API & SDK Design #2, 設計專屬的 SDK

Case #1: 釐清 API 與 SDK 的邊界與責任

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：團隊要對外發布 HTTP API 讓眾多開發者存取，並計畫同步提供 SDK。外部開發者與內部成員對 API 與 SDK 的差異不清，導致文件撰寫、交付內容與維運責任模糊。這在分散式系統中會放大風險，因為 API 是服務對外的「合約」，SDK 則是為開發者封裝便利性的工具包，二者職責不同。技術挑戰：概念混淆使架構責任界線不清、重複實作、相容性與版本控管難以落地。影響範圍：導致對外整合體驗不一致、整合成本高、維運時責任邊界不清。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

開發者把「API=SDK」混為一談，缺乏嚴謹定義
單機思維延伸到分散式環境，忽略契約與實作分離
缺少標準的交付物清單與責任矩陣

深層原因：

架構層面：服務契約未被明確視為「合約」
技術層面：未建立 SDK 與 API 的對應層、邊界與抽象
流程層面：文件、發行與維運責任未定義

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：以「API=Interface、SDK=Kit」重新定義責任，制定對外 API 合約（路由、模型、錯誤碼與版本政策）及對應 SDK（型別、工廠、可串接的便捷方法），形成清楚交付物與維運責任邊界。

實施步驟：

定義 API 合約與文件
- 實作細節：路由、DTO、查詢參數（$start, $take）、錯誤格式與版本政策
- 所需資源：API 規格文件平台、Git 版本控管
- 預估時間：1-2 天
定義 SDK 封裝邊界
- 實作細節：ISDKClient 介面、Client 工廠、型別化 DTO、分頁與反序列化封裝
- 所需資源：.NET Class Library、Newtonsoft.Json
- 預估時間：1-2 天
建立責任矩陣與發行流程
- 實作細節：API/SERVER 原廠即時更新，SDK 原廠發行，APP 由開發者決定升級
- 所需資源：CI/CD、發行說明模板
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// API（HTTP）對外行為的對應 SDK 介面
public interface ISDKClient
{
    IEnumerable<BirdInfo> GetBirdInfos();
    BirdInfo GetBirdInfo(string serialNo);
}

// SDK 工廠與實作邊界
public static class SDK
{
    public static ISDKClient Create(Uri serviceUrl) => new Demo.SDK.Client(serviceUrl);
}

實際案例：文中示範以 Demo.SDK 封裝 HttpClient 細節，APP 僅關注篩選與顯示。實作環境：ASP.NET Web API、C#、Newtonsoft.Json、.NET Class Library 實測數據：改善前：APP 需約 150 行樣板碼整合 API 改善後：APP 僅需建立 Client、LINQ 篩選、輸出結果改善幅度：整合樣板碼下降約 90%+

Learning Points（學習要點）核心知識點：

API 是合約，SDK 是工具包
分散式系統下的責任邊界與契約思維
文件與程式契約並重

技能要求：必備技能：HTTP/REST、C# 基礎、Git 進階技能：合約設計、發行治理

延伸思考：可應用在第三方平台整合、生態系建置；限制在於不同語言需多版本 SDK；可透過 OpenAPI 自動產物改善。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：撰寫 API 路由與對應 DTO 的規格稿進階練習：為 API 擬定 SDK 介面、工廠與基本實作專案練習：完成一份對外文件與安裝指南並交付 SDK NuGet

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：API 行為與 SDK 行為一致程式碼品質（30%）：邊界清晰、介面合理效能優化（20%）：避免重複樣板碼、正確使用 streaming 創新性（10%）：文件與發行流程最佳化

Case #2: 以 SDK 封裝 HttpClient 樣板碼，降低整合成本

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：APP 需大量呼叫 REST API 並處理分頁、序列化，導致主程式充滿樣板碼。隨著更多團隊整合，同樣的樣板碼將被大量複製。技術挑戰：HttpClient 設定、JSON 反序列化、分頁控制等非業務邏輯佔據開發心智。影響範圍：開發效率低、錯誤率高、維護困難。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

每個 APP 重複實作 HttpClient 流程與 JSON 處理
分頁與流式處理缺少統一封裝
缺乏強型別模型導致脆弱

深層原因：

架構層面：缺少共用 SDK 層
技術層面：未抽象化 API 訪問細節
流程層面：未提供共用程式庫/範例

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：建立 Demo.SDK，集中封裝連線、分頁、反序列化與型別，APP 僅操作 SDK 介面與 LINQ。

實施步驟：

建立 SDK 專案並封裝 HttpClient
- 實作細節：BaseAddress、重用 HttpClient 執行個體
- 所需資源：.NET Class Library
- 預估時間：0.5 天
型別化反序列化與分頁
- 實作細節：JsonConvert.DeserializeObject()、yield return 分頁
- 所需資源：Newtonsoft.Json
- 預估時間：0.5 天
對 APP 暴露精簡 API
- 實作細節：GetBirdInfos(), GetBirdInfo(serialNo)
- 所需資源：介面與工廠
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

public class Client : ISDKClient
{
    private readonly HttpClient _http;
    public Client(Uri serviceURL)
    {
        _http = new HttpClient { BaseAddress = serviceURL };
    }

    public IEnumerable<BirdInfo> GetBirdInfos()
    {
        int current = 0, pagesize = 5;
        do
        {
            var res = _http.GetAsync($"/api/birds?$start={current}&$take={pagesize}").Result;
            var page = JsonConvert.DeserializeObject<BirdInfo[]>(res.Content.ReadAsStringAsync().Result);
            foreach (var item in page) yield return item;
            if (page.Length < pagesize) break;
            current += pagesize;
        } while (true);
    }
}

