systematic-debugging
obra/superpowers
Прежде чем предлагать какие-либо исправления, выясните первопричины ошибок, сбоев при тестировании или непредвиденного поведения.
...Расширить всеСистематическая отладка
Обзор
Случайные исправления приводят к потере времени и появлению новых ошибок. Быстрые исправления лишь маскируют основные проблемы.
Основной принцип: ВСЕГДА находите первопричину, прежде чем пытаться исправить проблему. Исправление симптомов — это провал.
Нарушение буквы этого процесса — это нарушение духа отладки.
Железный закон
НИКАКИХ ИСПРАВЛЕНИЙ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАССЛЕДОВАНИЯ ПРИЧИНЫ
Если вы не завершили Фазу 1, вы не можете предлагать исправления.
Когда применять
Используйте при ЛЮБОЙ технической проблеме:
- Сбои при тестировании
- Ошибки в рабочей среде
- Неожиданное поведение
- Проблемы с производительностью
- Сбои сборки
- Проблемы с интеграцией
Используйте это ОСОБЕННО в следующих случаях:
- В условиях дефицита времени (в чрезвычайных ситуациях возникает соблазн полагаться на догадки)
- «Просто одно быстрое исправление» кажется очевидным
- Вы уже пробовали несколько способов исправления
- Предыдущее решение не сработало
- Вы не до конца понимаете суть проблемы
Не пропускайте этот шаг, если:
- Проблема кажется простой (у простых ошибок тоже есть первопричины)
- Вы спешите (спешка гарантирует переделку)
- Руководитель хочет, чтобы это исправили СЕЙЧАС (систематический подход быстрее, чем хаотичные попытки)
Четыре этапа
Вы ДОЛЖНЫ завершить каждую фазу, прежде чем переходить к следующей.
Этап 1: Исследование первопричины
ПЕРЕД тем, как приступить к ЛЮБОМУ исправлению:
Внимательно прочитайте сообщения об ошибках
- Не пропускайте ошибки или предупреждения
- Они часто содержат точное решение
- Прочитайте трассировку стека полностью
- Запишите номера строк, пути к файлам и коды ошибок
Постоянно воспроизводите ошибку
- Можете ли вы надежно вызвать эту ошибку?
- Каковы точные шаги?
- Происходит ли это каждый раз?
- Если не удается воспроизвести → соберите больше данных, не делайте предположений
Проверьте недавние изменения
- Что изменилось, что могло привести к этому?
- Git diff, последние коммиты
- Новые зависимости, изменения в конфигурации
- Различия в среде
Сбор доказательств в многокомпонентных системах
КОГДА система состоит из нескольких компонентов (CI → сборка → подпись, API → сервис → база данных):
ПЕРЕД тем, как предлагать исправления, добавьте диагностические инструменты:
Для КАЖДОЙ границы компонента: - Регистрируйте, какие данные поступают в компонент - Регистрируйте, какие данные выходят из компонента - Проверяйте распространение настроек и конфигурации - Проверяйте состояние на каждом уровне Запустите один раз, чтобы собрать данные, показывающие, ГДЕ происходит сбой ЗАТЕМ проанализируйте данные, чтобы определить неисправный компонент ЗАТЕМ исследуйте этот конкретный компонентПример (многоуровневая система):
# Уровень 1: Рабочий процесс echo "=== Секретные данные, доступные в рабочем процессе: ===" echo "IDENTITY: ${IDENTITY:+SET}${IDENTITY:-UNSET}" # Уровень 2: Скрипт сборки echo "=== Переменные среды в скрипте сборки: ===" env | grep IDENTITY || echo "IDENTITY отсутствует в среде" # Уровень 3: Скрипт подписи echo "=== Состояние ключевого цепочки: ===" security list-keychains security find-identity -v # Уровень 4: Фактическая подпись codesign --sign "$IDENTITY" --verbose=4 "$APP"Это показывает: какой уровень вызывает сбой (секретные данные → рабочий процесс ✓, рабочий процесс → сборка ✗)
Отслеживание потока данных
ЕСЛИ ошибка находится глубоко в стеке вызовов:
См. фа
йл root-cause-tracing.mdв этом каталоге для ознакомления с полной методикой обратного отслеживания.Краткое описание:
- Откуда взялось некорректное значение?
- Что вызвало эту функцию с некорректным значением?
