軟體除錯實戰

系統性除錯方法

理解需求

製造失敗

簡化測試用例：目的：排除不起作用的因素；減少測試用例的執行時間；最重要的是，使測試用例更容易除錯。

讀取恰當的錯誤資訊：重點關注首先出現的那些訊息。

檢查顯而易見的問題

從解釋和中分離出事實

分而治之：整理乙份清單，列出潛在問題以及如何除錯它們（除錯歸根到底是一種試錯法trial-and-error）；將環境更改和源**更改區分開（跟蹤環境的更改，撤銷源**的更改）；放大並治之（記憶體除錯，常規的源**除錯，同步除錯）

工具要與bug匹配：要除錯的是出現問題的地方，而不是便於除錯的地方；關注那些最有可能找到bug的方面。

一次只做一項更改：在偵錯程式期間為修改的源**加注釋指明修改的型別和原因是乙個好習慣；除錯時盡量一次解決乙個問題。

保持審計跟蹤：進行手工測試時，要記下做了哪些事情，執行的順序以及出現了什麼結果；讓程式建立日誌檔案並輸出狀態訊息。

獲得全新觀點：當陷入僵局是，可以找別人討論一下。

bug不會自己修復：除非有很充分的理由說明修復很有效，否則最好假設bug依然存在，並且未來還會發作。

用回歸測試(regression test)來檢查bug修復。

源**偵錯程式，記憶體偵錯程式，剖析工具

當更換編譯器版本時，應檢查整個除錯工具套件是否依然工作。

在整個系統可執行之前開發單元測試，可以提高軟體的可觀察性和可控制性。

單元測試：黑盒：主要驗證元件的預期功能，而忽略其實際的實現，具有很好的移植性；白盒：主要測試實現的邊界情況以及一些「弄巧成拙的錯誤」。

常見bug：行為是可以**的。

偶發性bug：很難定位，找到乙個測試用例，可以再現這些bug。可在程式中加入「看門狗」**捕捉。

heisenbug：原因：資源爭用（共性：未定義執行順序）；非法使用記憶體（如讀取未初始化的變數，野指標，陣列越界）；優化錯誤（編譯器優化時常出現bug，有時需要關閉優化來除錯）。

隱藏在bug背後的bug：某些情況下，為了避免程式行為的異常，需要修復多個問題。（需要違反「一次只做一項更改」規則）

秘密bug--除錯和機密性（客戶無法傳送測試用例給我們，我們無法傳送有源**的除錯版本給客戶）：辦法：自己嘗試再現相同的bug；現場除錯；使用安全的連線（遠端除錯，客戶計算機執行可除錯的軟體，但源**在除錯者的計算機上）。

查詢根源---源**偵錯程式

大多數編譯器優化在除錯模式下是禁止的，因此程式會執行較慢。

c/c++程式的棧是乙個記憶體片段，用來儲存每個活動的函式呼叫的stack frame，stack frame由返回位址，函式的引數和區域性變數組成。

修復記憶體問題

記憶體洩漏：在執行時分配但在程式不再需要它時未釋放的資料結構。常規偵錯程式很難找到，沒有明顯的錯誤語句，而是丟失或者忘記呼叫某條語句。

記憶體管理的錯誤使用：如多次釋放乙個記憶體塊，釋放乙個記憶體塊之後又訪問它，釋放乙個從未分配的記憶體塊，使用delete而不是delete來釋放陣列，malloc和delete混用，new和free混用。

緩衝區溢位：在已分配記憶體的外部的記憶體被改寫或破壞。導致記憶體破壞的語句與觸發可見bug的語句之間沒有明確的關係。

未初始化的記憶體bug：未初始化的變數將包含無法預料的值。