Java静态检测工具的简单介绍 from:http://qa.taobao.com/?p=9015 静态检查:静态测试包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量等。它可以由人 工进行,充分发挥人的逻辑思维优势,也可以借助软件工具自动进行。 代码检查代码检查包括代码走查、桌面检查、代码审查等,主要检查代码和 设计的一致性, 代码对标准的遵循、可读性,代码的逻辑表达的正确性,代 码结构的合理性等方面;可以发现违背程序编写标准的问题,程序中不安全、 不明确和模糊的部分,找出程序中不可移植部分、违背程序编程风格的问题, 包括变量检查、命名和类型审查、程序逻辑审查、程序语法检查和程序结构 检查等内容。”。看了一系列的静态代码扫描或者叫静态代码分析工具后, 总结对工具的看法:静态代码扫描工具,和编译器的某些功能其实是很相似的, 他们也需要词法分析,语法分析,语意分析...但和编译器不一样的是他们可 以自定义各种各样的复杂的规则去对代码进行分析。 静态检测工具:
- PMD
1)PMD是一个代码检查工具,它用于分析 Java 源代码,找出潜在的 问题: 1)潜在的bug:空的try/catch/finally/switch语句 2)未使用的代码:未使用的局部变量、参数、私有方法等 3)可选的代码:String/StringBuffer的滥用 4)复杂的表达式:不必须的if语句、可以使用while循环完成的for循环 5)重复的代码:拷贝/粘贴代码意味着拷贝/粘贴bugs 2)PMD特点: 1)与其他分析工具不同的是,PMD通过静态分析获知代码错误。也就是说,在 不运行Java程序的情况下报告错误。 2)PMD附带了许多可以直接使用的规则,利用这些规则可以找出Java源程序的许 多问题 3)用户还可以自己定义规则,检查Java代码是否符合某些特定的编码规范。 3)同时,PMD已经与JDeveloper、Eclipse、jEdit、JBuilder、BlueJ、 CodeGuide、NetBeans、Sun JavaStudio Enterprise/Creator、 IntelliJ IDEA、TextPad、Maven、Ant、Gel、JCreator以及Emacs 集成在一起。 4)PMD规则是可以定制的: 可用的规则并不仅限于内置规则。您可以添加新规则: 可以通过编写 Java 代码并重新编译 PDM,或者更简单些,编写 XPath 表 达式,它会针对每个 Java 类的抽象语法树进行处理。 5)只使用PDM内置规则,PMD 也可以找到你代码中的一些真正问题。某些问题可能 很小,但有些问题则可能很大。PMD 不可能找到每个 bug,你仍然需要做单元测 试和接受测试,在查找已知 bug 时,即使是 PMD 也无法替代一个好的调试器。 但是,PMD 确实可以帮助你发现未知的问题。
- FindBugs
1)FindBugs是一个开源的静态代码分析工具,基于LGPL开源协议,无需 运行就能对代码进行分析的工具。不注重style及format,注重检测真正 的bug及潜在的性能问题 ,尤其注意了尽可能抑制误检测(false positives) 的发生。以bytecode(*.class、*.jar)为对象进行检查。除了单独动作,还可 以用作Eclipse 的plug-in,以及嵌入Ant作为task之一 进行利用。 2)findbugs自带检测器的介绍: findbugs自带60余种Bad practice,80余种 Correntness,1种Internationalization,12种Malicious code vulnerability,27种Multithreaded correntness,23种Performance, 43种Dodgy。 3)Findbugs的一些特点: 1)FindBugs主要着眼于寻找代码中的缺陷,这就与其他类似工具有些区别了, 直接操作类文件(class文件)而不是源代码。 2)FindBugs可以通过命令行、各种构建工具(如Ant、Maven等)、独立的 Swing GUI或是以Eclipse和NetBeans IDE插件的方式来运行。 3)FindBugs输出结果既可以是XML的,也可以是文本形式的。 4)开发者可以通过多种方式来使用FindBugs,最常见的是在新编写模块的代码 分析以及对现有代码进行更大范围的分析。 5)不注重style及format,注重检测真正的bug及潜在的性能问题, 尤其注意了尽可能抑制误检测(false positives)的发生。 4)FindBugs可检测的bug pattern举例: 检测java programing中容易陷入的bug pattern,equals() 实现时的一般规约违反 Null pointer的参照 ,Method的返回值的check遗漏 ,初始化前field的访问, Multi-thread的正确性, 同期化处理的矛盾, 无条件的wait(), Code的脆弱性 , 可以变更的静态object ,内部数列参照的return等
- Checkstyle
