Ruby 코드에서 버그를 찾는 도구는 puts 문과 같은 기본적인 방법부터 시작하여, 현재 컨텍스트를 검사하고 수정할 수 있는 IRB 및 Pry와 같은 대화형 콘솔로 발전합니다. 그러나 이러한 도구들은 코드 실행 제어 기능, 즉 스텝핑 기능의 부재라는 한계를 가집니다. 여기서 Ruby 디버거가 가장 진보된 도구로 등장합니다. 디버거는 TracePoint와 Instruction Sequence라는 두 가지 핵심 기술을 활용하여 작동합니다. Ruby 2.0에 도입된 TracePoint는 특정 이벤트(예: 메서드 호출, 라인 실행) 발생 시 특정 코드를 실행하는 기능을 제공하며, 코드 추적의 핵심입니다. Instruction Sequence는 Ruby 가상 머신을 위한 컴파일된 바이트 코드의 표현으로, Ruby 버전과 가상 머신 내부에 밀접하게 관련되어 있습니다. 이는 Ruby 코드의 낮은 수준 표현에 접근할 수 있게 하여 소스 코드 수정 없이 프로그램 동작을 조정할 수 있게 합니다. 이 두 기술은 TracePoint가 Instruction Sequence가 내보내는 이벤트를 대상으로 하여 상호 협력합니다.
디버거의 작동 방식에 있어서, byebug는 오래된 Ruby 버전의 기본 디버거로, 브레이크포인트, 스텝핑, 컨텍스트 검사와 같은 모든 필수 기능을 제공합니다. 그러나 각 이벤트마다 브레이크포인트를 찾기 위한 많은 검사를 수행하여 원본 코드보다 20배 이상 느려지는 심각한 성능 문제를 가지고 있습니다. 반면, debug gem은 Ruby 2.6에 도입된 TracePoint 개선 사항을 활용하여 이러한 성능 문제를 해결합니다. TracePoint 개선은 특정 라인이나 Instruction Sequence를 대상으로 TracePoint를 지정할 수 있게 하여 불필요한 검사를 제거하고 성능 저하 없이 작동합니다. debug gem은 또한 VS Code나 Chrome과 같은 다양한 프론트엔드를 지원하며, RubyMine 2024.1 이상 버전에서 기본 디버거로 번들됩니다.
RubyMine 디버거는 RubyMine IDE에 기본으로 포함되어 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 원활한 디버깅 경험을 제공합니다. 소스 코드 수정이나 복잡한 설정 없이 즉시 작동하며, Ruby 2.3 이상 버전을 지원하고 모든 지원 버전에서 성능 문제가 없습니다. 또한, 실행 중인 Ruby 프로세스에 연결할 수 있는 기능을 제공합니다. RubyMine 디버거의 아키텍처는 저수준 작업을 담당하는 Debase gem, Ruby 값의 텍스트 표현 및 RubyMine IDE와의 연결을 담당하는 rbedi gem, 그리고 그래픽 사용자 인터페이스와 사용자 경험을 담당하는 RubyMine IDE 자체의 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 특히 오래된 Ruby 버전과 최신 Ruby 버전을 위한 두 가지 별도의 젬 브랜치를 유지하여 유지보수성과 성능을 동시에 확보합니다. 다중 프로세스 애플리케이션 및 Docker 환경에서의 디버깅 연결 문제(예: 동적으로 할당되는 포트 예측 불가)는 미리 많은 포트를 열어두는 방식으로 해결되었으나, 이는 향후 개선될 여지가 있는 부분입니다.
성능 비교 실험 결과, byebug는 오래된 Ruby에서 원본 실행보다 20배 이상 느려 심각한 성능 저하를 보였습니다. 반면, RubyMine 디버거는 모든 지원 Ruby 버전에서 성능 문제 없이 빠르게 작동하며, 오래된 Ruby 버전에서는 사실상 유일한 고성능 디버깅 옵션입니다. 최신 Ruby의 경우, debug gem과 RubyMine 디버거 모두 비슷한 수준의 빠른 성능을 보여 개발자에게 선택의 폭을 제공합니다.
RubyMine 디버거는 디버깅 프로세스를 간소화하는 여러 기능을 제공합니다. 특히, Rails 애플리케이션을 한 번의 클릭으로 디버깅할 수 있는 기능은 개발자가 소스 코드를 수정하거나 복잡한 설정을 할 필요 없이 즉시 디버깅을 시작할 수 있게 합니다. 또한, 인라인 디버거 값 기능은 변수와 그 값을 코드 에디터 내에 직접 표시하여, 개발자가 변수 패널과 코드를 번갈아 보며 값을 매칭하는 데 드는 인지적 부담을 줄여주고 디버깅 흐름을 크게 개선합니다.