提高软件质量的利器-C++.ppt

1、提高软件质量的利器Valgrind,2010-12-24,视讯产品线/监控业务开发部,PurifyPlus投资回报分析,花费更少的时间修补BUG，每位开发人员每年节约 2.6 周时间 研究表明假设一个中等工作团队为 5 人，则每个团队每月出现 3 次关键的内存访问错误。也就是每位开发人员每月 0.6 个错误。使用常规工具发现一个内存访问错误平均花费 16 小时。 0.6 个错误/月/开发人员16 小时/错误9.6 小时/月用来修补内存错误 百分之六十的被调查者认为，使用 PurifyPlus 发现运行时错误带来的生产率系数大约是 10 倍，这就意味着过去用十小时发现并纠正的错误可以在不到一小时

2、内得以纠正。即：使用常规的工具 9.6 小时1/10（Purify 生产率系数）0.96 小时/月。这说明每位开发人员每月节省 8.64 小时（9.6-0.968.64）。按这样的方法计算一年，8.64 小时/月12 月103.7小时/年。每周 40 小时，这样就可以换算成每年节省 2.6 周（103.7 小时/40小时2.6 周）,PurifyPlus投资回报分析,花费更少的时间解决性能每位开发人员每年节省 1.96 周 研究表明每位程序员花费大约5 的时间用于优化/改进程序性能。这样计算的话，不使用 PurifyPlus，程序员每年花费 2.4 周改进程序性能：0.0548周/年2.4 周

3、/年。当使用了 PurifyPlus 解决性能问题后，生产率增益的系数估计为5倍，这就意味着以前花费 5 小时纠正的错误现在仅需要 1 小时。 在赢得这个 5 倍的量化的生产率系数后，每位开发人员每年将仅仅使用 0.48 周来解决性能问题：使用常规工具需要2.4小时1/5（量化的生产率因子）0.48周/年。这表明每位开发人员每年节省将近两周的时间（2.40.481.92）,PurifyPlus投资回报分析,提早发现 BUG 每年节省 7000 美元 PurifyPlus 通过突出显示没有完全通过测试并且可能仍旧包含BUG或性能问题的代码段，从而改进错误检测。通过提早发现BUG，PurifyPl

4、us带来了显著的费用节省。公认的行业标准表明在软件交付前修补BUG的花费小于10倍。使用 PurifyPlus 的开发人员与不使用PurifyPlus的开发人员相比，每年平均多发现10个BUG 在软件交付后修补一个 BUG 的开销估计是 700 美元，而在交付前修补一个 BUG 的开销仅为70美元。对于每位开发人员来说，使用 PurifyPlus 提前发现 BUG 节省的成本每年就是 7000 美元： 10BUG700 美元交付后成本7000 美元,好的工具可以帮助开发人员每年多活一个月,BUG的危害,增加产品的开发时间、可能会把产品挂掉 增加研发人员的劳动、经常加班可能会把人挂掉 不断的消耗

5、公司的利润 严重影响研发人员的自信心和学习机会 导致与家人团聚的时间减少，降低幸福指数 影响寿命 影响同事间感情 致命的BUG可能会把公司挂掉,软件BUG分类,如何降低软件的BUG,使用成熟的代码和框架 少直接使用裸API 多使用自己积累的开发代码 使用CBB，COTS 使用成熟的开源框架ACE,ICE,BOOST,STL 技术代码与业务代码解耦 技术代码+业务代码=产品代码 抽象技术代码-好的设计模式-形成框架-通用中间件 抽象业务代码-好的设计模式-形成框架-领域中间件,如何降低软件的BUG,对句柄资源在应用层进行资源使用统计 文件,SOCKET,内存等系统资源 不直接使用系统的内存管理，

6、在应用层开发自己的内存池 可以提高运行效率，减少频繁内存分配 内存的分配释放可以自己控制，避免内存泄露,如何降低软件的BUG,编写代码尽量符合OCP原则 面对变化优先考虑不增加代码 面对变化优先考虑增加新的模块 面对变化优先考虑增加新的文件 面对变化优先考虑增加新的类 面对变化优先考虑增加新的函数 模块对外接口要保持宽进严出原则,如何降低软件的BUG,尽量少用锁，用锁的最高境界是不用锁 禁止使用递归锁、交叉锁、嵌套锁 建议多使用Scoped Locking避免忘记释放锁 对外接口采用Thread-Safe Interface避免自死锁 采用成熟的网络I/O模型、少用SELECT模型 单线程能解

7、决问题就少使用多线程、多线程下优先采用静态多线程 能用数组就不用堆 进程间通信优先使用文本协议,如何降低软件的BUG,养成好的编码习惯 使用简单的语法 少使用多重继承、多级继承、嵌套、友元 编写简单的类 功能单一、接口清晰、函数不要过多 编写简单的函数 输入参数0,3个、输出参数0,1、少用*、少用递归 行数0,20=20%,(20,50=70%,(50,100=10%,(100,+)=0% 编写简单的指令,如何降低软件的BUG,开发做好单元测试,需要有单元测试代码 长时间在Valgrind环境运行，发现潜在BUG 每个模块确保代码执行覆盖率在90%以上 关键代码要Review,如何降低软件的

