软件驱魔

内容概要

Bill Blunden　拥有康奈尔大学物理学学士学位和凯斯西储大学运筹学硕士学位。资深系统维护专家，从事相关工作10余年，对系统软件的维护、遗留代码的调试和优化有非常深入的研究。活跃于计算机安全类社区，常与计算机安全领域多名世界级安全专家交流探讨。

书籍目录

目　　录

译者序

前言

第1章　预防药  1

1.1?核心问题  2

1.1.1　上市时间的压力  2

1.1.2　不确定的规格说明  4

1.1.3　以功能特性换时间  5

1.1.4　写下来  5

1.1.5　复杂性  8

1.2　防御性编程  9

1.2.1　内聚和耦合  9

1.2.2　错误输入检查  12

1.2.3　数据范围  18

1.2.4　日志  20

1.2.5　文档  28

1.2.6　为改变而设计  31

1.2.7　增量精炼  33

1.3　单元测试  34

1.3.1　自动化测试的动机  35

1.3.2　实现框架的步骤  36

1.3.3　框架扩展  43

1.4　工具的配置  46

1.4.1　使用编译器警告  46

1.4.2　发行版本的设置  47

1.5　机器相关性  48

1.5.1　字节序  49

1.5.2　内存对齐  50

1.5.3　数据类型大小  51

1.5.4　虚拟机的好处  52

1.6　小结  53

1.6.1　底线：为什么出现bug  54

1.6.2　改进清单：bug主动预防  54

第2章　调试技巧  55

2.1　初始步骤  56

2.1.1　复现问题  56

2.1.2　无法复现的问题  56

2.1.3　验证bug是真实存在的  59

2.2　消除缺陷：快速修复  60

2.2.1　检查近期改动  60

2.2.2　使用跟踪信息  61

2.2.3　似曾相识  61

2.2.4　明确何时放弃  61

2.3　消除缺陷：科学方法论  62

2.3.1　一般步骤  62

2.3.2　定位问题：增量集成法  63

2.3.3　定位问题：二分法  64

2.3.4　理解问题  64

2.3.5　防范失误  65

2.3.6　诊断工具  67

2.3.7　基础调试操作  75

2.4　保留记录  80

2.4.1　个人记录  80

2.4.2　协同开发下的记录  81

2.5　小结  84

第3章　理解问题  86

3.1　知识是如何丢失的  87

3.1.1　竞争  87

3.1.2　人员流失  89

3.1.3　升职  90

3.2　难懂的代码  91

3.2.1　设计问题  91

3.2.2　混淆  95

3.2.3　误导性的代码  104

3.3　反向工程  105

3.3.1　通用策略  105

3.3.2　对策  111

3.3.3　建立知识库  116

3.4　小结  118

第4章　调试器内部机制  119

4.1　调试器的种类  119

4.1.1　机器调试器与符号调试器  119

4.1.2　调试基础：自定义构建  125

4.1.3　调试基础：系统调用  136

4.1.4　调试基础：解释器  151

4.1.5　内核调试器  155

4.1.6　界面：命令行与图形用户界面  157

4.2　符号调试器扩展  157

4.2.1　动态断点  157

4.2.2　单步执行  158

4.3　应对策略  159

4.3.1　系统调用  159

4.3.2　移除调试信息  160

4.3.3　代码盐  161

4.3.4　混合内存模型  162

4.4　小结  163

第5章　优化：内存占用  165

5.1　被遗忘的历史  167

5.2　程序的内存布局  168

5.2.1　场景：单段程序  169

5.2.2　场景：仅代码段和数据段  170

5.2.3　场景：所有4种段类型  171

5.3　代码段  172

5.3.1　剪切粘贴式编程  172

5.3.2　宏  175

5.3.3　僵尸代码  177

5.4　数据段  177

5.4.1　双重用途的数据结构  178

5.4.2　位域  180

5.4.3　压缩算法  181

5.5　栈  183

5.5.1　活动记录  184

5.5.2　函数参数  188

5.5.3　局部变量  190

5.6　堆  191

5.6.1　内存池  192

5.6.2　回收  196

5.6.3　延迟实例化  197

5.6.4　跟踪内存使用情况  199

5.7　小结  201

第6章　优化：CPU周期  202

6.1　程序控制跳转  203

6.1.1　标签与GOTO  203

6.1.2　函数参数  205

6.1.3　带可变参数的函数  206

6.1.4　系统调用  207

6.1.5　递归  210

6.2　程序控制分支  211

6.2.1　查找表  211

6.2.2　switch与if-else  213

6.2.3　常见情况放在前，罕见情况放在后  215

6.3　程序控制循环  215

6.3.1　循环不变量  216

6.3.2　函数调用  217

6.3.3　数组引用  219

6.3.4　分解复合布尔表达式  220

6.3.5　循环展开  221

6.3.6　循环干涉  221

6.3.7　提取程序分支语句  221

6.4　内存管理  222

6.4.1　处理开销  223

6.4.2　引用局部性  226

6.5　输入/输出  227

6.5.1　缓存  228

6.5.2　缓冲  229

6.5.3　先进的技术  230

6.6　异常  231

6.6.1　动态注册模型  234

6.6.2　静态表模型  235

6.6.3　处理开销  235

6.6.4　滥用异常  237

6.7　昂贵的操作  237

6.7.1　消除常见的子表达式  237

6.7.2　浮点运算神话  237

6.7.3　强度折减  239

6.7.4　同步  240

6.7.5　简写操作符的神话  243

6.8　快速修复  243

6.8.1　更好的硬件  243

6.8.2　约束问题  244

6.8.3　编译器设置  244

6.9　小结  245

6.10　信息汇总  246

第7章　最后的赠言  247

7.1　对于源代码完整性的其他威胁  248

7.1.1　时髦技术：一个案例研究  248

7.1.2　洗脑101  249

7.1.3　真正的问题  249

7.2　保持书面记录  250

7.2.1　悄悄记录  250

7.2.2　隐私的神话  250

7.3　历史总是重演  251

作者简介

在典型的软件项目生命周期中，维护阶段的成本占总成本的60%以上。修复遗留代码中的bug一直是困扰软件从业人员的一个问题。遗留代码的调试不仅需要掌握调试代码的技术，还需要掌握调试的细节、方法与技巧。本书探讨了那些方便程序员调试和优化遗留软件的工具，从实用的角度，给出了比较多的方法介绍和建议，如防御性编程、单元测试、软件跟踪、调试、优化，甚至调试器的内部实现，这些内容有助于软件从业人员掌握调试遗留代码的方法。

本书是遗留代码调试和优化领域的代表性著作，是作者10多年来在软件bug中“驱魔”经验的结晶，Amazon五星评论。不仅从实用性角度深入、系统地讲解了调试和优化遗留代码的方法、技术和最佳实践，而且从源头上阐述如何避免掉进维护遗留代码的泥潭，编写出易于维护，甚至不需要维护的高质量代码。

本书共分7章：第1章介绍用于构建易于修改和调试的软件的相关技术；第2章讲解如何定位和消除软件bug；第3章提供理解问题以及程序的有用方法；第4章讲述调试器在计算机内部的工作原理；第5章深入探讨优化内存的相关技术和方法；第6章则探讨如何从CPU运行效率的角度优化代码的经验和技术；第7章结合社会和环境因素给出一些宝贵的建议

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