Набор навыков
И хорошие отладчики, и хорошие разработчики имеют серьезные навыки решения специфических для программного обеспечения задач. Эти навыки можно приобрести и оттачивать. Сильных отладчиков/разработчиков отличает от хороших то, что они не только умеют решать соответствующие проблемы, но и понимают, как части проекта соотносятся с проектом в целом.
Ниже перечислены компоненты разработки, доскональное знание которых определяет мастерство программиста в отладке:
- проект;
- язык программирования;
- технология;
- операционная система;
- особенности CPU.
Знание проекта
Знание своего проекта — это первая линия защиты от ошибок интерфейса пользователя, а также ошибок логики и выполнения программы. Зная, как и где реализуются свойства в различных исходных файлах, можно быстро разобраться, кто что делает и для кого.
К сожалению, из-за большого разнообразия проектов единственный способ их изучения — это чтение проектной документации, если она существует, и просмотр кода в отладчике. Если вы работаете с исходным кодом C++, то может оказаться полезным также взглянуть на файлы соответствующего браузера (программы просмотра исходных кодов C++). Некоторые компании, кроме того, производят инструменты, которые преобразуют существующий исходный код в UML-диаграммы. Даже плохо документированный исходный код лучше, чем совсем ничего, если он спасает вас от необходимости интерпретировать листинги дизассемблера.
Знание языка программирования
Знание языка (или языков) программирования, применяемого при разработке, — задача более трудная, чем это может показаться. Я понимаю под этим знание не только того, как на языке нужно программировать, но и того, что он "делает за сценой". Например, разработчики иногда забывают, что локальные переменные, которые являются объектами С++-классов, или перегруженные С++-операторы могут создавать временные элементы в стеке. И оператор назначения, выглядящий вполне невинно, может иметь дело с большим объемом исполняемого кода.
Язык Microsoft Visual Basic также генерирует значительное количество кода. Многие ошибки, особенно связанные с проблемами производительности, являются результатом неправильного употребления языка, так что имеет смысл затратить некоторое время на изучение индивидуальных особенностей используемых вами языков программирования.
Знание технологии
Освоение применяемых при разработке технологий,— это первый большой шаг на пути устранения наиболее трудных ошибок. Например, если вы знаете, что делает СОМ при создании экземпляра СОМ-объекта и возврате его интерфейса, то вам понадобится намного меньше времени, чтобы проследить, почему потерпел неудачу специфический запрос интерфейса. То же самое происходит и при работе с библиотекой классов MFC (Microsoft Foundation Class). Имеет смысл представлять, как протекают сообщения в архитектуре документ/представление (document/view), на случай возникновения проблем с документом, получающим сообщение от операционной системы Windows. Говоря о знании применяемых технологий, я имею в виду, что необходимо иметь по крайней мере общее их понимание и, что еще важнее, точно знать, где, при необходимости, можно найти более детальную информацию.
Знание операционной системы
Знание операционной системы позволит устранить ошибку, а не пытаться просто что-то делать. Необходимо знать ответы на следующие вопросы, касающиеся используемой операционной системы: что такое библиотека динамической компоновки (DLL), как работает загрузчик изображений, как работает системный реестр. Часто самые тяжелые ошибки возникают тогда, когда программа обращается к операционной системе, и связано это с тем, что разработчик не знает разветвлений, создаваемых этим обращением, или передает неверные данные.
Приведу пример: представьте себе, что программа исчерпывает память, и вы не можете найти, какой модуль не вмещается в выделенную область. Знание операционной системы позволяет устранить эту ошибку — все распределения памяти в конечном счете сводятся к вызову функции API virtuaiAiioc.
Затем можно установить контрольную точку на VirtuaiAiioc и проверить по стеку вызовов, для какого из модулей делается вызов.
Мой друг Мэт Пьетрек, многому научивший меня в отладке, утверждает, что гуру отладки от простых смертных отличает знание именно операционной системы и CPU.
Знание CPU
И наконец, стать сильным отладчиком невозможно без знания центрального процессора. Эти знания необходимы для устранения большинства самых неприятных ошибок, с которыми приходится сталкиваться. Было бы здорово, если бы при аварийном завершении всегда был доступен исходный код, но большинство сбоев направляют пользователя прямо в окно дизассемблера. Несколько часов, потраченных на изучение ассемблера, могут сохранить бесчисленные часы при отладке, однако некоторые инженеры не знают языка ассемблера и не проявляют интереса к его изучению. Нет необходимости уметь написать целую программу на языке ассемблера (я и сам, наверное, не мог бы этого сделать), следует уметь прочитать такую программу. Некоторые сведения о языке ассемблера приводятся в главе 6.
