【阿里巴巴Java编程规范学习 四】Java质量安全规约

简介: 【阿里巴巴Java编程规范学习 四】Java质量安全规约

Java质量安全规约来源于规范里的单元测试安全规约两部分,这两部分一直没有得到应有的重视,尤其感觉单元测试越来越被忽视(因为直接通过Web请求测试貌似更加方便),但为了让代码健壮性更强,还是需要有的,安全规约更不必说,在数据安全被特别重视的时代,这部分尤为重要。红色加粗字体为自己可能会犯的错误以及不规范的地方,蓝色结论部分为几条规则的归纳或一条规则的阐述。

单元测试

单元测试还可以阅读我之前写过的一篇单元测试最佳实践:【C#编程最佳实践 一】单元测试实践

1 【强制】好的单元测试必须遵守 AIR 原则

说明:单元测试在线上运行时,感觉像空气(AIR)一样感觉不到,但在测试质量的保障上,却是非常关键的。好的单元测试宏观上来说,具有自动化、独立性、可重复执行的特点。

  • A:Automatic(自动化)
  • I:Independent(独立性)
  • R:Repeatable(可重复)

2 【强制】单元测试应该是全自动执行的,并且非交互式的。测试用例通常是被定期执行的,执行过程必须完全自动化才有意义。输出结果需要人工检查的测试不是一个好的单元测试。单元测试中不准使用 System.out 来进行人肉验证,必须使用 assert 来验证自动化

3【强制】保持单元测试的独立性。为了保证单元测试稳定可靠且便于维护,单元测试用例之间决不能互相调用,也不能依赖执行的先后次序独立性

  • 反例:method2 需要依赖 method1 的执行,将执行结果作为 method2 的输入。

4【强制】单元测试是可以重复执行的,不能受到外界环境的影响。可重复

  • 说明:单元测试通常会被放到持续集成中,每次有代码 check in 时单元测试都会被执行。如果单测对外部环境(网络、服务、中间件等)有依赖,容易导致持续集成机制的不可用个人容易出现不规范行为
  • 正例:为了不受外界环境影响,要求设计代码时就把 SUT 的依赖改成注入,在测试时用 spring 这样的 DI框架注入一个本地(内存)实现或者 Mock 实现。
  • 说明:测试的对象一般称之为SUT(Software Under Test),MOCK实现

5 【强制】对于单元测试,要保证测试粒度足够小,有助于精确定位问题。单测粒度至多是类级别,一般是方法级别

  • 说明:只有测试粒度小才能在出错时尽快定位到出错位置。单测不负责检查跨类或者跨系统的交互逻辑,那是集成测试的领域

6 【强制】核心业务、核心应用、核心模块的增量代码确保单元测试通过

  • 说明:新增代码及时补充单元测试,如果新增代码影响了原有单元测试,请及时修正。

7【强制】单元测试代码必须写在如下工程目录:src/test/java,不允许写在业务代码目录下。

  • 说明:源码编译时会跳过此目录,而单元测试框架默认是扫描此目录。

8 【推荐】单元测试的基本目标:语句覆盖率达到 70%;核心模块的语句覆盖率和分支覆盖率都要达到 100%

  • 说明:在工程规约的应用分层中提到的 DAO 层,Manager 层,可重用度高的 Service,都应该进行单元测试

9 【推荐】编写单元测试代码遵守 BCDE 原则,以保证被测试模块的交付质量。

  • B:Border,边界值测试,包括循环边界、特殊取值、特殊时间点、数据顺序等。
  • C:Correct,正确的输入,并得到预期的结果
  • D:Design,与设计文档相结合,来编写单元测试
  • E:Error,强制错误信息输入(如:非法数据、异常流程、业务允许外等),并得到预期的结果。

10【推荐】对于数据库相关的查询,更新,删除等操作,不能假设数据库里的数据是存在的,或者直接操作数据库把数据插入进去,请使用程序插入或者导入数据的方式来准备数据个人容易出现不规范行为

  • 反例:删除某一行数据的单元测试,在数据库中,先直接手动增加一行作为删除目标,但是这一行新增数据并不符合业务插入规则,导致测试结果异常。

11【推荐】和数据库相关的单元测试,可以设定自动回滚机制,不给数据库造成脏数据。或者对单元测试产生的数据有明确的前后缀标识个人容易出现不规范行为

  • 正例:在阿里巴巴企业智能事业部的内部单元测试中,使用ENTERPRISE_INTELLIGENCE _UNIT_TEST_的前缀来标识单元测试相关代码。

12【推荐】对于不可测的代码在适当的时机做必要的重构,使代码变得可测,避免为了达到测试要求而书写不规范测试代码。

13【推荐】在设计评审阶段,开发人员需要和测试人员一起确定单元测试范围,单元测试最好覆盖所有测试用例(UC)。

14【推荐】单元测试作为一种质量保障手段,在项目提测前完成单元测试,不建议项目发布后补充单元测试用例个人容易出现不规范行为

15【参考】为了更方便地进行单元测试,业务代码应避免以下情况:

