抓蟲特攻隊秘技大公開(3)除蟲挑戰你的技巧，更需面對自己的盲點

建立除錯的基礎措施，有一個很大的目的是為了在臭蟲被回報時，可以快速透過日誌檔，找出臭蟲的根本原因（Root Cause）。到目前為止，在除錯上反複進行的動作，是（1）試著重現（Reproduce）問題、（2）觀察程式的流程，以及狀態（3）逐漸縮小觀察的範圍，找出臭蟲的所在。

搜尋臭蟲的所在，大概占除錯70%以上的時間。大多數時候，要解決臭蟲，只需要更動少數幾行程式碼就可以辦到，但是尋找它們的時間，卻是相當的漫長。

除錯這一門技巧，很大的比重落在如何在茫茫大海般的程式碼中，找到臭蟲隱藏之處。

找到適合的起點很重要
程式員該如何加快找到臭蟲的速度呢？首先，選擇一個合適的搜尋起點是相當重要的。現代的軟體開發，在軟體架構設計上，多半都具某種程度的模組化。從出錯的症狀，大致上可以推論出可能隱藏問題的模組，此時便可以有一個適合的起點，例如，系統如果無法成功的建立網路連線，問題就可能網路通訊的模組或子系統。

接下來你會使用除錯器（Debugger）或日誌程式庫除錯。透過中斷點的設定，及變數值的監測，或是直接閱讀日誌記錄檔中的訊息，逐漸縮小可能的範圍。

你也可能發現，其實問題並不出在你所選的模組，而是另一個有交互影響關係的模組，例如，系統無法成功地建立網路連線，原因是系統組態設定的模組，某些情況下，不能正確的讀取網路連線的IP及Port值，因而提供了錯誤的輸入值給網路通訊模組，引發網路連線無法建立的問題。所以，問題也許就剛好發生在你所判斷的區域之內，但也可能恰好不是。

經驗是除錯最大的資產
搜尋臭蟲需要幾個要素：經驗、耐心、謙虛、好運氣。有經驗的程式員，對於何種症狀是由什麼臭蟲造成，基本上他腦海裡已建立一個資料庫。看到某一類的症狀，大概就可以猜得出可能的原因。

好比過去我們曾經開發過一個系統，在測試時，一切都好好的，但系統上線後，每天早上登入的第一個使用者，一定會需要十分漫長的等候時間，才能夠完成登入的動作。

經過診斷，我們發現是該系統所用的Connection Pool（一種重複運用資料庫連線的機制）發生了問題，Connection Pool所持有的資料庫連線，因為閒置過久（此系統夜間通常不會有使用者）已經被伺服器切斷，但Connection Pool卻沒有將它移除，使得系統在服務每天早上第一個登入的使用者時，從Connection Pool中取出的資料庫連線，都是不能使用的。

系統必須要等候該連線回應逾時，才能取得下一個可用的資料庫連線。這樣特別的問題，往往需要花費一段時間才能搞清楚真正的原因。之後，我又遇上另一個系統，也有相同的症狀，便能夠很快地猜測，是Connection Pool的機制所引起的，查證後，事實果真如此。

經驗是程式員很大的資產，累積足夠多的經驗，對於診斷問題，有極大的幫助。經驗能給程式員一個好的起點，而好的起點就支配了解決問題的速度及效率。

搜尋臭蟲的過程是枯燥乏味的
Perl之父Larry Wall曾說：「程式員的三大美德是：懶惰、沒耐心、還有傲慢。」雖然我頗為認同上述的看法，但是除錯和撰寫程式碼的態度，卻有可能不同。例如，要有耐心就是一點。

沒耐心之所以是程式員的三大美德之一，是因為好的程式員對於效率不夠好的程式缺乏耐心，渴求迅速地執行，因而不斷改善程式效率。但這種急迫的心情，到了除錯階段，反而必須轉變。

愈是藏在隱晦不明處的臭蟲，愈需要耐心找尋。倘若不能仔細觀察每一段流程，或每一個可能影響的狀態或變數值，便有可能在搜尋的過程中，錯失幾乎垂手可得的臭蟲。

另一方面，搜尋臭蟲的過程，不像撰寫程式碼時那樣創造新事物的感覺，過程往往是枯燥乏味的。因此除錯時，必須忍受煩悶，細心而且耐心地檢查每個需要檢查的事物。除錯缺乏耐心，在反覆檢查的過程中，反而會把時間浪費掉。

過度自信可能把心力花在錯誤的地方
雖然Larry Wall告訴我們，程式員應該要傲慢，不過除錯時卻需要一顆謙虛的心。程式員在除錯時會有一種心理上的障礙，也就是過度有自信，不相信某一段程式碼（尤其是自己負責寫的那一塊）會有問題，因此也不願意花心思及時間去檢視這一段程式碼，把時間及心力耗費在其他的地方。

不幸的是，問題時常就恰好出現在最不可能出現的地方。所以除錯時，應該放下傲慢的心情，將大腦歸零，所有先入為主的想法及假設也都歸零。倘若跳脫不出這個框架，很難找到問題。

例如，我們有一個產品的開發，是和另一個團隊合作的，由他們提供所需的核心部份，而由我們開發應用端的程式。在測試的階段，由測試人員回報了一個臭蟲，而負責解決這個臭蟲的成員，由於過去（不好）的經驗，先入為主地認為，這個問題必然是由核心程式碼所引發，因此，把時間耗費在檢查核心及應用程式之間的介接部份，結果花了相當長的時間，仍然徒勞無功。

為什麼不好好檢查自己所負責的部份呢？因為基於過去核心部分品質不佳的經驗，因而假設問題仍是核心所引發，也因為過度自信，相信自己的程式碼不會出錯，所以才把心力花在錯誤的地方。

天外飛來的靈感也會立下功勞
我認為，除了除錯的種種技巧之外，克服此類心理障礙是很關鍵的。程式員會基於自己對系統或專案的熟悉及經驗，而做出種種的判斷及推論。但很不幸的，系統之所以會發生無法預期的情況，正是因為這些判斷及推論有問題。

假若程式員對自己的假設深信不疑，那麼自然找不到真正的問題所在。所以在除錯時，心中必須放下所有既定的成見，讓自己變成一張白紙，只從變數及狀態觀察，並檢視日誌記錄檔的訊息，收集賴以診斷、搜尋問題的線索及證據，再基於這些線索及證據來推論，才可以避免除錯的思緒，受到既有的成見污染，而被引導到錯誤的方向。

有足夠的工具（除錯器、日誌程式庫）、有熟練的技巧、有好的心理建設，臭蟲大多能乖乖束手就擒。面對頂級困難程度的臭蟲，你還需要一點好運氣和第六感。除了好運氣外，天外飛來的靈感偶而會立下功勞，也許早晨起床刷牙刷到一半，腦中靈光乍現，猜出了臭蟲的位置也不一定。

在程式碼中搜尋臭蟲，就像是在迷宮中尋找出口。得細心地在牆上標記必要的記號，藉以逐漸描繪出迷宮的地圖。你所能賴以指引方向的，便是這份地圖，除了技巧的挑戰，尚有心魔必須克服。

《作者簡介》王建興
清華大學資訊工程系的博士研究生，研究興趣包括電腦網路、點對點網路、分散式網路管理、以及行動式代理人，專長則是Internet應用系統的開發。曾參與過的開發專案性質十分廣泛而且不同，從ERP、PC GAME到P2P網路電話都在他的涉獵範圍之內。