作者簡介：Henrik Warne是瑞典斯德哥爾摩的一名軟件開發(fā)員。從事編程行業(yè)已有20多個年頭，現(xiàn)在仍熱愛編程。目前，他是TriOptima公司的開發(fā)員，負責為財務風險管理系統(tǒng)開發(fā)軟件。之前，他在Symsoft從事移動通訊系統(tǒng)的開發(fā)。更早些，在愛立信為移動交換系統(tǒng)開發(fā)軟件，并在一家小型初創(chuàng)公司待過，為VoIP開發(fā)嵌入式系統(tǒng)。主要從事開發(fā)員的工作，不過也做過幾年的系統(tǒng)測試員和支持工程師。
我在《從你的bug總結經(jīng)驗教訓》一文中寫道，我一直在如何跟蹤遇到的最有意思的bug。我最近回顧了全部194個bug（時間跨度達13年），看看從中學到了什么經(jīng)驗教訓。下面是最重要的幾個經(jīng)驗教訓，分為編碼、測試和調試這三大類：
這些是在過去給我?guī)砑謆ug的所有問題：
1. 事件順序：處理事件時，很有必要提出下列問題：事件是否可以以一種不同的順序到達？如果我們從來沒有收到該事件，會怎樣？如果該事件連續(xù)出現(xiàn)兩次，又會怎樣？即使通常情況下這永遠不會出現(xiàn)，但系統(tǒng)（或交互系統(tǒng)）的其他部分中的bug可能會導致這出現(xiàn)。
2. 處理太早：這是上述“事件順序”的一種特殊情況，不過它已引起了一些棘手的bug，所以它自成一類。比如說，如果信令消息接收太早，在配置和啟動過程完成之前接收，許多奇怪的行為就會出現(xiàn)。另一個例子：當某個網(wǎng)絡連接還沒有被列入空閑列表就被標為斷開。調試這個問題時，我們總是假設它在處于空閑列表時被設為斷開（但為什么它又沒有從列表上撤下？）。沒考慮到有時動作發(fā)生太早要怪我們沒想到。
3. 隱蔽故障：一些跟蹤起來最棘手的bug（一方面）是由出現(xiàn)隱蔽故障、繼續(xù)執(zhí)行而不是給出錯誤的代碼引起的。比如說，系統(tǒng)調用（比如綁定）返回未加檢查的錯誤代碼。另一個例子：遇到錯誤元素后，直接返回而不是給出錯誤的解析代碼。調用在故障狀態(tài)下繼續(xù)持續(xù)一段時間，這大大加大了調試的難度。最好一旦檢測到故障情況，就返回錯誤。
4. if語句：有幾個條件的if語句給我?guī)砹嗽S多bug。即使if語句概念上很簡單，有多個條件需要跟蹤時，它們也很容易搞錯。如今我試著重寫代碼，力求更簡單，避免要處理復雜的if語句。
5. Else：有幾個bug是沒有適當考慮如果條件為假會發(fā)生什么而引起的。幾乎無一例外的是，每個if語句應該有一個else部分。此外，如果你在if語句的一個分支中設置了某個變量，可能應該在另一個分支也要設置該變量。與此相關的是標志（flag）被設定的情況。僅僅添加設定標志的條件很容易，但是容易忘了添加應該重新設定標志的條件。任由永久性設定的標志留在那里可能會在將來導致bug。
6. 不斷變化的假設：一開始最難預防的許多bug是由不斷變化的假設引起的。比如說，一開始，可能每天只有一個客戶事件。然后，按照這種假設編寫了許多代碼。后來某個時候，設計發(fā)生了變化，允許每天有多個客戶事件。出現(xiàn)這種情況后，就很難改變受到新設計影響的所有情況。很容易找到顯式依賴該變化的所有項，但是難就難在，找到隱式依賴舊設計的所有情況。比如說，可能有代碼讀取某一天的所有客戶事件。隱式的假設可能是，結果集從不大于客戶數(shù)量。我沒有好的辦法可以預防這類問題，歡迎讀者建議。
7. 日志：深入了解程序執(zhí)行的任務至關重要，尤其是邏輯很復雜時。務必要添加足夠多（但是別太多）的日志，那樣你就能弄清楚為什么程序在執(zhí)行它執(zhí)行的任務。如果一切正常，日志并不重要，但是一旦出現(xiàn)了問題（這不可避免），你會很高興添加了適當?shù)娜罩居涗?。?/p>
作為一名開發(fā)者，除非進行了測試，否則我不會說搞完了一項功能。至少，這意味著每一行新代碼或更改后的代碼至少執(zhí)行了一次。此外，單元測試或功能測試也很好，但還不夠。新功能還必須在類似生產環(huán)境的環(huán)境下加以測試和探究。唯有如此，我才可以說搞完了一項功能。下面是bug在測試方面給予我的一些重要的經(jīng)驗教訓：
8. 零和空：務必要以零和空（合適的情況下）來進行測試。對于字符串而言，這意味著既指長度為零的字符串，又指內容為空的字符串。另一個例子：在發(fā)送任何數(shù)據(jù)（零字節(jié)）之前，測試TCP連接的斷開。沒有使用這些組合來測試是bug悄然出現(xiàn)的頭號原因，我在測試時是原本可以發(fā)現(xiàn)這些bug的。
9. 添加和刪除：新功能常常需要能夠為系統(tǒng)添加新配置，比如說用于電話號碼翻譯的新配置文件。所以測試它切實可行、以便添加新的配置文件很自然不過。然而，我發(fā)現(xiàn)很容易忘了還要測試配置文件的刪除。