8、BUG,SE要充分理解用户需求、对需求负责 开发代码要确保设计符合需求、对设计负责 测试代表要在产品各个阶段进行测试、对产品质量负责 开发人员对代码负责 项目经理对进度、质量负责 做好配置管理,如何降低软件的性能,如何定位软件BUG,LOG日志 做到内部模块区别 时间精确到毫秒 异步调用 可重定向到网络,如何定位软件BUG,Telnet诊断 通过标准的Telnet客户端实现远程控制 通过命令可以查看程序内部状态 通过命令可以修改程序内部状态,如何定位软件BUG,加入捕获代码,LONG WINAPI CocaUnhandledFilter(struct _EXCEPTION_POINTERS *

9、lpExceptionInfo) HANDLE hFile = :CreateFile(szFileName, GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL ); if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE) MINIDUMP_EXCEPTION_INFORMATION ExInfo; ExInfo.ThreadId = :GetCurrentThreadId(); ExInfo.ExceptionPointers = lpExceptionInfo; ExInfo.ClientPo

10、inters = false; BOOL bOK = MiniDumpWriteDump(GetCurrentProcess(), GetCurrentProcessId(), hFile, MiniDumpNormal, ,如何定位软件BUG,诊断工具,IBM Rational PurifyPlus,PurifyPlus是一套测试工具集合，拥有三个工具PureCoverage、 Quantifyis 和 Purify，您可以用这套工具完成对代码覆盖率、性能和内存分析的运行时分析。它可以加强自动化测试工作，改善产品性能和质量 PureCoverage 用来进行代码覆盖率分析：它测量在所有测试用

11、例中多少代码运行了，多少代码没有运行 Quantify 用来进行性能分析：分析应用程序的性能瓶颈 Purify 用来进行内存分析：它帮助寻找应用程序的内存泄漏和错误的内存使用，这些有可能导致应用程序崩溃 支持Windows&Linux,C/C+,Java 要钱的,WinDbg,微软提供的基于源码级的免费调试工具 功能上类似Linux下的GDB 支持Kernel模式调试和User模式调试 支持DMP文件分析 支持二次开发,WinDbg-如何定位程序崩溃,Valgrind,Valgrind 是一款动态分析工具，能自动检测内存管理和线程错误，以及发现程序的性能，以及Cache的使用、能直穿程序错误的

12、心脏，真可谓是程序员的瑞士军刀 Valgrind基于仿真技术，而非插入目标代码 运行环境: X86/Linux, AMD64/Linux, ARM/Linux, PPC32/Linux, PPC64/Linux, X86/Darwin and AMD64/Darwin Only Support C/C+,Valgrind,Valgrind,Memcheckis a memory error detector. It helps you make your programs, particularly those written in C and C+, more correct. Cacheg

13、rindis a cache and branch-prediction profiler. It helps you make your programs run faster. Callgrindis a call-graph generating cache profiler. It has some overlap with Cachegrind, but also gathers some information that Cachegrind does not. Helgrindis a thread error detector. It helps you make your m

14、ulti-threaded programs more correct. DRDis also a thread error detector. It is similar to Helgrind but uses different analysis techniques and so may find different problems. Massifis a heap profiler. It helps you make your programs use less memory. DHATis a different kind of heap profiler. It helps

15、you understand issues of block lifetimes, block utilisation, and layout inefficiencies.,Valgrind-Memcheck,对未初始化内存的使用 读/写释放后的内存块 读/写超出malloc分配的内存块 读/写不适当的栈中内存块 内存泄漏，指向一块内存的指针永远丢失 不正确的malloc/free或new/delete匹配 memcpy()相关函数中的dst和src指针重叠,Valgrind,Example:,valgrind-3.5.0/memcheck/tests valgrind-3.5.0/helg

16、rind/tests,valgrind tool=memcheck -leak-check=full -xml=yes -xml-file=log.xml myprog valgrind tool=helgrind -xml=yes -xml-file=log.xml myprog,Valgrind-Helgrind,Helgrind is a Valgrind tool for detecting synchronisation errors in C, C+ and Fortran programs that use the POSIX pthreads threading primiti

17、ves Misuses of the POSIX pthreads API. Potential deadlocks arising from lock ordering problems. Data races - accessing memory without adequate locking or synchronisation. Problems like these often result in unreproducible, timing-dependent crashes, deadlocks and other misbehaviour, and can be difficult to find by other means,Valgrind-Helgrind,unlocking a not-locked mutex unlocking a mutex held by a different thread destroying an invalid or a locked mutex recursively locking a non-recursive mutex when a POSIX pthread function