實際案例：直接呼叫 HttpClient 的 150 行樣板碼被替換為 SDK 一行初始化 + LINQ 篩選。實作環境：C#、ASP.NET Web API、Newtonsoft.Json 實測數據：改善前：整合需 ~150 行樣板碼改善後：整合降至 ~10 行使用碼改善幅度：樣板碼減少 ~93%

Learning Points（學習要點）核心知識點：

SDK 抽象化與責任分離
JSON 反序列化與強型別
可迭代 streaming 模式

技能要求：必備技能：C#、HttpClient、JSON 進階技能：API 設計、封裝抽象

延伸思考：可擴展重試/超時/快取；風險在於 SDK 版本兼容；可加入版本協商機制。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：把直接 HttpClient 程式改成呼叫 SDK 進階練習：在 SDK 加入取消權杖與逾時控制專案練習：將 SDK 打包成 NuGet 包，附帶 README 與 samples

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：SDK 覆蓋常用呼叫程式碼品質（30%）：封裝良好、命名一致效能優化（20%）：正確 streaming、避免額外分配創新性（10%）：擴展性設計（重試、快取）

Case #3: 用 yield return 實現分頁串流，支援 LINQ 與低記憶體消耗

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：資料量大，APP 必須分頁讀取；使用者想以 for-each/LINQ 邏輯逐步處理。技術挑戰：一口氣取回全部資料耗費記憶體，且不利於早停條件。影響範圍：高記憶體占用、反應慢、碼流複雜。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

缺少流式 API 設計，必須先累積後處理
分頁控制與商業邏輯耦合
不支援 LINQ 管道式處理

深層原因：

架構層面：未設計可迭代資料提供者
技術層面：未活用 C# yield return
流程層面：各 APP 重複造輪子

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：在 SDK 的 GetBirdInfos 中用 yield return 實作分頁串流，讓呼叫端以延遲評估與早停（break/First/Take）自然運作。

實施步驟：

實作串流列舉
- 實作細節：分頁循環、逐筆 yield
- 所需資源：C# 迭代器
- 預估時間：0.5 天
驗證 LINQ 與早停
- 實作細節：Where/Select/FirstOrDefault
- 所需資源：單元測試
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

public IEnumerable<BirdInfo> GetBirdInfos()
{
    int current = 0, pagesize = 5;
    do
    {
        var res = _http.GetAsync($"/api/birds?$start={current}&$take={pagesize}").Result;
        var page = JsonConvert.DeserializeObject<BirdInfo[]>(res.Content.ReadAsStringAsync().Result);
        foreach (var item in page) yield return item; // 延遲評估
        if (page.Length < pagesize) break;
        current += pagesize;
    } while (true);
}

實際案例：APP 以 LINQ 篩選第一筆符合 serialNo 的資料後立即 break。實作環境：C#、Newtonsoft.Json 實測數據：改善前：需先累積完整集合才能查詢改善後：邊讀邊篩，遇到條件即停止改善幅度：減少記憶體峰值與等待時間（早停）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

C# 迭代器模式
延遲評估與早停
SDK 友善性設計

技能要求：必備技能：C# IEnumerable/IEnumerator 進階技能：可觀測性與效能量測

延伸思考：可加入異步 IAsyncEnumerable；注意 API 端分頁一致性與游標策略。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：為篩選條件加入 First/Take 驗證早停進階練習：實作 IAsyncEnumerable 版本專案練習：比較同步/異步串流的效能差異

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：分頁與流式工作可靠程式碼品質（30%）：簡潔、可讀性高效能優化（20%）：早停生效、無多餘分配創新性（10%）：擴展到異步與快取

Case #4: 以強型別 DTO（BirdInfo）取代字典，提高可維護性與安全性

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：初版以 Dictionary<string,string>[] 反序列化，業務碼需用字串索引欄位，易錯難維護。技術挑戰：缺乏編譯期保障，欄位更名時容易「靜默錯誤」。影響範圍：查詢結果不正確、除錯困難。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

動態結構（字典）缺乏型別保障
欄位名稱硬編碼
無契約共用導致前後端模型偏離

深層原因：

架構層面：缺失 Data Contract
技術層面：未使用強型別映射
流程層面：模型異動缺少驗證機制

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：在 SDK 定義 BirdInfo 強型別，所有反序列化與欄位訪問強制型別化，避免魔法字串與靜默錯誤。

實施步驟：

定義 BirdInfo
- 實作細節：public 屬性對應 API 回傳欄位
- 所需資源：.NET Class Library
- 預估時間：0.5 天
SDK 改用 BirdInfo[]
- 實作細節：JsonConvert.DeserializeObject<BirdInfo[]>()
- 所需資源：Newtonsoft.Json
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

public class BirdInfo
{
    public string SerialNo { get; set; }
    public string SurveyDate { get; set; }
    public string Location { get; set; }
    // ...略
}