1)定义: Checkstyle是一款检查Java程序源代码样式的工具。 2)特点: 1)它可以有效的帮助我们检视代码以便更好的遵循代码编写标准,特 别适用于小组开发时彼此间的样式规范和统一。 2)Checkstyle提供了高可配置性,以便适用于各种代码规范,所以 除了使用它提供的几种常见标准之外,你也可以定制自己的标准。 3)Checkstyle提供了支持大多数常见IDE的插件,大部分插件中就含有 最新的Checkstyle,就不用费心再部署一份了。 4)Checkstyle可以检查代码的很多方面,从传统观点看,它主要是用来 检查代码层面的,自从第三版以后,它的内部架构作了重大改变,很多 其它意图的检测加了进来,现在Checkstyle可以检查像类设计的问题, 重复代码,如锁的双重检查的bug模式。 3)CheckStyle的主要流程是: 1)对Java文件进行词法语法分析,生成语法树。 2)载入配置文件(checkstyle-metadata.xml以及自定义的配置文件) register check事件。 3)按照深度优先遍历对语法树进行解析,按照注册的事件,在到达某些节点 ( AST ) 时进行style检查(AST,A child-Sibling Tree,是语法 树中的某个节点,其类型在TokenTypes类中定义。) 4)我们所说的自定义Style的检查,就是在第二步设定的。 这里牵涉到一个叫com.puppycrawl.tools.checkstyle.api.Check 的类, 我们通常需要重载其中的两个函数: public int[] getDefaultTokens() 和public void visitToken(DetailAST ast). 这两个函数的含义为, 在遍历语法树的过程中,每当到达getDefaultTokens函数所返回的AST类型, 程序就进入visitToken进行具体的检查和分析,即,真正的分析检查过程是在 visitToken中实现的。
- Hammurapi
1)定义: Hammurapi它是一个开源的代码审查/评审(review)工具。它可以帮助改进 Java代码的质量。它可以基于一套设计规范来分析代码库。当它碰到违反规 范的地方,会在报告中标识。就像Checkstyle一样,它与Ant无缝集成并且 由基于XML配置文件来驱动。 2)特点: 1)Hammurapi是用来强制代码设计规范的。 2)Hammurapi是一个遵循设计的工具,提供了自动而且一致的方式来实现设计规范, 因此使代码评审更加有效而轻松。 3)Hammurapi如何工作: Hammurapi这样的代码分析工具都带有语言分析器。语言分析器是一种输入 语言代码并输出抽象语法树的工具。这个树上的节点代表语言标识。例如,考 虑一下简单的算术表达式:3+4. 语言分析器会解析他成为一个如图5所示的语 法树。在这个树中,节点+代表操作符标识。节点3和4是操作数标识Hammurapi 使用ANTLR(另一个语言识别工具)作为语言分析器。然而ANTLR API是相当底层的。 为改善可用性,Hammurapi使用另一个API,基于ANTLR 的JSEL(Java源程序 工程类库),来访问抽象语法树。 一旦树构建完成,一种树遍历算法就被用来访 问树中每一个节点。每次访问到一个节点,一种回调机制(Visitor模式)被用来 提示相应的检查器。在这些回调方法中,检查器收集相关的信息来确定是否有违反 规范的地方存在。
- Lint4j
1)定义:Lint4J是一个针对Java的源代码分析工具,它可以对Java源码和字节 码进行静态分析,判断其中是否存在死锁、性能问题或者伸缩性问题。 它可以集成到任何IDE种或构建系统 2)特点: 1)检测代码语法规则 2)潜在的bug 3)检测编码模式对代码可读性及大小的影响 4)检测是否违反EJB规范
- Sonar
1)定义:代码质量管理工具Sonar提供了设计与架构度量。Sonar 2.0引入了 针对Java应用的设计分析、架构与面向对象的度量,Sonar 2.1可以 检测到未使用的方法以及对不建议使用方法的调用。是一个集成了 CheckStyle,PMD,Findbugs的代码校验规则 ,重复代码发现, 代码测试覆盖率, 代码注释率,及所有的检测率变化追踪的完美 代码质量检查工具。它包含了代码质量检测的七个方面,如下图 2)特点: 1)代码覆盖:通过单元测试,将会显示哪行代码被选中。 2)改善编码规则。 3)搜寻编码规则:按照名字,插件,激活级别和类别进行查询。 4)项目搜寻:按照项目的名字进行查询。 5)对比数据:比较同一张表中的任何测量的趋势。 6)单元测试 3)Sonar2.1: Sonar还基于Squid引入了一个全新的规则引擎、Sonar解析器既可以处 理源代码,也可以处理字节码,解析器带有内建的规则,可以检测未使用 的私有与保护方法以及客户端对不建议使用的方法的调用。 Squid通过分析应用源代码、Java API和外部程序库 的字节码来决定哪些方法、类和属性是不建议使用的。 Sonar 2.1的新特性: 1)一个全新的“Libraries”页面,显示了项目中所有的程序库和依赖,该特性要求使用 Maven来构建项目。 一旦在Sonar站点的主页上选择了一个项目,该服务就会以 可视化的树形结构展示出项目依赖。此外,还有一个可选的 动态过滤器,可以根据名称过滤程序库以便在应用的依赖间导航。 2)用于搜索程序库使用情况的“Dependencies”页面。比如说,可以 搜索到使用了第三方框架如Commons Logging 1.1的所有项目。 3)可以使用各种插件扩展Sonar的功能。现在有一个全新的 “System Info”页面显示了系统属性、已装插件和Java虚拟机内存 统计信息。该页面还给出了关于Sonar配置和数据库统计的详细信息。 4)一个用于管理已装插件和系统信息的管理控制台。 最新版的Sonar为这些插件引入了一个测试框架和一个客户化的Maven 生命周期管理工具。它还带有一个用于集成项目事件的 Web Service并在项目的size widget中增加了一个新的度量模块。