- Продолжайте отслеживание вверх по стеку, пока не найдете источник
- Устраняйте проблему у источника, а не по симптомам
Этап 2: Анализ закономерностей
Прежде чем устранять проблему, найдите закономерность:
Найдите рабочие примеры
- Найдите похожий рабочий код в той же кодовой базе
- Что из работающего кода похоже на то, что не работает?
Сравните с эталонными реализациями
- Если реализуете паттерн, ПРОЧТИТЕ ССЫЛОЧНУЮ РЕАЛИЗАЦИЮ ПОЛНОСТЬЮ
- Не просматривайте поверхностно — читайте каждую строку
- Полностью поймите паттерн, прежде чем применять его
Определите различия
- Чем отличается работающий вариант от неработающего?
- Перечислите все различия, даже самые незначительные
- Не думайте: «это не может иметь значения»
Поймите зависимости
- Какие еще компоненты для этого нужны?
- Какие настройки, конфигурация, среда?
- На каких допущениях он основан?
Этап 3: Гипотеза и тестирование
Научный метод:
Сформулируйте одну гипотезу
- Чётко сформулируйте: «Я считаю, что X является первопричиной, потому что Y»
- Запишите это
- Будьте конкретны, не расплывайтесь
Проведите минимальное тестирование
- Внесите как можно МЕНЬШЕ изменений, чтобы проверить гипотезу
- По одной переменной за раз
- Не исправляйте сразу несколько вещей
Проверьте, прежде чем продолжить
- Сработало ли? Да → Этап 4
- Не сработало? Сформулируйте НОВУЮ гипотезу
- НЕ добавляйте дополнительные исправления
Когда вы не знаете
- Скажите: «Я не понимаю X»
- Не притворяйтесь, что знаете
- Обратитесь за помощью
- Изучите вопрос подробнее
Этап 4: Реализация
Устраняйте первопричину, а не симптом:
Создайте тестовый случай, приводящий к сбою
- Простейшая возможная репродукция
- Автоматизированный тест, если возможно
- Одноразовый тестовый скрипт, если нет фреймворка
- ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно выполнить перед исправлением
- Используйте навык
«test-driven-development»для написания правильных тестов,дающих сбой
Реализуйте «однократное исправление»
- Устраните выявленную первопричину
- Вносите по ОДНОМУ изменению за раз
- Никаких улучшений по принципу «раз уж я здесь»
- Никакого пакетного рефакторинга
Проверьте исправление
- Тест теперь проходит?
- Не сломаны ли другие тесты?
- Проблема действительно решена?
Если исправление не сработало
- СТОП
- Подсчёт: сколько исправлений вы уже попробовали?
- Если < 3: Вернитесь к этапу 1, проведите повторный анализ с учётом новой информации
- Если ≥ 3: ОСТАНОВИТЕСЬ и проанализируйте архитектуру (шаг 5 ниже)
- НЕ пытайтесь применить исправление № 4 без обсуждения архитектуры
Если 3 и более способов устранения не сработали: проанализируйте архитектуру
Паттерн, указывающий на архитектурную проблему:
- Каждое исправление выявляет новое общее состояние/связь/проблему в другом месте
- Для реализации исправлений требуется «масштабный рефакторинг»
- Каждое исправление порождает новые симптомы в других местах
ОСТАНОВИТЕСЬ и пересмотрите основополагающие принципы:
- Является ли эта модель принципиально верной?
- Не «держимся ли мы за него просто из-за инерции»?
- Стоит ли рефакторить архитектуру вместо того, чтобы продолжать устранять симптомы?
Перед тем как предпринимать дальнейшие попытки исправления, обсудите это со своим коллегой
Это НЕ проваленная гипотеза — это неправильная архитектура.
Предупреждающие сигналы — ОСТАНОВИТЕСЬ и следуйте процессу
Если вы поймали себя на мысли:
- «Пока что быстро исправим, а потом разберемся»
- «Просто попробуй изменить X и посмотри, сработает ли»
- «Внесите несколько изменений, запустите тесты»
- «Пропустим тест, я проверю вручную»
- «Наверное, дело в X, давайте это исправим»
- «Я не до конца понимаю, но это может сработать»
- «Согласно шаблону должно быть X, но я адаптирую это по-своему»
- «Вот основные проблемы: [перечисляет исправления без предварительного анализа]»
- Предложение решений до отслеживания потока данных
- «Ещё одна попытка исправить» (когда уже пробовали 2 и более раз)
- Каждое исправление выявляет новую проблему в другом месте
Всё это означает: ОСТАНОВИТЕСЬ. Вернитесь к фазе 1.