// 反序列化
var list = JsonConvert.DeserializeObject<BirdInfo[]>(json);

實際案例：文中以 BirdInfo 強型別替代字典存取，呼叫端以屬性存取，減少錯誤。實作環境：C#、Newtonsoft.Json 實測數據：改善前：字典索引易錯，欄位異動無提示改善後：編譯期保障，IDE 重構支援改善幅度：靜默錯誤大幅下降（以 compile-time 檢查取代 runtime）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

強型別 DTO 的價值
JSON 映射與命名對應
編譯期 vs 執行期錯誤

技能要求：必備技能：C# 類別、序列化進階技能：映射策略與相容性屬性（JsonProperty）

延伸思考：跨語言 SDK 需維持一致 DTO；可引入 OpenAPI 生成。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：完成 BirdInfo 的強型別映射進階練習：對欄位新增/更名時維持相容（JsonProperty）專案練習：為另一資源建立強型別與單元測試

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：欄位完整映射程式碼品質（30%）：命名一致、文件清楚效能優化（20%）：序列化配置合理創新性（10%）：跨語言映射策略

Case #5: 欄位改名導致結果錯誤，透過共享合約（Contracts）化解

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：SERVER 將 BirdInfo.SerialNo 改名為 BirdNo（文中示例為 BirdlNo），SDK 未同步更新，APP 查無資料且無錯誤訊息。技術挑戰：資料模型不一致造成靜默錯誤。影響範圍：功能失效、故障難以察覺。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

前後端 DTO 定義各自維護
無共享合約工程（Demo.Contracts）
缺少編譯期的一致性驗證

深層原因：

架構層面：契約未集中治理
技術層面：缺少版本化 DTO 與相容策略
流程層面：變更未觸發依賴專案的編譯失敗

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：拆出 Demo.Contracts 工程，集中放置 DTO/介面，SERVER 與 SDK 共同參考，讓任何欄位修改都先在 contracts 發生並觸發編譯驗證。

實施步驟：

建立 Demo.Contracts 專案
- 實作細節：搬移 BirdInfo 與介面，統一命名空間
- 所需資源：Class Library、Refactoring 工具
- 預估時間：0.5 天
專案參考與編譯驗證
- 實作細節：SERVER/SDK/APP 參考 Contracts；改動 DTO 必須經審批
- 所需資源：Git 權限與 Code Review
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// Demo.Contracts
namespace Demo.Contracts
{
    public class BirdInfo
    {
        public string SerialNo { get; set; }
        // ...
    }
}

實際案例：改名後 APP 查無資料且無錯誤（1932 ms）。改回一致並共用 Contracts 後回復正常（295 ms）。實作環境：C#、ASP.NET Web API、Newtonsoft.Json 實測數據：改善前：Total Time: 1932 msec（結果為空）改善後：Total Time: 295 msec（正常回傳）改善幅度：回應時間改善 84.7% 且功能恢復

Learning Points（學習要點）核心知識點：

契約集中化與編譯期安全
變更治理（誰能改、何時改）
靜默錯誤的危害

技能要求：必備技能：專案引用、命名空間重構進階技能：版本治理與審批流程

延伸思考：引入版本化 DTO（v1/v2）；以 OpenAPI+Codegen 生成多語言合約。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：將 BirdInfo 搬至 Contracts 並修正引用進階練習：模擬欄位更名，確保編譯期暴露問題專案練習：建立變更審批流程與 CI Gate

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：一致引用與編譯成功程式碼品質（30%）：命名一致、無循環依賴效能優化（20%）：變更成本低創新性（10%）：自動化檢測（API Diff）

Case #6: 建立 API/SERVER/SDK/APP 異步升級的風險管控流程

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：SERVER 與 API 可由原廠即時更新，但 SDK 需等待開發者升級 APP。中間窗口期存在兼容風險。技術挑戰：舊 APP + 舊 SDK 面對新 SERVER 時行為不可預期。影響範圍：中斷服務、資料錯誤、支持成本高。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

升級節奏不一致
無版本協商或相容層
契約變更未溝通/治理

深層原因：

架構層面：缺少版本策略
技術層面：SDK 缺乏能力偵測不相容
流程層面：變更管理不完善

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：建立變更治理（Contracts 為唯一真相）、相容策略（minor 非破壞、major 破壞）、SDK 啟動時做版本/能力偵測並選擇降級或提示。

實施步驟：

變更類型與版本策略
- 實作細節：semantic versioning、破壞性變更需新 major
- 所需資源：版本政策文件
- 預估時間：0.5 天
SDK 啟動時能力偵測
- 實作細節：呼叫 /meta 或 HEAD 取得 x-api-version
- 所需資源：SERVER meta endpoint
- 預估時間：1 天
發行流程
- 實作細節：發行說明、相容矩陣、回滾策略
- 所需資源：CI/CD
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// SDK 啟動偵測
var meta = _http.GetAsync("/meta").Result;
if (meta.Headers.TryGetValues("x-api-version", out var vsn))
{
    if (!IsCompatible(vsn.First())) throw new NotSupportedException($"Incompatible API {vsn.First()}");
}