- JDepend
1)JDepend一个开放源代码的可以用来评价Java程序质量的优秀工具, 它遍历Java class的文件目录,以Java包(package)为 单位,为每一个包/类自动生成 包的依赖程度,稳定性,可靠度等 的评价报告,根据这些报告,我们可以得到包或类之间的依赖关 系,并分析出包的稳定程度,抽象程度,是否存在循环依耐关系等 。 可以根据JDepend给出的报告数据,分析出我们的包是否是 可靠的,稳定的,健壮的包,是否符合面向对象的设计原则。 2)特点: 1)评价设计质量 2)翻转依赖性 3)支持并行开发和极限编程 4)独立的发布模块 5)识别package的循环依赖 3)Depend生成的Java包的质量评价报告主要包括: 1)Number of Classes and Interfaces:实现类与抽象接口的数目 2)Abstractness (A):包的抽象度。指一个包内包含的抽象类或接口 占整个包中的类的比重。 3)Afferent Couplings (Ca):向心耦合。依赖该包(包含的类)的外 部包(类)的数目(i.e. incoming dependencies),该数值越大, 说明该包的担当的职责越大,也就越稳定。 4)Efferent Couplings (Ce):离心耦合。被该包依赖的外部包的数目 (i.e. outgoing dependencies),该数值越大, 说明该包越不独 立(因为依赖了别的包),也越不稳定。 5)Instability (I):衡量一个包的不稳定程度。I=Ce/(Ce+Ca)。它的值处于 [0,1]之间。I=0时说明包是最稳定的,反之I=1则说明包极不稳定。 6)Distance from the Main Sequence (D): 该指标主要用来评价包的抽象 程度与稳定程度的平衡关系,它可以用二维直线图 A + I = 1 来表示。 7)Package Dependency Cycles:包的循环依赖度。 8. IBM Checking Tool for Bugs Errors and Mistakes(简称BEAM) 1) 定义:是 IBM 开发的一个静态分析工具,可以用于分析并查找出 C, C++ 和 Java 代码中的一些不容易发现的潜在错误,从而达到提高代码质量的目的。同动态 分析工具和其它静态分析工具相比,它拥有一些可贵的特性。 2)特点: 1)对代码进行语法扫描,通过算法对代码进行检查分析 2)和一些 bug 模式进行比较,最终标明问题区域,输出分析结果 3)使用了额外的定理证明(theorem proving)技术来判断一个潜在的错误是否 是真正的错误,从而减轻了程序员判断错误真伪所需的工作量 9. LDRA Testbed 1)定义:LDRA Testbed为应用软件的确认和验证提供强大的源代码测试和分析功能, 是独特的质量控制工具。 它有助于提高计算机软件必需的可靠性,健壮性和尽 可能的零缺陷,它的使用带来时间、成本和效率上真实的节省,这些都是无法衡 量其价值的。它是强大和完整的集成工具包,使先进的软件分析技术应用在开发生 命周期的关键阶段。 2)LDRA Testbed提供强大的分析功能,用于两个主要的测试领域,静态分析和动态分析。 1)静态分析: 分析代码,并且提供对代码结构的理解。 2)动态分析: 利用源代码的插装版本,使用测试数据执行,在运行时发现软件 缺陷 3) 使用LDRA testbed 的好处 软件开发和测试过程的成本效率分析工具 单元、集成和系统测试的理想工具 贯穿于软件开发的整个生命周期 LDRA Testbed应用于许多不同的领域 过程改进 软件测试 软件维护 LDRA Testbed的优点: 改进软件质量 定位软件缺陷 强制执行工业标准 减少维护费用40%以上 减少开发和测试成本75%以上 通过自动化过程提高员工动力 10. Yasca 1) 定义:yasca是一个开源静态代码分析工具插件框架, 集成流行的多语言静态分析工 具如findbugs/pmd/jlint/rats/cppcheck,由于插件本身多样故可支持java c++等语言静态分析.Yasca是一个用来寻找安全漏洞,在程序的源代码中检测代 码质量、性能以及一致性的软件。它集成了其他开源项目,其中包括FindBugs PMD ,JLint , Cppcheck ,并扫描某些文件类型,以及自定义扫描书面的 Yasca 这是一个命令行工具,与报告中生成的HTML , CSV格式, XML的,的 SQLite ,和其他格式。
本文转自 tianya23 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/tianya23/415146,如需转载请自行联系原作者