随想005：调试的思考

Posted 2022-07-29 研究是为了理解

任何的 BUG，都可以用以下步骤来解决：

1. 重现 BUG
2. 观察现象
3. 提出假设
4. 验证假设

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重现 BUG

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很多 BUG 很难解决，在第一步 重现 BUG 时就撞了个头破血流。
总有人试图走些捷径，选择跳过这一步。
无源之水、无本之木、万丈高楼浮空起
结果自然是反反复复、来来回回，“攻关”之后接着“攻关”，然后公关。

重现 BUG ，才可以 观察现象 ；
重现 BUG ，才能判断 BUG 是否已经修复好
当你发现一个 BUG 时应该怎么办？
让它再次发生!

你站着说话不腰疼、你不知人间疾苦、你何不食肉糜
你有没有见过复杂系统、恶劣现场、间歇性 BUG ？
我知道，我见过
你说这个 BUG 有个性，在家一切好好的，一到现场才出现
那就收拾好仪器，搭车、坐船、乘飞机，去现场
你说这个 BUG 很调皮，你想见它它不见，刚刚离去它出现
那就做好监控、日志，打持久战
你说这个 BUG 是库函数/客户电脑/编译器/之前就有…
你总是有那么多理由，就是对解决 BUG 没有丝毫帮助
我见过很多个在家想破头，现场仪器/调试器一架，秒解 BUG 的例子
我见过有人死磕半个月，解决一个复杂 BUG 的例子
我还见过有人用 1 年多的时间跟踪，解决一个偶发 BUG 的例子
所以现在，让我们正视问题 ，拿出专业的态度，跟着念：
BUG 一定有原因，也一定能够找到它。

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观察现象

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观察现象 是为了获得足够的细节，为 提出假设 提供依据。
你又说轻飘飘的废话了！
什么样的现象算是细节？多少细节才算足够多？
第一个问题我真回答不了，就我不严谨的观察结果而言，有的人明摆着的错误就是视而不见。
而有的人在茫茫多的数据中一眼就能看出问题所在。
不信？
有人调试硬件挠断头，说电源都正常，程序烧不进，有人看了一眼，说你的单片机焊错了，整体偏了180°。
有人调试程序挠断头，说程序能烧写进去，就是好像不运行，有人看了一眼，说你的主晶振和时钟晶振位置调换了。
有人破解通讯挠断头，说都测试了一千多条数据了也看不出规律，有人多看了几眼，给出了一个256个字符组成的密码表外加一个加密计算公式。
判断出哪些是细节，哪些需要关注，我很不情愿的认为这需要经验和天赋。
但另一个问题有着确定的答案，多少细节才算足够多？多到把 BUG 的原因锁定在几种可能范围内。
为了实现这个目标，得有观察手段。
他说我家那个占地一百亩的超级密室，进了个贼，你给我抓来
你过去一看，图纸工具都没有，密室里面还漆黑一片，抓你x的贼啊
首先里面得有光，也就是可见性。
可见性，就是可以监控和显示内部状态。
他说现场有个问题，重启了你的设备就消失了。
你连到设备后台，敲个命令返回了设备的历史启动信息，信息清楚的表明设备已经一年没有重启过了，显然问题消失跟你的设备毫无关系。
他说把接在你设备上的 1# 传感器拔掉了，你的设备还是显示这个传感器在线。
你连接到设备后台，敲个命令返回了这个传感器的实时信息，信息清楚的表明，当前 1# 地址上一定有个传感器存在。你说 1# 地址上有传感器存在，他说我已经拔掉了；你说除了你拔掉的那个，还有一个 1# 传感器。他不说话了，去顺着线排查了。
其次得有工具，好歹给个手电筒
你说我的设备通讯老是短时故障
去搬台示波器查查波形。
你说我的 I²C 设备读回来的都是 FF
去找个逻辑分析仪看看时序。
凭空猜想，可能原因千万条，实际一看，猜了千万条都没中个奖。

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提出假设

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这是个技术活。
不能凭喜好提，不能盲目自信的提，不能漫天撒网的提
你所提出的每一个假设，都得有所依据，这要求你肚子里得有点知识
问题常常出现在你不曾触碰的地方。
棘手的 BUG，通常是因为 BUG 涉及的知识超出了你能理解的范围。
所以，提出假设，还不能局限于自己已知的领域
有人提出的假设接近事实或者就是事实，有人提出的假设让你误入歧途。
关键在于你有多理解系统
理解系统的工作原理，理解为什么这样设计。
我有个四岁多的儿子
半年前我们在床上睡觉的时候，我俩第一次遇到了地震，
他被地震晃醒了，坐起来四下看了一眼，又继续睡
第二天我问他经过，他说：
“我睡觉，（发现）床在动，我坐起来看，没有人摇晃床，我就又睡了。”
这就是为什么理解系统很重要的原因。不理解系统，就没有做出正确假设的认知。
为了能提出合理的假设，你需要读一读文献、做一些计算、问一问该领域的好手，期间可能还要做些测试。
提出假设的过程，其实是对该领域加深理解的过程，一个主动学习的过程。

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验证假设

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如果只允许说一条经验法则，我毫不犹豫选择：
不要相信自己的假设！
无论是谆谆教导、耳提面命，还是吃过亏上过当、或者常常自省
我们还是一次又一次的做出毫无根据的假设、看似合理的假设或者局限于自己现有知识和经验的假设
然后不负责任的给出结论，最后被狠狠打脸
对于提出的每一个假设，用实验去证实或者证伪，然后记录下来。
在寻找线索的过程中，把纸笔放在旁边会很有帮助。

我带着3岁半的儿子去户外活动。
那是公园旁边一块很大的草地，草地的另外一端，离我们大约两三百米处是一座工地，工地上几辆工程车正在作业。
我指着工地的方向对儿子说：“看，前面有两辆挖掘机！”
儿子好像看不清，一边茫然的四下巡视，一边问：
“爸爸，挖掘机在哪里？”
“顺着我手指的方向，你看不到挖掘机吗？”
儿子摇头，表示没有看到。
“估计是太远了，或许走近些就能看到了”，我心里想着。
然后我们边玩边向工地的方向靠近。
离工地还有一百多米的地方，工程车清晰可见。
我再次指给儿子看挖掘机，儿子仍表示看不到。
“完蛋了，眼睛有问题啊”
我看到他鼻尖渗出汗来，知道他跑热了，于是蹲下来把他衣服的拉链拉开一些。
随后我扭头朝工地的方向看了一眼
这次，我也没能看到工程车
映入眼前的，是一个小土坡。
一个很缓很矮的小土坡，在我蹲下时，挡住了工地。
我站了起来，再次看到了工地，也首次注意到了那个小土坡
我把儿子抱起来，把工地指给他看，他立刻雀跃起来：
“有两辆工程车，一辆绿色一辆蓝色，还有翻斗车和混凝土车。。。”
看不到工程车，原来不是眼睛的问题，而是身高的问题。
有时候觉得离奇，只是因为眼界不够。

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