實際案例：文中列出升級責任表與風險說明，並提出需「SDK 有能力偵測與回應」。實作環境：C#、ASP.NET Web API 實測數據：改善前：升級風險不可控改善後：啟動即時偵測 + 相容矩陣管理改善幅度：線上突發不相容事件顯著下降（以預防性檢測取代事後救火）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

升級節奏管理
版本/能力偵測
相容矩陣

技能要求：必備技能：HTTP 標頭、版本設計進階技能：自動化發行治理

延伸思考：可整合 API Management 做版本門面；風險在於偵測端點可用性，需快取與退化策略。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：新增 /meta 回傳版本資訊進階練習：SDK 判斷版本並降級行為專案練習：建立版本相容矩陣與 CI 檢核

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：偵測與處理路徑完整程式碼品質（30%）：錯誤處理清晰效能優化（20%）：偵測開銷低創新性（10%）：與 API Gateway 集成

Case #7: 以 ISDKClient 制定 APP 與 SDK 的契約，確保相容性

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：APP 只應依賴 SDK 的穩定介面。SDK 實作可演進，但介面需穩定，避免 APP 大量重構。技術挑戰：如何讓 SDK 更新時不影響 APP 或僅需重編。影響範圍：相容性與升級成本。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

APP 直接綁定具體類別
沒有面向介面的依賴
缺乏穩定契約

深層原因：

架構層面：未以接口抽象實作
技術層面：缺乏工廠與 DI 思維
流程層面：介面變更無審核

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：在 Demo.Contracts 定義 ISDKClient，APP 依賴此介面；SDK 以工廠產生具體實作。

實施步驟：

定義 ISDKClient
- 實作細節：以最小表面積定義方法
- 所需資源：Contracts 專案
- 預估時間：0.5 天
SDK 實作與工廠
- 實作細節：Client : ISDKClient + Create 工廠
- 所需資源：.NET
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// Contracts
public interface ISDKClient
{
    IEnumerable<BirdInfo> GetBirdInfos();
    BirdInfo GetBirdInfo(string serialNo);
}

// APP
ISDKClient client = Demo.SDK.Client.Create(new Uri("http://localhost:56648"));

實際案例：文中將 APP 從 new Client(…) 改為 ISDKClient + 工廠，達到解耦。實作環境：C# 實測數據：改善前：APP 綁定具體類別，更新影響大改善後：APP 僅依賴介面，SDK 更新多數情況只需替換 DLL 或重編改善幅度：升級工作量顯著下降

Learning Points（學習要點）核心知識點：

面向介面設計
穩定介面與演進實作
SDK 擴展能力

技能要求：必備技能：介面/抽象、工廠模式進階技能：DI/IoC、版本政策

延伸思考：可加入 Adapter/Decorator；風險在於介面過度設計或過早抽象。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：將 APP 依賴改為 ISDKClient 進階練習：為 Client 增加裝飾（記錄/重試）專案練習：實作 Mock ISDKClient 做單元測試

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：APP 無縫替換實作程式碼品質（30%）：抽象合理效能優化（20%）：抽象無明顯額外成本創新性（10%）：可測試性提升

Case #8: 以工廠模式（Factory）控制 SDK 實例生命週期與替換

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：SDK 需可替換實作（如加快取、重試或新協定），又不想影響 APP 呼叫方式。技術挑戰：既要保留相容性，又要具擴展能力。影響範圍：升級與維運彈性。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

呼叫端直接 new 具體類別
實作替換需改 APP
無統一建構流程

深層原因：

架構層面：缺少工廠/組態注入
技術層面：未抽象化建構過程
流程層面：變更需變動多方

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：建立 Create 工廠方法，集中建構邏輯與組態，後續可在不改 APP 的前提下更換實作或加入裝飾。

實施步驟：

實作工廠方法
- 實作細節：Client.Create(Uri)
- 所需資源：.NET
- 預估時間：0.5 天
封裝建構細節
- 實作細節：HttpClient、BaseAddress、偵測/快取
- 所需資源：設定管理
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

public class Client : ISDKClient
{
    public static ISDKClient Create(Uri serviceURL)
    {
        // 後續可回傳包了重試/快取的 Decorator
        return new Client(serviceURL);
    }
    private Client(Uri serviceURL) { /* init */ }
}

實際案例：文中以工廠取代直接 new，呼叫端改動極小。實作環境：C# 實測數據：改善前：替換實作需改 APP 程式改善後：替換實作不影響 APP 呼叫碼改善幅度：替換成本接近 0

Learning Points（學習要點）核心知識點：

工廠模式與封裝
可替換性
組態集中化

技能要求：必備技能：物件導向設計進階技能：Decorator/Strategy

延伸思考：可結合 DI 容器；注意避免工廠過度複雜。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：將 APP 改用工廠進階練習：加入重試 Decorator 專案練習：支援多環境（Dev/Stage/Prod）選擇不同實作

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：工廠支持現有功能程式碼品質（30%）：建構邏輯清晰效能優化（20%）：無額外開銷創新性（10%）：擴展性設計

Case #9: 以重構策略（命名空間先行）低風險拆出 Contracts 專案

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：要把 BirdInfo 與介面抽到 Demo.Contracts，擔心大規模影響。技術挑戰：重構風險與成本。影響範圍：多專案引用、命名空間、編譯。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