Если 3 и более попыток исправления не увенчались успехом: пересмотрите архитектуру (см. фазу 4.5)
Сигналы от вашего партнёра о том, что вы делаете что-то не так
Обращайте внимание на следующие перенаправления:
- «Разве это не происходит?» — вы сделали предположение, не проверив
- «Это нам покажет…?» — вам следовало бы собрать дополнительные доказательства
- «Хватит гадать» — вы предлагаете исправления, не разобравшись в сути
- «Проанализируй это досконально» — анализируйте причины, а не только симптомы
- «Мы застряли?» (с разочарованием) — ваш подход не работает
Когда вы видите такие фразы: ОСТАНОВИТЕСЬ. Вернитесь к фазе 1.
Распространённые оправдания
| Оправдание | Реальность |
|---|---|
| «Проблема простая, процесс не нужен» | У простых проблем тоже есть первопричины. Процедура позволяет быстро устранять простые ошибки. |
| «Чрезвычайная ситуация, нет времени на процедуру» | Систематическая отладка проходит БЫСТРЕЕ, чем метод «проб и ошибок». |
| «Сначала просто попробуй это, а потом уже разбирайся» | Первое исправление задает шаблон. Делайте всё правильно с самого начала. |
| «Я напишу тест после того, как убежусь, что исправление работает» | Непроверенные исправления не приживаются. Сначала нужно проверить, чтобы убедиться в этом. |
| «Несколько исправлений за раз экономят время» | Невозможно определить, что именно сработало. Это приводит к появлению новых ошибок. |
| «Документация слишком длинная, я адаптирую шаблон» | Неполное понимание гарантирует появление ошибок. Прочитайте его полностью. |
| «Я вижу проблему, позвольте мне её исправить» | Увидеть симптомы ≠ понять первопричину. |
| «Ещё одна попытка исправить» (после 2 и более неудач) | 3 и более неудач = проблема архитектуры. Пересмотрите шаблон, не пытайтесь исправлять снова. |
Краткое руководство
| Этап | Ключевые действия | Критерии успеха |
|---|---|---|
| 1. Коренная причина | Проанализировать ошибки, воспроизвести их, проверить изменения, собрать доказательства | Понять, ЧТО и ПОЧЕМУ |
| 2. Закономерность | Найти рабочие примеры, сравнить | Выявить различия |
| 3. Гипотеза | Сформулируйте теорию, проведите минимальное тестирование | Подтвержденная или новая гипотеза |
| 4. Реализация | Создание теста, исправление, проверка | Ошибка устранена, тесты пройдены |
Когда процесс показывает, что «коренной причины нет»
Если в результате систематического исследования выясняется, что проблема действительно связана с условиями окружающей среды, зависит от времени или является внешней:
- Вы завершили процесс
- Задокументируйте результаты расследования
- Примените соответствующие меры (повторная попытка, таймаут, сообщение об ошибке)
- Добавьте мониторинг/регистрацию событий для будущих расследований
Однако: 95% случаев, когда «коренная причина не установлена», связаны с неполным расследованием.
Вспомогательные методы
Эти методы являются частью систематической отладки и доступны в этом каталоге:
root-cause-tracing.md— отслеживание ошибок в обратном направлении по стеку вызовов для поиска первоначального триггераdefense-in-depth.md— добавление проверки на нескольких уровнях после обнаружения первопричиныcondition-based-waiting.md— замена произвольных таймаутов на опрос по условиям
Связанные навыки:
- superpowers:test-driven-development — для создания тестового случая, вызывающего сбой (фаза 4, шаг 1)
- superpowers:verification-before-completion — Проверка эффективности исправления перед объявлением успеха
Влияние на реальный мир
По результатам сеансов отладки:
- Систематический подход: 15–30 минут на исправление
- Подход с произвольными исправлениями: 2–3 часа безуспешных попыток
- Процент исправлений с первого раза: 95 % против 40 %
- Появление новых ошибок: практически ноль против частого
---
name: systematic-debugging
description: Find root causes of bugs, test failures, or unexpected behavior before proposing any fixes.
---
# Systematic Debugging
## Overview
Random fixes waste time and create new bugs. Quick patches mask underlying issues.
**Core principle:** ALWAYS find root cause before attempting fixes. Symptom fixes are failure.
**Violating the letter of this process is violating the spirit of debugging.**
## The Iron Law
```
NO FIXES WITHOUT ROOT CAUSE INVESTIGATION FIRST
```
If you haven't completed Phase 1, you cannot propose fixes.
