静态代码的分析以及它的用途以及优缺点

代码静态分析技术

代码静态分析是在不运行代码的方式下,通过词法分析、语法分析、控制流、数据流分析等技术对程序代码进行扫描,验证代码是否满足规范性、安全性、可靠性、可维护性等指标的一种代码分析技术。目前静态分析技术向模拟执行的技术发展以能够发现更多传统意义上动态测试才能发现的缺陷,例如符号执行、抽象解释、值依赖分析等等并采用数学约束求解工具进行路径约减或者可达性分析以减少误报,增加效率。

静态代码分析技术主要有:

1)词法分析:通过使用正则表达式匹配方法将源代码转换为等价的符号流,生成相关符号列表。

2)语法分析:通过使用上下文无关语法将相关符号整理为语法树,判断源程序结构上是否正确。

3)抽象语法树分析:将程序组织成树形结构,树中相关节点代表了程序中的相关代码。

4)语义分析:对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查,进行类型审查,审查源程序有无语义错误,为代码生成阶段收集类型信息。

5)控制流分析:生成有向控制流图,用节点表示基本代码块,节点间的有向边代表控制流路径,反向边表示可能存在的循环;还可生成函数调用关系图,表示函数间的嵌套关系。

6)数据流分析:对控制流图进行遍历,记录变量的初始化点和引用点,保存切片相关数据信息。

7)污点分析:基于数据流图判断源代码中哪些变量可能受到攻击,是验证程序输入、识别代码表达缺陷的关键。

8)无效代码分析:根据控制流图可分析孤立的节点部分为无效代码。

以下是使用高级静态分析工具的一些主要优缺点。

优点:先进的静态分析器可以更早地预防软件缺陷。

缺点:在将代码提交到构建之前,您需要让开发人员运行静态分析器。

优点:高级静态分析器会为每种语言提供专门的支持。

缺点:这意味着大多数工具都只适用于特定的编码语言——尤其是C或 C++。这导致组织中有些团队使用C/C++,而其他团队则使用Java等语言的情况越来越普遍。

优点:高级静态分析器可以提供代码审查功能,改善开发人员之间的协作。

缺点:许多团队可能已经有了独立的代码审查工具。

其他优点:高级静态分析仪的利大于弊。

  • 误报率和漏报率更低
  • 提供最佳实践建议,改善代码质量
  • 执行编码标准,满足功能安全要求

示例

Perforce静态代码分析器(Helix QACKlocwork)是高级静态分析工具的代表。这两种解决方案都都能在问题出现之前识别出更多的软件缺陷。Helix QAC和Klocwork为C和C++提供专门的支持。它们甚至还提供代码审查功能,让开发人员更容易在源代码上进行协作。

总之,许多开发人员在软件部署前都会使用这些工具来帮助发现问题。无论您使用的是Lint工具还是高级静态分析工具,都应该在开发流水线中尽早的使用,以确保节省时间并快速修复bug。

Linting有助于确保代码库的一致性和可维护性,并适用于在整个开发团队中实施最佳实践。因此,如果您的需求比较基础,那么Linting可以让您在CI/CD过程中尽早发现潜在问题,而不会像静态分析那样占用大量资源。

高级静态分析更适合具有复杂代码库的大型项目。在这些项目中,安全性、性能、可靠性、代码质量和合规性都值得维护。静态分析的自动化程度更高,可以在编码阶段发现Linting工具遗漏的问题,从而减少手动修复的时间。静态分析工具不仅可以强制执行标准合规性,还可以提供可定制的报告来证明合规性。

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