디버깅은 개발 과정에서 필수적이며 때로는 가장 어려운 부분일 수 있습니다. 코드에 문제가 발생했을 때, 그 문제를 효과적으로 해결하는 방법을 아는 것은 모든 개발자가 갖추어야 할 중요한 기술입니다. 여기서는 개발자가 디버깅을 잘하는 몇 가지 방법론에 대해 이야기 하겠습니다.
프로그램 디버깅의 고찰
디버깅의(debugging) 어원은 실제 벌레(버그)를 제거한 데서 비롯된 것으로, 소프트웨어 개발 분야에서 발생하는 다양한 문제를 해결하는 과정을 비유적으로 표현하고 있습니다. 오늘날 개발자들이 코드 내의 오류를 찾아내고 수정하는 작업을 ‘디버깅’이라고 부르고 있습니다.
디버깅은 개발 과정에서 발생하는 문제를 식별하고 해결하는 필수적인 기술입니다. 효과적인 디버깅을 위해서는 먼저 문제를 정확히 인식하고 정의하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 오류 메시지를 주의 깊게 분석하고, 문제가 발생한 상황을 이해하는 것이 필요합니다. 다음으로, 가능한 원인을 분석하고 가설을 세워 테스트합니다. 이 과정에서는 디버깅 도구를 활용하여 가설의 정확성을 검증하고, 적절한 해결책을 찾아 적용해야 합니다. 마지막 단계는 실행한 해결책이 문제를 해결했는지 검증하는 것입니다. 이 과정을 통해 개발자는 더 견고한 코드를 작성하고, 논리적 사고와 문제 해결 능력을 향상시킬 수 있습니다. 디버깅은 단순히 오류를 찾고 수정하는 것 이상의 의미를 가지며, 개발자의 전문성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
바람직한 디버깅 절차
개발자는 소프트웨어 개발 과정 중에 문제가 발생했을 때, 디버깅에 의외로 많은 시간을 할애하게 됩니다. 간단하게 버그를 잡을 수 있는 경우도 많지만 의외로 어느 부분에서 문제가 발생하는지 따라가지 못하고 길을 잃어버리는 경우를 많이 접하게 되는데 이러면 정말 해결은 안 되는 데 시간을 많이 소비하게 됩니다. 여기서는 디버깅에 대한 절차에 관해서 설명하겠습니다.
1) 문제 인식과 정의 : 왜 안되?, 어디가 문제야? 로그확인
디버깅의 첫 단계는 문제를 정확히 인식하고 정의하는 것입니다. 이는 문제가 발생한 상황을 이해하고, 오류 메시지를 정확히 해석하는 것을 포함합니다. 의외로 프로그램의 오류 로그를 정확하게 확인 하지 않거나 문제를 다른 쪽에서 생각하면서 시간을 허비하는 경우가 허다합니다.
예를 들어, 웹 애플리케이션에서 특정 페이지가 로드되지 않는다면, 문제가 네트워크 요청인지, 아니면 페이지 자체의 문제인지를 파악해야 합니다. 또 다른 예로는 자바 애플리케이션에서 NullPointerException(NPE)이 발생했다고 가정해 봅시다. 이 오류 메시지만으로는 문제의 원인을 정확히 알 수 없습니다. 따라서, 오류가 발생한 정확한 코드 위치와 그 시점에서의 변수 값들을 확인하는 것이 중요합니다. 여기서 반드시 로그를 확인해서 정확하게 문제를 인식해야 하겠습니다.
2) 코드 흐름 분석 (원인 분석)
문제가 발생한 원인을 찾기 위해 코드의 흐름을 따라가며 분석하는 것이 중요합니다. 보통 자기가 설계/분석 후 개발에 참여한 부분이 발생하면 이 과정은 조금 시간이 간소화 됩니다. 이 과정에서는 디버거(VS Code, PyCharm, IntelliJ, Eclipse 등의 IDE Debugger 기능 또는 웹브라우저의 개발자 모드 예:Chrome DevTools)와 같은 도구를 사용하여 코드의 실행을 단계별로 확인하거나, 로그를 검토하여 문제가 발생하기 직전의 코드 상태를 파악할 수 있습니다.