## When to Use
Use for ANY technical issue:
- Test failures
- Bugs in production
- Unexpected behavior
- Performance problems
- Build failures
- Integration issues
**Use this ESPECIALLY when:**
- Under time pressure (emergencies make guessing tempting)
- "Just one quick fix" seems obvious
- You've already tried multiple fixes
- Previous fix didn't work
- You don't fully understand the issue
**Don't skip when:**
- Issue seems simple (simple bugs have root causes too)
- You're in a hurry (rushing guarantees rework)
- Manager wants it fixed NOW (systematic is faster than thrashing)
## The Four Phases
You MUST complete each phase before proceeding to the next.
### Phase 1: Root Cause Investigation
**BEFORE attempting ANY fix:**
1. **Read Error Messages Carefully**
- Don't skip past errors or warnings
- They often contain the exact solution
- Read stack traces completely
- Note line numbers, file paths, error codes
2. **Reproduce Consistently**
- Can you trigger it reliably?
- What are the exact steps?
- Does it happen every time?
- If not reproducible → gather more data, don't guess
3. **Check Recent Changes**
- What changed that could cause this?
- Git diff, recent commits
- New dependencies, config changes
- Environmental differences
4. **Gather Evidence in Multi-Component Systems**
**WHEN system has multiple components (CI → build → signing, API → service → database):**
**BEFORE proposing fixes, add diagnostic instrumentation:**
```
For EACH component boundary:
- Log what data enters component
- Log what data exits component
- Verify environment/config propagation
- Check state at each layer
Run once to gather evidence showing WHERE it breaks
THEN analyze evidence to identify failing component
THEN investigate that specific component
```
**Example (multi-layer system):**
```bash
# Layer 1: Workflow
echo "=== Secrets available in workflow: ==="
echo "IDENTITY: ${IDENTITY:+SET}${IDENTITY:-UNSET}"
# Layer 2: Build script
echo "=== Env vars in build script: ==="
env | grep IDENTITY || echo "IDENTITY not in environment"
# Layer 3: Signing script
echo "=== Keychain state: ==="
security list-keychains
security find-identity -v
# Layer 4: Actual signing
codesign --sign "$IDENTITY" --verbose=4 "$APP"
```
**This reveals:** Which layer fails (secrets → workflow ✓, workflow → build ✗)
5. **Trace Data Flow**
**WHEN error is deep in call stack:**
See `root-cause-tracing.md` in this directory for the complete backward tracing technique.
**Quick version:**
- Where does bad value originate?
- What called this with bad value?
- Keep tracing up until you find the source
- Fix at source, not at symptom
### Phase 2: Pattern Analysis
**Find the pattern before fixing:**
1. **Find Working Examples**
- Locate similar working code in same codebase
- What works that's similar to what's broken?
2. **Compare Against References**
- If implementing pattern, read reference implementation COMPLETELY
- Don't skim - read every line
- Understand the pattern fully before applying
3. **Identify Differences**
- What's different between working and broken?
- List every difference, however small
- Don't assume "that can't matter"
4. **Understand Dependencies**
- What other components does this need?
- What settings, config, environment?
- What assumptions does it make?
### Phase 3: Hypothesis and Testing
**Scientific method:**
1. **Form Single Hypothesis**
- State clearly: "I think X is the root cause because Y"
- Write it down
- Be specific, not vague
2. **Test Minimally**
- Make the SMALLEST possible change to test hypothesis
- One variable at a time
- Don't fix multiple things at once
3. **Verify Before Continuing**
- Did it work? Yes → Phase 4
- Didn't work? Form NEW hypothesis
- DON'T add more fixes on top
4. **When You Don't Know**
- Say "I don't understand X"
- Don't pretend to know
- Ask for help
- Research more
### Phase 4: Implementation
**Fix the root cause, not the symptom:**
1. **Create Failing Test Case**
- Simplest possible reproduction
- Automated test if possible
- One-off test script if no framework
- MUST have before fixing
- Use the `superpowers:test-driven-development` skill for writing proper failing tests
2. **Implement Single Fix**
- Address the root cause identified
- ONE change at a time
- No "while I'm here" improvements
- No bundled refactoring
3. **Verify Fix**
- Test passes now?
- No other tests broken?
- Issue actually resolved?
4. **If Fix Doesn't Work**
- STOP
- Count: How many fixes have you tried?
