免疫浸润高分软件CIBERSORT debug的真实经历

前段时间，我们曾经推出过关于免疫浸润的教程，用的是CIBERSORT软件。代码是我之前就测试过的，几百个样本大概不到十分钟就能够运行完成，非常顺利，代码也很简单。

可是，前几天有粉丝说在用CIBERSORT的进行免疫微环境分析的时候，程序总是一直在运行。等了好几个小时也没有运行完成，耐心的他，最长等了整整两天的时间。一开始我也没有多想，第一反应，以为是跑的数据太大了，电脑的配置不够好，导致运行时间过长。所以建议粉丝换一台电脑，或者用小一点的测试数据进行测试。结果他反馈说用了仅仅两个样本去跑代码，CIBERSORT依然要等待很长的时间。我一想事情不对，这肯定是有问题了，此时没那么简单。

常规来说，几百个样本都能够在短短数分钟内或者十几分钟内运行完毕。既然已经换了电脑，换了数据，依然要花费很长的时间不能运行成功。那么最有可能怀疑的就是代码的问题了。

下面是我解决这个问题的整个历程。首先，我看了一下发给大家的学习资料。在CIBERSORT所用的代码中，有一个CIBERSORT()函数里面有个permutation的参数，这个参数表示设置的越大运行的时间越长，于是乎为了找出问题症结的所在，首先要排除一切可能的因素，把问题简单化。于是，我把这个参数设置为10（当然常规一般要设置为500或者1000）。在我自己的电脑上找了10个样本去进行测试，发现结果跟粉丝的反应是一样的，等待了5分钟以后没有任何反应。结果如图所示：

首先想了一下，程序是不是被挂起了，没有真正执行呢？看了下任务管理器：

内存占用363.7MB，肯定是在飞速运算没错了。但是磁盘IO是0，完全没有读写，不应该啊。心想，万一程序在计算当中，只是任务管理器一时间没有发现呢？于是去硬盘目录下查找有没有文件在悄悄生成，或者文件大小悄悄更改。结果，并没有。在硬盘中也没有生成任何类型的新文件。

那么问题又回来了，再次确定就是代码的问题了，肯定代码卡在了哪一步。难道是官方提供的CIBERSORT.R这个代码？虽然带有怀疑，但是毕竟是发表过文章的代码，依旧不敢百分百确定。带着怀疑的态度，打开了这个官方提供的代码。一行一行往下撸代码，因为上层代码是卡在CIBERSORT()函数这里，所以首先看的也是这个函数。我们可以大致看一眼这个代码的截图，还是很工整的，说明原作者有着很好的代码书写习惯和技巧。

Debug怎么做？最笨的办法就是一行一行试运行。我先给函数的几个必要的参数赋了值，然后一行一行往下运行，直到下面这一行的时候，看到一个非常奇怪的while循环。

这什么鬼！？Sys.Date()是为了调用系统时间，那么这句话的含义是什么呢？看了一下数值，这句话的意思是提取当前的月份，如果月份大于5，则运行下一个循环。运行结果如下：

虽然不明白原作者是啥意思，不过这句话和计算完全不搭噶啊好不好。首先说，这句话写的就有毛病，字符串”06”怎么能和数字5比较呢，最起码用as.numeric()转换下对象类型吧。好，就算抛开这点暂且不说，现在是6月份，的确是大于5的，然后程序就会跳过下面的运算，直接进入next下一个，作者的用意是什么，实在搞不懂。

发现问题了，不代表问题解决了。我们继续往下看，下面出现了一个while循环：

这段很好理解，在所有的N个样本中，逐个计算免疫细胞的比例，每次计算完成一个，计数器itor增加1，直到计数器大于样本数量为止。按道理来说，这个循环没有问题，而且很好理解，不过还是有改进空间，话说为啥不用apply，高级迭代循环不香吗？试问，如果有几百个样本，apply的运行速度要远远超过普通的while和for循环。好吧，这些都不重要，暂且忍耐心中的想法，继续往下看，找到bug才是最关键的。一行一行撸下去的时候，再次发现一个很神奇的东西：

这句话啥意思？提取年份和2019比较，看一下运行结果：

完蛋了！现在是2020年，所以条件判断始终是TRUE，换句话说，只要while循环运行到这里，都会判断为true，然后就执行next，而计数器itor的自增被作者写在循环的最后一行，始终未变！换句话说，在外层的while循环中，一直条件判断都是真！说通俗一点，进入了死循环。说的难听点，这个代码因为一个bug，变成了一个病毒，除了会占用CPU和内存，不管再等上多久，都不会有结果。

既然找到问题所在，那就简单了，删除这两段无用的系统时间判断语句，再次运行。Bingo！妥妥地解决问题，几分钟快速计算完成。到此，我们的问题就算定位，并且解决啦。

不过，为了进一步优化，我在循环中加了一个进度提醒，免得再出什么幺蛾子。

运行结果如下，当然有兴趣的同学可以用tk加一个GUI的进度条。

好了，此次debug顺利完成，解决了一个算是比较重要的问题。

在我们的数据分析。和运行代码的过程当中，会遇到各种各样的报错。遇到报错的时候，应该有完整的清晰的debug思路。就我个人的经验而言，首先第一是排除数据或者数据格式的问题。第二是排除硬件本身的问题，比如说软件有一些包没有装好，或者某些环境没有配置好。第三就去找代码本身的问题，在代码debug的过程当中有很多的技巧，在这里就不一一细说了。总之，我们一定要有耐心去找到问题的症结所在。

判断一个人能力的高低，不在于他能否进行某一项分析，或者能否运行某一些代码，只要不笨，稍微学点R语言基础，有现成的代码，谁都会运行。生信分析师技能的高下，在于自身解决问题的能力。