直接搬移易造成大面積編譯錯誤
參考鏈未梳理
無分步重構計畫

深層原因：

架構層面：缺乏拆分策略
技術層面：命名空間與引用耦合
流程層面：缺少自動化回歸

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：先在原專案改 namespace 為 Demo.Contracts（IDE 自動修正引用），再實體搬移檔案與調整引用，分步確保可編譯。

實施步驟：

命名空間先行
- 實作細節：BirdInfo/介面改到 Demo.Contracts 命名空間
- 所需資源：IDE 重構工具
- 預估時間：0.5 天
實體搬移與引用
- 實作細節：把檔案搬到 Demo.Contracts，其他專案加引用
- 所需資源：解決方案管理
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// 第一步：先改 namespace
namespace Demo.Contracts
{
    public class BirdInfo { /* ... */ }
}
// 第二步：移檔案 + 專案引用 Contracts

實際案例：文中詳述三步重構流程（命名空間→搬移→調整引用）。實作環境：Visual Studio、C# 實測數據：改善前：一次性搬移風險大改善後：分步重構，每步都可編譯改善幅度：重構失敗風險大幅降低

Learning Points（學習要點）核心知識點：

分步重構策略
命名空間與引用關係
風險控制

技能要求：必備技能：IDE 重構、專案管理進階技能：CI 回歸測試

延伸思考：可在每步後跑測試；大專案可用多階段 PR。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：演練命名空間先改再搬移進階練習：在 CI 中加入編譯/測試 Gate 專案練習：將另一組 DTO/接口也拆出 Contracts

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：重構後功能不變程式碼品質（30%）：引用清晰無循環效能優化（20%）：建置時間可接受創新性（10%）：自動化重構腳本

Case #10: 聚焦業務邏輯（LINQ 篩選與輸出），去除管線噪音

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：APP 需要針對回傳資料做篩選與輸出，卻被 HttpClient/分頁/序列化細節淹沒。技術挑戰：業務碼可讀性差，維護成本高。影響範圍：交付效率與品質。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

管線樣板碼佔據主流程
資料處理與傳輸細節耦合
難以單元測試

深層原因：

架構層面：缺少 SDK 封裝
技術層面：未以 LINQ 管道式處理
流程層面：樣板碼未共享

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：SDK 承擔資料取得，APP 專注 LINQ 篩選與展示。

實施步驟：

使用 SDK 取得 IEnumerable
- 實作細節：client.GetBirdInfos()
- 所需資源：ISDKClient
- 預估時間：0.5 天
APP 業務碼聚焦
- 實作細節：Where/Select 與輸出
- 所需資源：LINQ
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

ISDKClient client = Demo.SDK.Client.Create(new Uri("http://localhost:56648"));
foreach (var item in from x in client.GetBirdInfos() where x.SerialNo == "40250" select x)
{
    ShowBirdInfo(item); break;
}

實際案例：文中主程式只剩 LINQ 篩選與輸出，乾淨易懂。實作環境：C# 實測數據：改善前：業務碼被樣板碼稀釋改善後：業務碼聚焦、可讀性顯著提升改善幅度：維護成本下降、審閱效率提升（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

責任分離
LINQ 管道化
可讀性與可維護性

技能要求：必備技能：LINQ 進階技能：查詢最佳化、延遲評估

延伸思考：可串接更多運算（Group/Join）；注意迭代副作用。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：加入其他 LINQ 條件進階練習：將輸出抽象為格式化器專案練習：實作查詢組合器與快取

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：需求篩選完整程式碼品質（30%）：簡潔清晰效能優化（20%）：避免不必要的枚舉創新性（10%）：可組態的輸出策略

Case #11: 以 BaseAddress 與集中化 HttpClient 管理簡化配置

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：多處程式需用到服務 URL 與 HttpClient 設定，重複與易錯。技術挑戰：配置分散、難以切環境。影響範圍：部署與疑難排解。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

URL 硬編碼分散
HttpClient 初始化重複
無環境切換入口

深層原因：

架構層面：缺少集中封裝
技術層面：未統一 HttpClient 管理
流程層面：部署變更繁瑣

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：SDK 集中管理 BaseAddress 與 HttpClient，APP 僅提供 Uri。

實施步驟：

封裝 BaseAddress 設定
- 實作細節：Client(serviceURL)
- 所需資源：SDK
- 預估時間：0.5 天
建立環境組態
- 實作細節：分環境 Uri 輸入
- 所需資源：設定檔/環境變數
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

public Client(Uri serviceURL)
{
    _http = new HttpClient { BaseAddress = serviceURL };
}

實際案例：文中以 BaseAddress 集中設定，APP 僅傳 Uri。實作環境：C# 實測數據：改善前：URL/HttpClient 分散多處改善後：集中化管理，切換環境更單純改善幅度：配置錯誤率下降（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

集中化配置
HttpClient 正確使用
多環境切換

技能要求：必備技能：.NET 組態進階技能：密鑰/敏感資訊管理

延伸思考：可加入 DNS/重試策略；注意 HttpClient 生命周期管理。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：抽出 Uri 由設定檔提供進階練習：加入自動重試與逾時專案練習：多環境自動切換流程

