【软件构造】第七章第四节 调试

第七章第四节 调试

防不胜防的bug引入了代码,如何发现并消除之?

Outline

  • 什么是bug
  • 调试的基本过程
  • 调试的技术与工具

Notes

## 什么是bug

  • bug即程序中的错误,导致程序以非预期或未预料到的方式执行。
  • 一个包含大量bug和/或严重干扰其功能的bug的程序被称为buggy。
  • 报告程序中的bug通常被称为bug报告、故障报告、问题报告、故障报告、缺陷报告等

【bug产生的原因】

  • 代码错误
  • 未完成的要求或不够详细
  • 误解用户需求
  • 设计文档中的逻辑错误
  • 缺乏文件
  • 没有足够的测试

【bug的常见类型】

  • 数学bug:例如 零除法,算术溢出
  • 逻辑bug:例如 无线循环和无限递归
  • 源头bug:例如 使用了为被定义的变量、资源泄漏,其中有限的系统资源如内存或文件句柄通过重复分配耗尽而不释放。缓冲区溢出,其中程序试图将数据存储在分配存储的末尾。
  • 团队工程bug:例如 评论过时或者评论错误、文件与实际产品的区别

## 调试的基本过程

  • Debug是测试的后续步骤:测试发现问题,debug消除问题;当防御式编程和测试都无法挡住bug时,我们就必须进行debug了;
  • Debug的目的:寻求错误的根源并消除它;(Debug占用了大量的时间)

【调试的过程】

  • 常用方法:假设-检验
  • 重现(Reproduce)-->诊断(Diagnose/Locating)-->修复(Fix)-->反思(Reflect)
  • 重现(Reproduce):寻找一个可靠、方便得在线需求问题的方法。
    • 从最小的测试用例开始复现错误(保持复现bug的前提下降低输入规模)
    • 消除因版本、环境、配置等不同引起的差异(通过构建软件实现),确定bug出现的环境(通过程序模拟硬件平台的细节,实现不同的操作系统环境)
    • 利用逆向设计推断导致错误的输入
    • 若无法重现,则无法观察以证明分析和修补的正确性
  • 诊断(Diagnose/Locating):构建假设,并通过执行实验来测试它们,直到您确信已识别错误的根本原因。
    • 从假设开始,构造实验,证明它是对的或者错的
    • 从不符合理论的观察结果开始,修正理论
    • 查看导致错误的测试输入,以及错误的结果,失败的断言以及由此导致的堆栈跟踪
    • 提出一个与所有数据一致的假设,说明错误发生的位置或错误发生的位置,设计实验测试假设
    • 收集实验数据,减少错误可能出现的范围,做出新的假设
    • 设计不同的实验:检查内部状态、修改运行方式、改变本身逻辑 
    • 每次只做一个修改、做好记录、不忽略细节、运行不同的测试用例、设置断点、用可实现相同功能并且被证实无问题的组件替代当前组件
  • 修复(Fix):设计和实施解决问题的变化,避免引入回归,并保持或提高软件的整体质量。
    • 确保从干净的源代码树开始
    • 运行现有的测试,并证明它们通过
    • 添加一个或多个新测试,或修复现有测试,以演示错误
    • 修复错误、发现可改进之处
    • 证明你的修复工作正常且没有引入回归(以前通过的测试现在失败)
    • 如果引入回归,通过回顾以前的版本来找出确切的变化
  • 反思(Reflect):思考需求、设计、测试、结构(库、编译器等)

 

 ## 调试的技术和工具

【调试技术】

  • 暴力调试(Brute Force Attack)
    • 蛮力方法可以分为至少三类:
      • 看内存导出文件
      • 根据“在整个程序中分散打印语句”的常见建议进行调试。
      • 自动化调试工具
  • 递归调试(Induction)
  • 演绎调试(Decution)
  • 回溯调试(Backtracking)
  • 测试调试(Testing)

【调试工具】

  • 语法和逻辑检查(本课程未涵盖)
  • 源代码比较器(Source-code comparator)(参见第2章中的SCM)
  • 内存堆转储(Memory heap dump)
  • 打印调试/日志记录(Print debugging / logging)
  • 堆栈跟踪(Stack trace)
  • 编译器警告消息(Compiler Warning Messages)
  • 调试器(Debugger)
  • 执行分析器(Execution Profiler)(见第8章)
  • 测试框架(Test Framework)(见第7-5节)

 

posted @ 2018-06-18 21:41  HongmingYou  阅读(451)  评论(0编辑  收藏  举报