论怎么提高程序的健壮性

程序健壮性的提高要从设计、实现、测试三方面入手，具体来说

1. 设计

1. 系统

• 系统外部模块的异步响应都需要设置超时时间，要有超时处理，超时时间要和外部模块协商一个合理时间。

• 发送消息失败和设置timer失败统一做处理。

• 需要设计相关机制(比如心跳包机制)监控进程/线程是否发生了堵塞，发生堵塞后需要设计相应的处理流程。

• 需要设计相关机制来监控CPU的占有率，当CPU占有率超过阈值后要设计相应的处理流程。

2. 模块

• 系统内部所有需要等待的异步响应都要有超时处理。

• 关联组件的行为不一致要做异常处理：比如：APP模块认为通信已经断开，故不会再次请求通信MID模块去执行通信，而通信MID模块等待APP模块来触发下一次通信。

• 模块内部暂态都要设置最长停留时间，以及超过这个时间后做什么样的处理。

• 模块的错误处理至少要考虑以下几种类型错误：

  1. 输入了范围外的值

  2. 在规定时间内，处理没有结束或者没有应答

  3. 与期待的时序不一致

  4. 期待的数据不完整：

• 由错误转化为异常的判定标准：

  • 不以单次Error做判定，而是执行一定次数(3次)的Retry处理。

  • 测试时间以大于一定时间为目标 。

• 通信关联的功能模块在设计时需要考虑：

  • 用户异常切断时怎么处理

  • 通信正常切断时怎么处理

  • 通信正常终了时怎么处理

  • 设备异常切断时怎么处理"

• 做状态迁移表的设计时，如果状态迁移表的事件有外部设备异常切断的通知。要明确各状态下收到该通知时处理的妥当性，并且明确这些设计。

• 需要考虑起动处理时各模块消息的同步问题。例如，优先级高的A模块启动后，发送消息给后B模块，考虑如果此时B模块未启动的处理情况。

• 对于Backup的数据，需要考虑Backup各种状态下启动之后处理：

  1 没有读取到Backup数据
  2 Backup数据为初始值
  3 Backup数据达到最大边界值
  4 Backup数据超过最大边界值或者异常。

• 备份的数据要有默认值。

• 备份的数据要进行完整性校验。

• 设计模块时，尽量保证此模块可以有机制来恢复。

• 模块出现异常时，有一套机制可以检测出来。

3. 函数

• 输入范围之外的值需要做处理。

• 函数设计时需要明确设计目标函数所调用函数的所有返回值。对正常值以外的返回值进行分析，分析不同的返回值是否需要做不同的异常处理。并且明确这些异常设计。

• Loop循环，一定要设定跳出循环的条件或者是范围的判定。

• 进行数据的格式转换的处理，需要明确：1 数据转换前后的格式2 转换规则3 是否有数据在转换时需要特殊处理，比如边界值。

2. 实现

• 不允许使用C语言中非安全的经典函数，如下：

  • strcpy/wcscpy/stpcpy/ wcpcpy

  • scanf/ sscanf /vscanf /fwscanf /swscanf/ wscanf

  • gets/ puts

  • strcat /wcscat

  • wcrtomb /wctob

  • sprintf/ vsprintf /vfprintf

  • asprintf/ vasprintf

  • strncpy /wcsncpy

  • strtok/ wcstok

• 代码满足静态检查规范(cert C，misra C)。

• 函数的入参要进行范围判断。

• 不允许使用函数的递归。

• 优先使用RAII技术来管理资源(使用C++语言)，比如锁，文件句柄等。

• 优先使用引用来代替裸指针(使用C++语言)。

• 优先使用智能指针代替裸指针(使用C++语言)。

• 尽量避免强制类型转换。

3.测试

1. 测试用例

测试用例至少覆盖以下几种情况：

• 基本功能：典型时序(所有的错误；异步超时需要重点关注)。

• 性能：性能相关时序。

• 边界值：外部输入所有的边界值。

• 异常值：接口中数据范围异常；时序重复混乱；备份数据损坏；服务器来的数据破坏；总线上数据异常等 。

• 恶意操作：ACC ON,OFF频繁操作；外部线恶意插拔；外部没有得到结果就再次请求；外部连续两个相反的请求；外部连续两个不同的请求等。

• 内部状态：内存使用量大时；CPU占有率大时；各种电源状态下 。

• 外部状态：总线负载大时；Linux下2038问题；MQTT/HTTP同时进行；正常功能和debug功能同时进行。OTA/diag/factory reset处于执行中时。

2. 测试工具

• 测试用例要能支持回归测试。

• 搭建自动化测试环境。

未完待续.......