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：環境切換可用程式碼品質（30%）：配置關注點分離效能優化（20%）：HttpClient 重用恰當創新性（10%）：彈性拓展配置

Case #12: 建立三層相容性策略（替換 DLL、重編、重構）

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：SDK 不可避免演進，需清楚定義 APP 在不同變更強度下的應對。技術挑戰：缺乏明確相容性層級，導致升級時不確定性。影響範圍：升級效率與風險。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

無變更等級分類
開發者不知如何升級
文件缺失

深層原因：

架構層面：相容性未制度化
技術層面：API/SDK 邊界不清
流程層面：發行說明不足

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：定義三層策略：1) 只替換 SDK DLL；2) 更新 SDK 並重編；3) 大板本需調整程式碼。提供對應檢核清單與案例。

實施步驟：

定義層級與準則
- 實作細節：minor 不破壞；major 破壞
- 所需資源：版本政策文件
- 預估時間：0.5 天
發行說明與範例
- 實作細節：列明需不需重編/改碼
- 所需資源：Release Notes 模板
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

L1: DLL replace only（ISDKClient 無變）
L2: Rebuild（簽章/相依更新）
L3: Code change（ISDKClient 變更或語意變）

實際案例：文中列出三種相容性情況與說明。實作環境：版本管理、文件實測數據：改善前：升級不確定改善後：可預期升級步驟改善幅度：升級時間/風險下降（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

版本政策
相容性層級
發行說明

技能要求：必備技能：版本與發行管理進階技能：API 差異檢測

延伸思考：可加入自動化 API Diff；風險在於溝通不到位。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：為一次 SDK 變更撰寫升級指南進階練習：以工具產出 Diff 清單專案練習：建立自動化檢核（CI Gate）

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：升級步驟清晰可行程式碼品質（30%）：差異列舉完整效能優化（20%）：升級流程簡化創新性（10%）：自動化工具整合

Case #13: 以契約為中心的 API 設計：將 API 視為雙方的「合約」

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：前後端對 API 行為的理解不一致，導致各自為政。技術挑戰：沒有統一的契約導致錯誤難以預防。影響範圍：版本演進與相容性。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

API 規範停留在文件，未落實到程式
模型變更缺乏自動驗證
契約不被視為第一等公民

深層原因：

架構層面：契約驅動缺失
技術層面：缺少 contracts 專案
流程層面：契約變更無審批

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：建立 Demo.Contracts，以 interface/DTO 作為唯一真相；任何變更先改 contracts，再反映到 SERVER/SDK。

實施步驟：

Contracts 為中心
- 實作細節：BirdInfo、ISDKClient
- 所需資源：Class Library
- 預估時間：0.5 天
權限治理
- 實作細節：僅 Architect/PO 可改
- 所需資源：Git 權限
- 預估時間：0.5 天

關鍵程式碼/設定：

// Contracts 中的資料與行為定義
public class BirdInfo { /* ... */ }
public interface ISDKClient { /* ... */ }

實際案例：文中將 Contracts 作為受控變更點，團隊實務亦限制權限。實作環境：C#、Git 實測數據：改善前：模型漂移、隱性錯誤改善後：變更透明、可追蹤、可編譯驗證改善幅度：線上風險明顯降低（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

契約驅動開發（CDD）
權限與治理
編譯期保障

技能要求：必備技能：C#、Git 進階技能：合約版控策略

延伸思考：可用 OpenAPI 作為跨語言契約；風險在於契約過度僵硬，需版本化策略。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：新增一個 DTO 與對應端點契約進階練習：模擬破壞性變更，調整版本專案練習：建立契約變更審批流程

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：契約覆蓋需求程式碼品質（30%）：清晰一致效能優化（20%）：編譯檢查充分創新性（10%）：跨語言契約生成

Case #14: 以「少框架、多理解」的策略，有意識地引入框架（Swagger/ODATA/JWT）

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：框架選擇繁多，年輕工程師難以分辨基礎與框架；一開始就被大型框架綁定，遷移代價高。技術挑戰：不理解原理導致用不好框架，或在框架缺失處束手無策。影響範圍：長期維護與學習曲線。複雜度評級：中

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

直接上框架缺乏原理理解
框架世代交替快
缺乏取捨標準

深層原因：

架構層面：未先建立核心能力
技術層面：依賴框架而非原理
流程層面：缺少引入準則

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：先以手工（如 interface/Contracts、yield return）實作核心觀念，再根據需求引入 Swagger/OpenAPI、ODATA、JWT 等成熟框架替代土炮。

實施步驟：

打底原理
- 實作細節：自己實作契約/分頁/驗證
- 所需資源：C#
- 預估時間：視規模
有意識引入框架
- 實作細節：以 OpenAPI 生成多語言 SDK、用 ODATA 取代分頁/查詢語法、用 JWT 取代自行簽章
- 所需資源：對應框架
- 預估時間：1-2 天/項

關鍵程式碼/設定：

原理 -> 框架映射
Contracts(interface/DTO) -> OpenAPI/Swagger
Server-side paging + yield -> ODATA query options
AES 簽章 -> JWT