- If < 3: Return to Phase 1, re-analyze with new information
- **If ≥ 3: STOP and question the architecture (step 5 below)**
- DON'T attempt Fix #4 without architectural discussion
5. **If 3+ Fixes Failed: Question Architecture**
**Pattern indicating architectural problem:**
- Each fix reveals new shared state/coupling/problem in different place
- Fixes require "massive refactoring" to implement
- Each fix creates new symptoms elsewhere
**STOP and question fundamentals:**
- Is this pattern fundamentally sound?
- Are we "sticking with it through sheer inertia"?
- Should we refactor architecture vs. continue fixing symptoms?
**Discuss with your human partner before attempting more fixes**
This is NOT a failed hypothesis - this is a wrong architecture.
## Red Flags - STOP and Follow Process
If you catch yourself thinking:
- "Quick fix for now, investigate later"
- "Just try changing X and see if it works"
- "Add multiple changes, run tests"
- "Skip the test, I'll manually verify"
- "It's probably X, let me fix that"
- "I don't fully understand but this might work"
- "Pattern says X but I'll adapt it differently"
- "Here are the main problems: [lists fixes without investigation]"
- Proposing solutions before tracing data flow
- **"One more fix attempt" (when already tried 2+)**
- **Each fix reveals new problem in different place**
**ALL of these mean: STOP. Return to Phase 1.**
**If 3+ fixes failed:** Question the architecture (see Phase 4.5)
## your human partner's Signals You're Doing It Wrong
**Watch for these redirections:**
- "Is that not happening?" - You assumed without verifying
- "Will it show us...?" - You should have added evidence gathering
- "Stop guessing" - You're proposing fixes without understanding
- "Ultra-think this" - Question fundamentals, not just symptoms
- "We're stuck?" (frustrated) - Your approach isn't working
**When you see these:** STOP. Return to Phase 1.
## Common Rationalizations
| Excuse | Reality |
|--------|---------|
| "Issue is simple, don't need process" | Simple issues have root causes too. Process is fast for simple bugs. |
| "Emergency, no time for process" | Systematic debugging is FASTER than guess-and-check thrashing. |
| "Just try this first, then investigate" | First fix sets the pattern. Do it right from the start. |
| "I'll write test after confirming fix works" | Untested fixes don't stick. Test first proves it. |
| "Multiple fixes at once saves time" | Can't isolate what worked. Causes new bugs. |
| "Reference too long, I'll adapt the pattern" | Partial understanding guarantees bugs. Read it completely. |
| "I see the problem, let me fix it" | Seeing symptoms ≠ understanding root cause. |
| "One more fix attempt" (after 2+ failures) | 3+ failures = architectural problem. Question pattern, don't fix again. |
## Quick Reference
| Phase | Key Activities | Success Criteria |
|-------|---------------|------------------|
| **1. Root Cause** | Read errors, reproduce, check changes, gather evidence | Understand WHAT and WHY |
| **2. Pattern** | Find working examples, compare | Identify differences |
| **3. Hypothesis** | Form theory, test minimally | Confirmed or new hypothesis |
| **4. Implementation** | Create test, fix, verify | Bug resolved, tests pass |
## When Process Reveals "No Root Cause"
If systematic investigation reveals issue is truly environmental, timing-dependent, or external:
1. You've completed the process
2. Document what you investigated
3. Implement appropriate handling (retry, timeout, error message)
4. Add monitoring/logging for future investigation
**But:** 95% of "no root cause" cases are incomplete investigation.
## Supporting Techniques
These techniques are part of systematic debugging and available in this directory:
- **`root-cause-tracing.md`** - Trace bugs backward through call stack to find original trigger
- **`defense-in-depth.md`** - Add validation at multiple layers after finding root cause
- **`condition-based-waiting.md`** - Replace arbitrary timeouts with condition polling
**Related skills:**
- **superpowers:test-driven-development** - For creating failing test case (Phase 4, Step 1)
- **superpowers:verification-before-completion** - Verify fix worked before claiming success
## Real-World Impact
From debugging sessions:
- Systematic approach: 15-30 minutes to fix
- Random fixes approach: 2-3 hours of thrashing
- First-time fix rate: 95% vs 40%
- New bugs introduced: Near zero vs common
Все файлы
0 файловУстановить systematic-debugging
Скачайте файлы навыков и распакуйте их в каталог .claude/skills/.
Скачать ZIPКлонируйте репозиторий и скопируйте файлы навыка в свой проект.
git clone https://github.com/obra/superpowers/tree/main/skills/systematic-debugging # Copy SKILL.md to your .claude/skills/ directory
Копировать





Дом
