[科普中國(guó)]-海森堡bug

在計(jì)算機(jī)編程術(shù)語(yǔ)中，海森堡bug，又叫heisenbug是一種軟件錯(cuò)誤，當(dāng)人們?cè)噲D研究它時(shí)似乎會(huì)消失或改變其行為。 這個(gè)術(shù)語(yǔ)是Werner Heisenberg的名稱(chēng)上的一個(gè)雙關(guān)語(yǔ)，物理學(xué)家首先聲稱(chēng)量子力學(xué)的觀察者效應(yīng)，它指出觀察系統(tǒng)的行為不可避免地改變了它的狀態(tài)。 在電子學(xué)中，傳統(tǒng)術(shù)語(yǔ)是探針效應(yīng)，將測(cè)試探針連接到設(shè)備會(huì)改變其行為。

類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)，例如bohrbug，mandelbug，hindenbug和schr?dinbug偶爾會(huì)針對(duì)其他類(lèi)型的不尋常的軟件錯(cuò)誤 jest; 然而，與術(shù)語(yǔ)“海森堡”不同，它們并未被廣泛認(rèn)知或使用。

例子出現(xiàn)Heisenbugs是因?yàn)檎{(diào)試程序的常見(jiàn)嘗試（例如插入輸出語(yǔ)句或在調(diào)試器中運(yùn)行它）通常會(huì)修改代碼，更改變量的內(nèi)存地址及其執(zhí)行時(shí)間。

heisenbug的一個(gè)常見(jiàn)示例是當(dāng)程序使用優(yōu)化編譯器進(jìn)行編譯時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，但不是在沒(méi)有優(yōu)化的情況下編譯同一個(gè)程序時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤（通常是為了用調(diào)試器檢查它）。在調(diào)試時(shí)，優(yōu)化程序通常保存在寄存器中的值通常被推送到主存儲(chǔ)器。例如，這可能會(huì)影響浮點(diǎn)比較的結(jié)果，因?yàn)閮?nèi)存中的值可能比寄存器中的值的范圍和精度要小。同樣，Heisenbugs可能由運(yùn)行時(shí)斷言中使用的測(cè)試表達(dá)式中的副作用（如C和C ++）導(dǎo)致，其中在使用NDEBUG宏在生產(chǎn)代碼中關(guān)閉斷言時(shí)不測(cè)試測(cè)試表達(dá)式。

Heisenbugs的其他常見(jiàn)原因是使用非初始化變量的值（可能會(huì)在調(diào)試過(guò)程中更改其地址和/或初始值），或者跟隨一個(gè)無(wú)效指針（可能指向調(diào)試時(shí)的不同位置）。調(diào)試器通常還提供手表或其他用戶(hù)界面，這些用戶(hù)界面會(huì)導(dǎo)致額外的源代碼（如屬性訪問(wèn)器）被隱式執(zhí)行，從而可能會(huì)改變程序的狀態(tài)。

時(shí)間也可能成為Heisenbugs的一個(gè)因素，特別是在多線程應(yīng)用程序中。與正常執(zhí)行相比，在調(diào)試器的控制下執(zhí)行程序可以改變程序的執(zhí)行時(shí)間。當(dāng)程序在調(diào)試器中單步執(zhí)行源代碼行時(shí)，可能不會(huì)發(fā)生時(shí)間敏感的錯(cuò)誤，例如競(jìng)爭(zhēng)條件。當(dāng)行為涉及與不在調(diào)試器控制下的實(shí)體進(jìn)行交互時(shí)（例如在兩臺(tái)機(jī)器之間調(diào)試網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包處理并且只有一個(gè)處于調(diào)試器控制下時(shí)），情況尤其如此。

Heisenbugs可以被視為信息技術(shù)中觀察者效應(yīng)的實(shí)例。沮喪的程序員可能會(huì)幽默地指責(zé)月亮階段的黑猩猩，或者（如果它只發(fā)生一次）可能會(huì)將其解釋為由于阿爾法粒子或宇宙射線影響硬件而產(chǎn)生的軟錯(cuò)誤。

海森堡 Bug的特性海森堡 Bug 有這樣一種特性 ：當(dāng)你試 圖跟蹤它時(shí)，它會(huì)突然消失或改變行為。其實(shí)，海森堡 Bug 這個(gè)名字的由來(lái)含有一定的戲謔成份：它取自德國(guó)物理學(xué)家海森堡的不確定性原理 (中學(xué)課本中可能稱(chēng)作 “測(cè)不準(zhǔn)原理”)，其描述和解釋的是量子物理 中無(wú)法同時(shí)準(zhǔn)確獲知某一粒子位 置和速度 的現(xiàn)象。與其相關(guān)的還有一個(gè)現(xiàn)象，被稱(chēng)為觀察者效應(yīng)，即觀察某一對(duì)象時(shí)，無(wú)法絕對(duì)地做到僅僅觀測(cè)而不改變?cè)搶?duì)象，而 由觀察者效應(yīng)產(chǎn)生的問(wèn)題 ，我們就稱(chēng)之為海森堡 Bug。在游戲的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們 經(jīng)常會(huì)遇 到海森堡Bug ，在低級(jí)代碼中尤其 常見(jiàn) ，一旦無(wú)法正確處理1，將給項(xiàng)目帶來(lái)災(zāi)難， 甚至需要花費(fèi)數(shù)天時(shí)間去跟蹤一個(gè) Bug。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟(jì)大學(xué)