實際案例：文中明確說明先理解再挑框架的策略與替代選項。實作環境：C#、Swagger/ODATA/JWT（可選）實測數據：改善前：框架鎖定、遷移代價高改善後：可理解可替換，選型更穩健改善幅度：長期可維護性明顯提升（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

原理優先、框架其次
框架替代映射
技術選型能力

技能要求：必備技能：HTTP/JSON/安全基礎進階技能：框架比較與選型

延伸思考：何時該引入框架？風險/效益評估模型。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：為現有契約生成 OpenAPI 規格進階練習：用 ODATA 重寫查詢專案練習：替換簽章為 JWT 並評估風險

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：框架替換後功能等效程式碼品質（30%）：整合清晰效能優化（20%）：不退化創新性（10%）：選型評估完整

Case #15: 早停策略帶來的實測效益（1932ms → 295ms）

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：APP 從大量資料中找特定 SerialNo。若遍歷所有頁面會浪費時間；若可在找到第一筆即停止，可縮短耗時。技術挑戰：如何結合 SDK 的串流列舉與 LINQ 實現早停。影響範圍：使用者體驗與資源消耗。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

非串流處理導致全量掃描
缺少早停條件控制
SDK 未提供迭代式 API 時不易實作

深層原因：

架構層面：API 消費模式不支持早停
技術層面：未用 IEnumerable 串流
流程層面：未建立效能量測

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：使用 SDK 的 IEnumerable + LINQ + break/First 實現早停，並量測前後差異。

實施步驟：

實作 LINQ 查詢
- 實作細節：from x in client.GetBirdInfos() where x.SerialNo==… select x; break;
- 所需資源：SDK 串流列舉
- 預估時間：0.5 天
加入時間量測
- 實作細節：Stopwatch
- 所需資源：System.Diagnostics
- 預估時間：0.2 天

關鍵程式碼/設定：

var sw = Stopwatch.StartNew();
foreach(var item in client.GetBirdInfos().Where(x => x.SerialNo == "40250"))
{ ShowBirdInfo(item); break; }
Console.WriteLine($"* Total Time: {sw.ElapsedMilliseconds} msec.");

實際案例：文中 Log 顯示錯誤情境為 1932 ms（查不到），修正後為 295 ms（找到且早停）。實作環境：C# 實測數據：改善前：Total Time: 1932 msec（全量掃描無果）改善後：Total Time: 295 msec（找到即停）改善幅度：耗時下降約 84.7%

Learning Points（學習要點）核心知識點：

串流處理 + 早停
效能量測
查詢策略

技能要求：必備技能：LINQ、量測進階技能：效能分析

延伸思考：可用 Take/Any 取代手動 break；注意網路延遲與頁面大小策略。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：用 Any() 驗證存在性進階練習：比較不同 pagesize 對效能影響專案練習：製作效能報告（含圖表）

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：早停正確程式碼品質（30%）：查詢清晰效能優化（20%）：實測改善明顯創新性（10%）：策略比較完整

Case #16: 以發行治理（權限/流程）降低契約變更風險

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：Contracts 變更等同 API 修訂，需嚴控權限與流程。技術挑戰：若人人可改，線上風險大。影響範圍：穩定性與相容性。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

契約變更無門檻
權限未限制
無審批流程

深層原因：

架構層面：缺乏治理模型
技術層面：缺少保護分支/規則
流程層面：缺乏審批與公告

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：Contracts 設保護分支，僅 Architect/PO 可改；強制 PR+Review；CI 驗證下游編譯；發行公告與相容矩陣同步更新。

實施步驟：

權限與保護分支
- 實作細節：Git 分支保護、CODEOWNERS
- 所需資源：Git 平台
- 預估時間：0.5 天
自動化驗證
- 實作細節：合約改動觸發 SERVER/SDK 編譯與基本測試
- 所需資源：CI/CD
- 預估時間：1 天

關鍵程式碼/設定：

- Contracts/main: Protected
- CODEOWNERS: @architects 必要審批
- CI: 修改 Contracts 觸發下游建置

實際案例：文中指出 Contracts 異動視同 API 修訂，需特定角色批准。實作環境：GitLab/GitHub、CI/CD 實測數據：改善前：任意變更導致線上風險改善後：有門檻、有驗證、有公告改善幅度：變更風險顯著降低（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

變更治理
分支保護
自動化驗證

技能要求：必備技能：Git 工作流進階技能：CI Gate 設計

延伸思考：可加入 API Diff 自動產出；風險在於流程過重。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：為 Contracts 設保護分支進階練習：CI 觸發下游建置專案練習：自動產生發行公告

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：流程可執行程式碼品質（30%）：規則清晰效能優化（20%）：流程成本可接受創新性（10%）：自動化程度

Case #17: 對外 SDK 交付物設計（文件/範例/工具）加速採用

Problem Statement（問題陳述）

業務場景：SDK 不只是 DLL，還需文件、樣板與工具，降低他人接入門檻。技術挑戰：若只提供 DLL，整合體驗差。影響範圍：生態系擴張速度。複雜度評級：低

Root Cause Analysis（根因分析）

直接原因：

缺乏文件與 Sample
安裝與上手成本高
無範本與工具輔助

深層原因：

架構層面：忽略開發者體驗（DX）
技術層面：缺工具鏈整合
流程層面：發行內容不完整

Solution Design（解決方案設計）

解決策略：SDK 交付包含 Library、文件、VS 模板、Sample Code 與工具（依文中 SDK 定義之精神），降低 TTFB（Time to First Byte of code）。

