软件调试实战入门（1）

本系列文章是阅读《软件调试实战》人民邮电出版社 Thorsten Grotker、Ulrich Holtmann 、Holger Keding、Markus Wloka（德）著，赵俐译的读书笔记

主要是针对的是C/C++语言的调试问题，调试的工具是GCC和GDB工具，本人用的OS为chakra linux中文版，GCC为4.9.2-1, GDB为7.9-1。软件开发过程中会遇到各种缺陷和错误，软件调试成了许多程序的主要工作，调试质量直接影响着软件的成品质量。调试有时会占用软件开发中的大部分时间，因此调试技巧的提高是非常有必要的。软件调试的特殊性，决定着不能全盘采用理查德.费曼(Richard Feynman)的”写下问题，努力思考、写下答案“的方法进行有效解决。好的调试技巧成了一项必备技巧，但是工科院校中很少或不开程序调试课程。主要包括源码调试、程序链接内存存取、并行处理及性能分析等。

系统性调试方法：

一）、充分利用机会

（1）源代码中使用可调试的方法编写，可以增加输出语句，检测程序的动向，术语“插装”来提高软件的可观察性和控制性。

（2）通过使用宏定义也可以实现程序的插装，宏定义被提供给负责处理源代码和包含头文件的预处理器。

（3）编译器标志，也是代码调试和剖析的必须要素。一些警告信息也需要注意，加上静态检查工具就差不多可以了。

（4）链接时的选项，尽量使用带有调试信息的库，强制将更多测试例程链接到最后的执行文件中，也可以使用可对执行程序进行插装的工作来分析性能和内存的存取。

（5）对可执行文件使用各种测试工具，源代码调试器、剖析工具、内存检查器、甚至是根据OS调用的程序。

二）、构建和测试中的13条黄金规则

（1）理解需求：开始调试和修复错误前，务必要理解需求，可以通过标准文档和规格说明即可。

（2）制造失败：构造测试用例、理解软件失败的所有因素，并一一化解。

（3）简化测试用例：排除次要因素，减少测试用例的运行时间、用例须让程序更容易调试。

（4）读取恰当的错误消息：排除错误时尽量按照错误出现的顺序解决，只有理由特别充足，才能打破这个常规。

（5）检查显而易见的问题：发生问题时：软件是否所有部分运行和启动，是否拥有权限、磁盘空间是否充足、内存是否满了等等。

（6）从解释中分离事实。

（7）分而治之：如果问题很容易解决，则直接解决，否则将问题分解成多个更小的问题，将各个小问题的解决方法整合，进而形成原始问题的解决方案。A：整理清单，列写潜在的问题及如何调试; B：将环境更改和源码更改区分开；C：放大并治之。

（8）工具与BUG匹配：调试容易出现问题的地方而不是容易调试的地方，比如内存调试就很麻烦，但是出的问题也最多。

（9）一次只做一次更改，出现问题即使还原，将问题细化使之更容易解决。

（10）保持开发跟踪：测试时要几下做了哪些事情，执行书须及输出的结果及故障能否重复。

（11）获得全新观点：陷入僵局是，将事实和自己的理论划开界限，和别人讨论，强化理论理解，正确出现新的观点。

（12）BUG不会自己修复：修改语句后，bug可能会消失，若没有确切的证据表明bug彻底消失时，须要假设bug一直存在。

（13）使用回归测试检查bug修复。

三）、构建一个好工具包

在软件大崩溃前，安装并测试一系列完整的测试工具，不但可以解决各种浅显的问题。主要需要以下工具：

（1）源代码调试器

（2）内存调试器

（3）剖析工具

（4）运行并维护单元测试和系统测试

需要保证调试器和编译器的兼容性，保证工具箱的正常运行，每天测试，防止出现bug，主要有：

（1）回归测试

（2）单元测试

（3）系统测试

单元测试主要包括黑盒测试：主要是验证模块的功能是否与预期一致，保证代码的移植性；白盒测试：主要是测试边界及特殊情况，防止一些低级错误。

四）、认清bug

（1）常见bug

（2）偶发性bug

（3）Heisenbug，包括：资源争用、内存非法使用、优化错误等

（4）bug后的bug，需要多个地方修改，记录要详细

（5）秘密bug，主要有：自己尝试再现相同的bug，现场调试及使用安全的连接等。