程序员如何思考复杂问题

待我称王封你为后i 2021-09-24 16:50 282阅读 0赞

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# 1 方法论很重要 #

在日常工作中，大家肯定处理过一些棘手的问题。在面临这些复杂的问题时，尤其当问题又很紧急时，有人完全没有头绪，不知道从哪里下手，而有人思路清晰，分析问题有条有理，行动步骤清晰明确。为什么会产生这样的差距？

我认为思路清晰的人掌握了一套方法论，这种方法论可以套用在很多场景，让他们在遇到问题时不慌不忙，最终找到问题的答案。

程序员在工作中就需要面对很多复杂问题。比如当系统出现问题时，由于系统的复杂性，很难一眼看出问题所在，那么更需要学会解决问题的方法论。

本文谈一谈程序员如何解决问题，我们就从一个问题开始：网页访问突然变慢了。

# 2 发现问题 #

我们首先区分两个概念：表征和问题。

表征是问题的表现。比如同样网页访问突然变慢，但是导致表征的问题根源并不相同，那么解决方案肯定不同。

问题是表征的根源。技术人员需要找到问题根源，而且必须符合一元论原则，即这个问题可以解释当前系统中出现的所有表征。

我认为辨析上述概念给我们的启示是：不能纠结于表征，这只是外在的表现，需要深入思考导致表征的问题。

**这里介绍第1个方法论：根据表征罗列问题。**

网页访问突然变慢了。这个描述是表征还是问题？很明显是表征。

明确了这一点，下一个步骤就是根据表征，罗列所知可能导致表征的问题，程序员可以根据经验，罗列到底有什么问题会导致网页访问突然变慢呢？我们尝试罗列两个问题：

问题1：同事刚刚修改的代码有错误

问题2：流量激增引发数据库性能问题

这个步骤需要程序员在工作中多多学习实践，才能见多识广，并且在罗列问题维度上要做到MECE，即相互独立，完全穷尽。

需要说明本文着重介绍方法论，所罗列问题并不全面，而且不涉及具体技术方案。

# 3 验证问题 #

现在我们已经提出了问题，现在就要验证问题，就是看看我们提出的问题到底对不对。

**这里介绍第2个方法论：PDCA循环。**

PDCA循环是质量管理专家休哈特博士首先提出的，由戴明采纳宣传普及，所以又被称为戴明环。我们来介绍PDCA循环的概念：

> P：计划（plan）
> 
> D：执行（do）
> 
> C：检查（check）
> 
> A：处理（act）

第一步：提出计划。可以根据假设，提出验证假设的计划。我们先验证提出的问题1。上面我们猜测有同事进行了代码升级，从而引发的网页变慢。那么我们的计划是：查看发布记录和代码提交记录。

第二步：执行计划。我们对发布记录和代码修改记录进行查看。

第三步：检查执行结果。上一个步骤的执行结果，并没有发现发布记录和代码修改记录，那么可以排除是由这个原因导致的。

第四步：根据检查结果，决定是直接处理这个问题，还是重新制定新计划验证下一个问题，即进入PDCA循环。此时我们应该进入循环，验证问题2。

我认为这个方法意义在于每次可靠得验证一个变量，找到问题则退出循环，没有找到问题则进入下一个循环。虽然每一步虽然迈得不大，但是每一步都是扎扎实实。

这个理论在各个行业都有广泛应用。比如科学实验中常用的方法：控制变量法。为了验证一个变量是否对试验结果有影响，那么就要保持其他变量不变，只对这一个变量进行修改，验证是否对实验结果有影响。

还有互联网产品常说的最小可用品，即每一个版本推出解决满足一个主要的核心需求，根据用户反馈，在下一个版本中解决或优化。这就是快速迭代，小步快跑。

同一现象或实践，在不同领域被重复发现。同一规律或理论，在历史上被反复总结。

# 4 解决问题 #

假设根据第三步验证问题，我们发现了真正的问题是问题2：流量突然增大，引发了数据库性能问题。

即使是同一个问题，解决的方案也可以有很多，比如对于性能问题，可以加缓存，优化数据索引，优化交互流程，流控隔离熔断等等，那么应该选择哪一种方案呢？

**这里介绍第3个方法论：因时因地评估解决方案成本和效果，先治标再治本。**

假设现在网站正在进行双11促销活动，所以现在最高优先级是保证用户可以正常参与活动，那么需要选择时间成本最小的方式快速解决问题，如果加一个索引就可以搞定的事情，那么就选择这个方案。先治标的意思是先把迫在眉睫的问题解决。

假设现在用户量高峰已过，响应时间逐渐正常，那么给程序员留出比较充裕解决问题时间，此时可以添加缓存层，优化代码，发布新版本。

假设你发现产品交互流程有不合理之处，那么在项目会议上，你要向产品经理抛出这个问题，一起优化产品流程。流程优化后进行大版本迭代。

解决方案非常具体，因时因地而异，根据优先级，先治标，再治本。

# 5 文章总结 #

程序员思考问题主要有三大步骤：发现问题，验证问题，解决问题。

发现问题首先要区分表征和问题，不能被表征所迷惑，不要陷在表征的泥潭里，应该思考表征背后的问题，罗列出可能造成表征的所有问题。

验证问题就是对罗列的问题进行证实或者证伪，采用的工具是强大的PDCA循环，这个循环也广泛应用于各个学科和产业。

解决问题时要因时因地评估解决方案的成本和效果，先治标，再治本。问题发生的场景不同，要针对当前场景给出边际效益最高的解决方案。

方法论是一个非常重要的工具。一个看似纷繁复杂，杂乱无章的问题，使用得当的方法论进行梳理，立刻使得问题清晰，方案具体，结果可衡量。这就是从实践总结理论，再用理论指导实践。

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