Ladění programu
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 7. dubna 2022; kontroly vyžadují 4 úpravy .Ladění je fází vývoje počítačového programu , ve které se zjišťují, lokalizují a eliminují chyby. Abyste pochopili, kde k chybě došlo, musíte:
- zjistit aktuální hodnoty proměnných ;
- zjistit, jakou cestu program běžel.
Existují dvě doplňkové technologie ladění:
- Používání debuggerů – programů, které obsahují uživatelské rozhraní pro krokování programu: příkaz po příkazu, funkce po funkci, zastavení na některých řádcích zdrojového kódu nebo při dosažení určité podmínky.
- Výstup aktuálního stavu programu pomocí výstupních operátorů umístěných v kritických bodech programu - na obrazovku , tiskárnu , reproduktor nebo do souboru . Výstup ladicích informací do souboru se nazývá protokolování .
Místo ladění ve vývojovém cyklu programu
Typický vývojový cyklus, který se během životnosti programu mnohokrát opakuje, vypadá asi takto:
- Programování - zavádění nových funkcí do programu, oprava existujících chyb .
- Testování (ruční nebo automatizované; programátorem, testerem nebo uživatelem; " kouřové ", v režimu černé skříňky nebo modulární ) - detekce skutečnosti, že došlo k chybě.
- Reprodukce chyby je zjištění podmínek, za kterých k chybě dochází. To se může ukázat jako obtížný úkol při programování souběžných procesů as některými neobvyklými chybami známými jako heisenbugs .
- Ladění – hledání příčiny chyby.
Nástroje
Ladění často vyžaduje vysokou kvalifikaci a značné zdroje. Schopnost programátora ladit je důležitým faktorem při hledání zdroje problému, ale obtížnost ladění je velmi závislá na použitém programovacím jazyce a nástrojích, zejména debuggerech .
Nástroje pro ladění
Ladicí program je softwarový nástroj, který umožňuje programátorovi sledovat provádění zkoumaného programu, zastavovat jej a restartovat, spouštět jej zpomaleně, měnit hodnoty v paměti a v některých případech se dokonce vrátit v čase.
Také užitečné nástroje v rukou programátora mohou být:
- Profilovači . Umožní vám určit, jak dlouho se konkrétní část kódu provádí. Analýza pokrytí umožňuje identifikovat nespustitelné části kódu.
- Záznamníky API vám umožňují sledovat interakci programu a rozhraní Windows API zapisováním zpráv systému Windows do protokolu.
- Disassemblery umožňují zobrazit kód sestavení spustitelného souboru
- Sniffery pomáhají sledovat síťový provoz generovaný programem
- Sniffery hardwarového rozhraní vám umožňují vidět data vyměňovaná mezi systémem a zařízením.
- Systémové protokoly.
Používání vysokoúrovňových programovacích jazyků obvykle usnadňuje ladění, pokud takové jazyky obsahují například zařízení pro zpracování výjimek, díky nimž je mnohem snazší najít zdroj problému. V nízkoúrovňových jazycích mohou chyby vést k jemným problémům, jako je poškození paměti a úniky paměti . Pak může být docela obtížné určit, co bylo původní příčinou chyby. V těchto případech mohou být vyžadovány složité techniky a nástroje pro ladění.
„Naší osobní volbou je pokusit se nepoužívat debuggery, s výjimkou zobrazení zásobníku volání nebo hodnot několika proměnných . Jedním z důvodů je, že je velmi snadné se ztratit v detailech složitých datových struktur a cest provádění programů. Procházení programu považujeme za méně produktivní než usilovné přemýšlení a kontrolu kódu v kritických bodech.
Kliknutí na operátory zabere více času než prohlížení zpráv operátorů pro vydávání ladicích informací umístěných na kritických místech. Je rychlejší rozhodnout se, kam umístit ladicí příkaz, než procházet kritickými částmi kódu, a to i za předpokladu, že víme, kde tyto části jsou. Ještě důležitější je, že příkazy ladění jsou v programu zachovány a relace ladicího programu jsou přechodné.
Slepé bloudění v debuggeru je s největší pravděpodobností neproduktivní. Je užitečnější použít debugger, abyste zjistili stav programu, ve kterém dělá chybu, a pak se zamyslete nad tím, jak by takový stav mohl nastat. Debuggery mohou být složité a matoucí programy, zejména pro začátečníky, pro které budou spíše matoucí než užitečné ... “
„Ladění je těžké a může trvat nepředvídatelně dlouho, takže cílem je většinu toho obejít. Techniky, které mohou pomoci zkrátit dobu ladění, zahrnují dobrý design, dobrý styl , kontrolu hraničních podmínek, validaci počátečních tvrzení a přiměřenosti kódu, defenzivní programování , dobře navržená rozhraní, omezené použití globálních proměnných, automatické kontroly a kontroly. Unce prevence stojí za tunu léčby."
— Brian Kernighan a Rob PikeNástroje, které snižují potřebu ladění
Dalším směrem je, aby ladění bylo co nejméně časté. Pro toto platí:
- Smluvní programování - aby si programátor jiným způsobem potvrdil, že přesně takové chování programu na výstupu potřebuje. V jazycích, které nemají smluvní programování, se používá samotestování programu v klíčových bodech.
- Unit testování je testování chování programu kus po kusu.
- Statická analýza kódu - kontrola kódu na standardní chyby "nedostatkem".
- Vysoká kultura programování, zejména návrhové vzory , konvence pojmenování a transparentní chování jednotlivých bloků kódu – abyste sobě i ostatním deklarovali, jak by se ta či ona funkce měla chovat.
- Rozsáhlé využití osvědčených externích knihoven.
Zabezpečení kódu a ladění
V kódu programu může docházet k tzv. nezdokumentovanému chování - závažným chybám, které se při běžném běhu programu neobjeví, ale jsou velmi nebezpečné pro bezpečnost celého systému v případě cíleného útoku. Nejčastěji je to důsledek chyb programátora. Nejznámějšími příklady jsou SQL injection a buffer overflow . V tomto případě je úkolem ladění:
- Identifikace nezdokumentovaného chování systému
- Odstraňte nebezpečný kód
Existují takové metody:
- statická analýza kódu. V této fázi program skeneru hledá sekvence ve zdrojovém kódu, které odpovídají voláním nebezpečných funkcí atd. Ve skutečnosti je zdrojový kód programu skenován na základě speciální báze pravidel, která obsahuje popis ukázek nebezpečného kódu.
- fuzzing . Jedná se o proces zadávání náhodných nebo nesprávných dat do vstupu programu a analýzy reakce programu.
- Reverzní inženýrství (Reverse engineering). Tento případ nastává, když nezávislí výzkumníci hledají zranitelnosti a nezdokumentované funkce programu.
Viz také
Poznámky
Literatura
- Steve Maguire, psaní pevného kódu ( Microsoft Press, 1993)
- Steve McConnel, "Perfect Code" (Steve McConnel. Code Complete . Microsoft Press, 1993)
Odkazy
 Slovníky a encyklopedie | |
|---|---|
| V bibliografických katalozích |