  • 构造方法中做的事情过多。
  • 存在过多的全局变量和静态方法。
  • 存在过多的外部依赖。
  • 存在过多的条件语句。

说明:多层条件语句建议使用卫语句、策略模式、状态模式等方式重构

16.【参考】不要对单元测试存在如下误解:

  • 那是测试同学干的事情。本文是开发手册,凡是本文内容都是与开发同学强相关的。
  • 单元测试代码是多余的。系统的整体功能与各单元部件的测试正常与否是强相关的。
  • 单元测试代码不需要维护。一年半载后,那么单元测试几乎处于废弃状态。
  • 单元测试与线上故障没有辩证关系。好的单元测试能够最大限度地规避线上故障

安全规约

1【强制】隶属于用户个人的页面或者功能必须进行权限控制校验个人容易出现不规范行为

  • 说明:防止没有做水平权限校验就可随意访问、修改、删除别人的数据,比如查看他人的私信内容。

2【强制】用户敏感数据禁止直接展示,必须对展示数据进行脱敏个人容易出现不规范行为

  • 说明:中国大陆个人手机号码显示:139****1219,隐藏中间 4 位,防止隐私泄露。

3【强制】用户输入的 SQL 参数严格使用参数绑定或者 METADATA 字段值限定,防止 SQL 注入,禁止字符串拼接 SQL 访问数据库

  • 反例:某系统签名大量被恶意修改,即是因为对于危险字符 # --没有进行转义,导致数据库更新时,where后边的信息被注释掉,对全库进行更新。

4 【强制】用户请求传入的任何参数必须做有效性验证。说明:忽略参数校验可能导致:

  • page size 过大导致内存溢出
  • 恶意 order by 导致数据库慢查询
  • 缓存击穿
  • SSRF:服务器端请求伪造
  • 任意重定向
  • SQL 注入,Shell 注入,反序列化注入
  • 正则输入源串拒绝服务 ReDoS

Java 代码用正则来验证客户端的输入,有些正则写法验证普通用户输入没有问题,但是如果攻击人员使用的是特殊构造的字符串来验证,有可能导致死循环的结果。

5【强制】禁止向 HTML 页面输出未经安全过滤或未正确转义的用户数据。

6【强制】表单、AJAX 提交必须执行 CSRF 安全验证

  • 说明:CSRF(Cross-site request forgery)跨站请求伪造是一类常见编程漏洞。对于存在 CSRF 漏洞的应用/网站,攻击者可以事先构造好 URL,只要受害者用户一访问,后台便在用户不知情的情况下对数据库中用户参数进行相应修改。

7 【强制】URL 外部重定向传入的目标地址必须执行白名单过滤

8【强制】在使用平台资源,譬如短信、邮件、电话、下单、支付,必须实现正确的防重放的机制,如数量限制、疲劳度控制、验证码校验,避免被滥刷而导致资损。

  • 说明:如注册时发送验证码到手机,如果没有限制次数和频率,那么可以利用此功能骚扰到其它用户,并造成短信平台资源浪费。

9 【推荐】发贴、评论、发送即时消息等用户生成内容的场景必须实现防刷、文本内容违禁词过滤等风控策略

总结一下

单元测试很重要,经历过的不同的公司,不同的人都在强调这一点,说明很多人在这上边吃过亏。但是其实写好单元测试很难,很难保证:自动化、独立和可重复?保证了有难度,保证不了又不如不写。单测又不和业务主逻辑挂钩,如果发挥不了作用大多数人其实是不太愿意写的,因为实现AIR很难,实现的又不是很好,发挥不了大作用所以就觉得写了没意义,纯是形式。事实上单测很重要,要想容易写,就得有辅助方法,例如明确单测的边界,不要跨类,粒度要细,通过Mock去模拟难以实现的依赖等,让单测容易写,容易实现AIR,那么程序员有了正反馈,就会愿意写单测发挥其应有的价值,应该是这么个循环。再说到安全:权限是重中之重啊,是系统的大门;SQL注入是一个大隐患需要注意;用户数据敏感需要保护;怎么说呢,当一个功能上线时,不管要的多急吧,这些基础设施都应该打好了,否则无论是补bug还是修数据都应该是很痛苦的一件事,把这些排期排进去!

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