完成该项目。发布计划的最后一步是将各个故事指派到各次迭代中。客户和开发者从优先顺序最高的故事中选出总点数为20点的故事，并分配到第一次迭代。后面的20个故事点数对应于第二次迭代，如此类推，直到分配完所有的故事。
2.2.1 设定故事优先级
现在有多种评判故事优先级的标准。从技术角度可以考虑以下内容[7,8]：
1）故事不能达到用户期望的风险（例如：达到一定的性能特征、设计一个新的算法）；
2）如果推迟本故事，对其他故事可能产生的影响。
此外，客户也有衡量故事优先级的其他尺度，诸如：
1）多数用户或客户对该故事的需求程度；
2）少数关键用户或客户对该故事的需求程度；
3）某故事与其他故事的结合特点（例如，故事“缩小”的优先顺序可能并不高，但是它的互补故事“放大”的优先顺序高）。
总之，开发者和客户各有故事完成顺序计划。当二者不一致时，开发者必须服从客户。
2.2.2 确定迭代长度
总体说来，应该由开发者和客户共同选定合适的迭代长度。迭代长度通常为1到4周。迭代周期短有利于适时调整项目进度和项目计划。
在同一个项目开发中，应尽可能坚持同样的迭代长度。坚持同样长度，项目将呈现出与团队步伐一致的自然节奏。当然，有时候也需要改变迭代长度。例如，某团队一直采用3周的迭代长度，现在突然要求他们准备出新版本，在8周后进行一次重要的商业演示。该团队与其在完成两次迭代后就一直等待演示，还不如安排两个正常的3周迭代和一个短的2周迭代。应该避免随意改变迭代周期的长度。
2.2.3 将故事指派到各次迭代中
发布计划将故事粗粒度地分配到各次迭代中。在每次迭代的开始，制定更细致的计划非常重要。
要计划一次迭代，应该召集团队举行迭代计划会议。客户和开发者都应该参加。开发团队要考虑故事的细节，所以势必要提出一些有关的问题。客户应对这些问题做出答复。通常，迭代计划会议的活动次序如下：讨论一个故事；将故事拆分为多个任务；确定每个任务的开发责任人；完成所有故事的讨论和任务分配后，沈阳SEO开发者分别估算自己接受的任务，确保不超量。
故事已经很小了，足以作为工作单位，如果能将故事拆分为更小的任务，对项目会更有利。首先，对于多数团队而言，故事通常不是由一个程序员（或者配对程序员）来实现。因为程序员精通特定领域，而分工可以提高开发速度，所以要将故事拆分到多个程序员。
2.3 验收测试
用户故事很关键的一点是将测试看作开发过程的一部分，而不是“实现后再做”的工作。制定测试用例是产品经理和测试人员的共同职责。产品经理利用自己的组织经验来推动项目，测试人员则怀疑和审视项目。在迭代开始时，他们共同编写尽可能多的测试用例。
验收测试用例含有大量信息，程序员应该在编码之前就可以使用这些信息。当然，要想使程序员因此受益，故事的测试用例应该在故事编码实现之前完成。编写测试用例的时机通常为[2,8]：
1）在客户和开发者探讨故事的过程中需要获取清晰的细节时；
2）在迭代周期开始时（在编码之前）；
3）在故事编程中间或完成编程后发现新测试需求时。
因为软件是用来实现用户预期的，所以最好由用户编写测试用例。客户可以与程序员或测试人员一起编写测试用例，但是至少应该由用户确定测试要求，这种测试要求可用于证明用例书写是否正确。此外，开发团队也需要编写与隐含故事需求相关的测试用例。
3 结论
本文根据小型软件企业的实际开发需求，用户需求变更快等特点，阐述一种用户故事驱动的软件开发方法，总结在实施用户故事方法时需要特别注意的地方。这种方法与其他软件开发方法相比有以下优点：注重口头沟通；易于被所有人理解；用户故事的大小适中，可用来制定计划；支持迭代开发；鼓励推迟细节；支持随机设计；鼓励参与性设计；建立默契的领悟。但是可能出现的问题也比较突出，常见问题包括：在一个有许多故事的大型项目中，很难理解用户故事之间的关系；虽然故事可以提高团队中的默契领悟，但是很难覆盖到大型团队/项目，尤其是分布式项目。这些都是需要进一步完善的方面，有关研究也正在进行中。
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