디버거를 사용하면 중단점(breakpoint)을 설정하고 변수의 값을 실시간으로 확인하며 코드의 실행 흐름을 단계별로 추적할 수 있습니다.
이와같이 문제를 정의한 후, 코드의 흐름을 추적하며 가능한 원인을 분석하는 단계가 이어집니다. 개발자는 코드를 단계별로 실행하거나 로그를 분석하여 이 과정을 돕습니다. 이 단계는 문제가 발생할 수 있는 지점을 식별하는 데 목적이 있습니다.
3) 가설 수립 및 검증 테스트
문제의 원인분석 후 문제에 대한 가설을 수립한 후, 이를 검증해야 한다. 가설이 정확하다면, 문제를 해결하기 위한 방법을 모색할 수 있다. 이 과정에서는 위에서 말한 다양한 디버깅 도구를 활용하여 가설을 빠르게 검증하고, 문제를 해결하는 것이 필수적이다. 예를 들어, 특정 함수에서 잘못된 값을 반환하는 것이 문제의 원인이라고 추정된다면, 그 함수에 대한 단위 테스트를 작성하여 가설을 검증할 수 있습니다. NullPointerException(NPE)의 원인으로 가장 가능성 있는 몇 가지 시나리오를 가정합니다. 예를 들어, 특정 객체가 초기화되지 않았거나 예상치 못한 상황에서 null 값을 받았을 수 있습니다.(가령 null 처리를 안하고 넘겼거나, null 값을 toString()처리 하는 경우 등등) 이러한 가설을 검증하기 위해 코드에 로그를 추가하거나 디버거를 사용하여 변수의 상태를 확인합니다.
4) 해결방법 실행 및 검증 : 검증되지 않으면 다시 반복
문제의 근본 원인을 식별하고, 가능한 해결책을 탐색한 후, 선택한 해결책을 실행하고 그 효과를 검증하는 단계입니다. 수정된 코드가 예상대로 작동하는지 확인하고, 이차적인 문제가 발생하지 않는지 주의 깊게 관찰합니다. 예를 들면 NullPointerException을 해결하기 위해 null 값을 체크하는 조건문을 추가하거나 객체가 사용되기 전에 적절히 초기화되도록 코드를 수정합니다. 수정 후에는 애플리케이션이 예상대로 작동하는지 확인하기 위해 테스트를 다시 실행합니다. 해당 부분이 해결이 되었다면 혹은 소스를 수정함으로 발생하는 다른 영향도 체크를 하여 부수적인 문제가 발생하는지도 확인 하는 것이 좋습니다.
만약 해결이 되지 않는다면 다시 이전 단계로 돌아가서 가설을 수립할때 문제가 있었는지 혹은 놓친 부분이 있는지 등을 확인하고 다시 진행 해야합니다.
참조: 디버깅 관련 참조자료들
몇몇의 사이트에 구체적으로 디버깅 할 수 있는 방법이나 툴의 사용을 설명한 것을 아래에 나열하겠습니다.
1. [JS] 브라우저(크롬)에서 자바스크립트 디버깅하기 :크롬 개발자 모드에서 js 디버깅 하는 방법을 다루고 있습니다. 중단점을 설정 하고 디버깅을 사용하는 방법을 배우기 쉽습니다.
2. 인텔리제이(Intellij) 디버거 사용법 – Debugging 하기 :인텔리제이 IDE에서 디버깅 하는 방법에 대한 설명이 소개되어있습니다.
3. [aws]What is Debugging? : AWS사이트에서 소개하는 디버깅에 대한 내용입니다.
마무리
디버깅은 개발 과정에서 필수적인 부분이며, 효과적인 디버깅 기술은 개발자가 보다 견고한 코드를 작성하고, 더 나은 설계 결정을 내리는 데 큰 도움이 됩니다. 올바른 디버깅 접근법으로 시간을 절약할 수 있었으면 좋겠습니다.
