什么情況下需要進行靜態(tài)程序分析?常用Java靜態(tài)代碼分析工具的優(yōu)勢

靜態(tài)代碼分析是指無需運行被測代碼，僅通過分析或檢查源程序的語法、結(jié)構(gòu)、過程、接口等來檢查程序的正確性，找出代碼隱藏的錯誤和缺陷，如參數(shù)不匹配，有歧義的嵌套語句，錯誤的遞歸，非法計算，可能出現(xiàn)的空指針引用等等。

在軟件開發(fā)過程中，靜態(tài)代碼分析往往先于動態(tài)測試之前進行，同時也可以作為制定動態(tài)測試用例的參考。統(tǒng)計證明，在整個軟件開發(fā)生命周期中，30% 至 70% 的代碼邏輯設(shè)計和編碼缺陷是可以通過靜態(tài)代碼分析來發(fā)現(xiàn)和修復的。

但是，由于靜態(tài)代碼分析往往要求大量的時間消耗和相關(guān)知識的積累，因此對于軟件開發(fā)團隊來說，使用靜態(tài)代碼分析工具自動化執(zhí)行代碼檢查和分析，能夠極大地提高軟件可靠性并節(jié)省軟件開發(fā)和測試成本。

那在什么情況下需要進行靜態(tài)程序分析呢？

靜態(tài)程序分析往往作為一個多人參與的項目中代碼審查過程的一個階段，因編寫完一部分代碼之后就可以進行靜態(tài)分析，分析過程不需要執(zhí)行整個程序，這有助于在項目早期發(fā)現(xiàn)以下問題：變量聲明了但未使用、變量類型不匹配、變量在使用前未定義、不可達代碼、死循環(huán)、數(shù)組越界、內(nèi)存泄漏等。

靜態(tài)代碼分析工具的優(yōu)勢

1. 幫助程序開發(fā)人員自動執(zhí)行靜態(tài)代碼分析，快速定位代碼隱藏錯誤和缺陷。

2. 幫助代碼設(shè)計人員更專注于分析和解決代碼設(shè)計缺陷。

3. 顯著減少在代碼逐行檢查上花費的時間，提高軟件可靠性并節(jié)省軟件開發(fā)和測試成本。

Java 靜態(tài)代碼分析理論基礎(chǔ)和主要技術(shù)

缺陷模式匹配：缺陷模式匹配事先從代碼分析經(jīng)驗中收集足夠多的共性缺陷模式，將待分析代碼與已有的共性缺陷模式進行模式匹配，從而完成軟件的安全分析。這種方式的優(yōu)點是簡單方便，但是要求內(nèi)置足夠多缺陷模式，且容易產(chǎn)生誤報。

類型推斷：類型推斷技術(shù)是指通過對代碼中運算對象類型進行推理，從而保證代碼中每條語句都針對正確的類型執(zhí)行。這種技術(shù)首先將預定義一套類型機制，包括類 型等價、類型包含等推理規(guī)則，而后基于這一規(guī)則進行推理計算。類型推斷可以檢查代碼中的類型錯誤，簡單，高效，適合代碼缺陷的快速檢測。

模型檢查：模型檢驗建立于有限狀態(tài)自動機的概念基礎(chǔ)之上，這一理論將被分析代碼抽象為一個自動機系統(tǒng)，并且假設(shè)該系統(tǒng)是有限狀態(tài)的、或者是可以通過抽象歸 結(jié)為有限狀態(tài)。模型檢驗過程中，首先將被分析代碼中的每條語句產(chǎn)生的影響抽象為一個有限狀態(tài)自動機的一個狀態(tài)，而后通過分析有限狀態(tài)機從而達到代碼分析的 目的。模型檢驗主要適合檢驗程序并發(fā)等時序特性，但是對于數(shù)據(jù)值域數(shù)據(jù)類型等方面作用較弱。

數(shù)據(jù)流分析：數(shù)據(jù)流分析也是一種軟件驗證技術(shù)，這種技術(shù)通過收集代碼中引用到的變量信息，從而分析變量在程序中的賦值、引用以及傳遞等情況。對數(shù)據(jù)流進行 分析可以確定變量的定義以及在代碼中被引用的情況，同時還能夠檢查代碼數(shù)據(jù)流異常，如引用在前賦值在后、只賦值無引用等。數(shù)據(jù)流分析主要適合檢驗程序中的 數(shù)據(jù)域特性。

Java 靜態(tài)分析工具CA是基于Java開發(fā)，Java Swing的模式支持系統(tǒng)跨平臺運行；支持C、C++、Java等多種編程語言掃描；支持windows平臺、linux平臺、命令行環(huán)境、IDE環(huán)境。規(guī)則包含國軍標5369，MISRAC：2004，國軍標5369（C++），Java sun 編程規(guī)范，Java sun 安全規(guī)則等。

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