10. 錯誤處理：處理錯誤的代碼常常很難測試。最好由自動測試來檢查錯誤處理代碼，但有時這不可能。這種情況下，我有時采用的一招就是，臨時修改代碼，讓錯誤處理代碼運行。要做到這一點，最容易的方法就是反轉if語句，比如說將if語句由error_count > 0反轉為error_count == 0。另一個例子是誤拼數(shù)據(jù)庫列名，讓所需的錯誤處理代碼運行。
11. 隨機性輸入：常?？梢园l(fā)現(xiàn)bug的一種測試方法就是使用隨機性輸入。比如說，H.323協(xié)議的ASN.1解碼可處理二進制數(shù)據(jù)。通過發(fā)送有待解碼的隨機性字節(jié)，我們發(fā)現(xiàn)了解碼器中的幾個bug。另一個例子是使用測試調用生成腳本，其中調用持續(xù)時間、回復延遲、第一方掛斷等都是隨機生成的內容。這些測試腳本暴露了無數(shù)bug，尤其是接踵而至的事件引起的干擾。
12. 檢查什么不該發(fā)生：測試常常包括檢查所需的動作已發(fā)生。但它很容易忽視相反的情況――檢查不該發(fā)生的動作確實沒有發(fā)生。
13. 自行編寫工具：我通常構建自己的小工具，好讓測試更容易。比如說，我在處理面向VoIP的SIP協(xié)議時，寫了一個小腳本，就返回我所需要的頭和值。有了這個工具，許多個別情況測試起來很容易。另一個例子是可以進行API調用的命令行工具。通過從小處著手，然后根據(jù)需要逐步添加功能，我最后開發(fā)出了非常實用的工具。自行編寫工具的好處就是，我獲得了所需的那種功能。
不過根本不可能在測試中發(fā)現(xiàn)所有bug，有一回，我改變了由兩部分組成的處理關聯(lián)號碼的機制：路由地址前綴（始終一樣），以及從000到999的動態(tài)分配號碼。問題是，查找關聯(lián)時，動態(tài)分配號碼的第一位數(shù)字在查詢地址表之前就被誤刪除了。所以，不是尋找637之類的號碼，你尋找的是37，而這個號碼不在表中。這意味著，它一直尋找到100，所以前100個調用正常，而之余的所有900個調用失效。所以除非我在重新啟動之前測試了100多次，否則在測試時發(fā)現(xiàn)不了這個問題。
14. 討論：在過去對我?guī)椭畲蟮恼{試方法就是與同事討論問題。我常常只要向同事描述問題，就足以認識到問題是什么。此外，即使同事不是很熟悉相應代碼，常常也能給出好主意，表明哪里可能有問題。我在處理最棘手的bug時，與同事討論這一招來得尤其管用。
15. 密切關注：調試某個問題花很長時間時，常常是由于我做了錯誤的假設。比如說，我以為問題出現(xiàn)在某個方法中，而實際上這個問題根本不會出現(xiàn)在這個方法中?；蛘邟伋龅漠惓２⒉皇俏壹僭O的那個異常?；蛘呶乙詾樵谶\行軟件的最新版本，實際上運行的是舊版本。因此，一定要核實這些細節(jié)，而不是犯想當然的毛病。很容易看見預期看見的問題，而不是實際擺在那里的問題。
16. 最近的變化：過去可以運行的代碼現(xiàn)在無法運行時，這常常是最后一個變更的對象引起的。有一回，最近變化的對象只是日志，但是日志中的錯誤引起了更大的問題。為了讓諸如此類的回歸更容易找到，有必要在不同的提交代碼中實行不同的變更，并且要清楚說明變更。
17. 相信用戶：有時候用戶報告問題時，我的本能反應是“這不可能。他們肯定是哪里弄錯了。”但是我已學會了擯棄這樣的反應。結果往往證明，用戶報告的正是實際發(fā)生的問題。所以如今，我對用戶報告的問題信以為真。當然，我仍反復核查各方面已正確設定。但是我碰過好多情況下，之所以發(fā)生奇怪的問題，是由于不同尋常的配置或意料之外的使用，而我默認的假設是，它們是正確的，程序是錯誤的。
18. 測試修正版：bug的修正版準備就緒后，它必須進行測試。先在沒有修正版的情況下運行代碼，觀察bug。然后打上修正版，重復測試用例。現(xiàn)在，錯誤行為應該消失。遵照這些步驟可以確保它其實是個bug，確保修正版確實解決了問題。這很簡單，又必不可少。
這13年來我一直在跟蹤我遇到的最棘手的bug，這期間發(fā)生了很大的變化。我開發(fā)過一個小型嵌入式系統(tǒng)、一個大型電信系統(tǒng)以及一個基于Web的系統(tǒng)。我用C 、Ruby、Java和Python編寫過代碼。我用C 編碼時期的幾類bug已完全消失，比如堆棧溢出、內存損壞、字符串問題以及某些形式的內存泄漏。
我遇到的其他問題（比如循環(huán)錯誤和個別情況）少了很多，那是由于我一直對更多的邏輯進行單元測試。但是，這并不意味著沒有bug，還是有bug。這篇文章總結的經(jīng)驗教訓幫助我在編碼、測試和調試這三個階段盡量減小破壞。要是你在預防或查找bug方面有什么其他的實用技巧或方法，歡迎留言交流。
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