實施步驟：

文件與範例
- 實作細節：快速開始、API 對照、常見錯誤
- 所需資源：Docs/README
- 預估時間：1 天
模板與工具
- 實作細節：VS Template、範例專案
- 所需資源：IDE 支援
- 預估時間：1 天

關鍵程式碼/設定：

SDK 交付清單：
- Demo.SDK.dll（含 ISDKClient）
- README（快速開始/版本策略）
- Samples（Console/Web）
- Tools（測試/診斷腳本）

實際案例：文中說明 SDK 通常包含文件、範本、Sample Code 與工具。實作環境：.NET、GitHub 實測數據：改善前：外部接入平均需閱讀 API 文檔並手寫樣板碼改善後：引入 SDK + 範例，接入時間大幅縮短改善幅度：整合時間顯著下降（定性）

Learning Points（學習要點）核心知識點：

DX（Developer Experience）
快速開始與範例驅動
交付清單設計

技能要求：必備技能：技術寫作進階技能：模板/工具製作

延伸思考：可加入 NuGet 安裝腳本；風險在於維護成本。

Practice Exercise（練習題）基礎練習：為 SDK 撰寫 README 進階練習：提供完整 Sample 專案專案練習：建立 VS/.NET 範本專案

Assessment Criteria（評估標準）功能完整性（40%）：交付物完整程式碼品質（30%）：範例可運行效能優化（20%）：上手時間短創新性（10%）：工具體驗佳

案例分類

按難度分類
- 入門級：#1, #4, #7, #8, #10, #11, #12, #17
- 中級：#2, #3, #5, #6, #9, #13, #15
- 高級：#14, #16
按技術領域分類
- 架構設計類：#1, #6, #12, #13, #14, #16
- 效能優化類：#3, #10, #11, #15
- 整合開發類：#2, #7, #8, #17
- 除錯診斷類：#5, #9
- 安全防護類：#14（JWT 舉例）
按學習目標分類
- 概念理解型：#1, #13, #14
- 技能練習型：#2, #3, #4, #7, #8, #10, #11
- 問題解決型：#5, #6, #9, #12, #15, #16
- 創新應用型：#14, #17

案例關聯圖（學習路徑建議）

起點（概念）：先學 #1（API/SDK 邊界）、#13（契約思維）
基礎實作：進入 #2（SDK 封裝）、#3（yield 分頁串流）、#4（強型別 DTO）、#10（業務聚焦）
合約落地與重構：學 #5（欄位改名問題與 Contracts）、#9（低風險重構）
相容與升級：學 #7（ISDKClient 契約）、#8（工廠模式）、#12（相容層級）、#6（升級風險管控）
效能實戰：學 #11（集中配置）、#15（早停效益）
治理與選型：進階 #16（治理流程）、#14（框架引入策略）
完整學習路徑建議： 1) #1 → #13 → 2) #2 → #3 → #4 → #10 → 3) #5 → #9 → 4) #7 → #8 → #12 → #6 → 5) #11 → #15 → 6) #16 → #14 → 7) #17（對外交付與落地）
依賴關係：#5 依賴 #13；#7 依賴 #1/#13；#6 依賴 #12；#15 依賴 #3；#16 依賴 #13

以上 17 個案例均由文中情境、代碼與流程延伸，涵蓋從概念、設計、實作、治理到效能的完整教學路徑。

API & SDK Design #2, 設計專屬的 SDK

Case #1: 釐清 API 與 SDK 的邊界與責任

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #2: 以 SDK 封裝 HttpClient 樣板碼，降低整合成本

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #3: 用 yield return 實現分頁串流，支援 LINQ 與低記憶體消耗

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #4: 以強型別 DTO（BirdInfo）取代字典，提高可維護性與安全性

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #5: 欄位改名導致結果錯誤，透過共享合約（Contracts）化解

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #6: 建立 API/SERVER/SDK/APP 異步升級的風險管控流程

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #7: 以 ISDKClient 制定 APP 與 SDK 的契約，確保相容性

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #8: 以工廠模式（Factory）控制 SDK 實例生命週期與替換

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #9: 以重構策略（命名空間先行）低風險拆出 Contracts 專案

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #10: 聚焦業務邏輯（LINQ 篩選與輸出），去除管線噪音

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #11: 以 BaseAddress 與集中化 HttpClient 管理簡化配置

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #12: 建立三層相容性策略（替換 DLL、重編、重構）

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #13: 以契約為中心的 API 設計：將 API 視為雙方的「合約」

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #14: 以「少框架、多理解」的策略，有意識地引入框架（Swagger/ODATA/JWT）

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #15: 早停策略帶來的實測效益（1932ms → 295ms）

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #16: 以發行治理（權限/流程）降低契約變更風險

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

Case #17: 對外 SDK 交付物設計（文件/範例/工具）加速採用

Problem Statement（問題陳述）

Root Cause Analysis（根因分析）

Solution Design（解決方案設計）

案例分類

案例關聯圖（學習路徑建議）

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