تجزیه و تحلیل کد استاتیک بینش گسترده ای در مورد کد ارائه می دهد که می تواند به شما در بهبود کیفیت و امنیت کد، سرعت توسعه و حتی همکاری و برنامه ریزی تیم کمک کند. در اینجا همه چیزهایی است که باید بدانید.
- تحلیل کد استاتیک چیست؟
- قابلیت‌های تحلیل کد استاتیک
- ابزارهای تحلیل کد استاتیک
- مزایای تجزیه و تحلیل کد استاتیک
- نحوه انتخاب ابزارهای تحلیل استاتیک
- چگونه تجزیه و تحلیل استاتیک را به سازمان خود معرفی کنیم< /li>
- آتی تحلیل استاتیک
هنوز روزهایی را به یاد می‌آورم که تست‌های نوشتن یک روش معمول نبود. کد تست نشده در تولید کار می کرد تا زمانی که مشکلی پیش بیاید. در نهایت، این ایده که کد باید برای اطمینان از اینکه تغییرات چیزی را خراب نمی‌کند، آزمایش شود، فراگیر شد.
جالب است که آزمایش در همه زبان‌ها و پلتفرم‌ها به طور همزمان انجام نشد، اما به تدریج گسترش یافت. سازندگان ابزار اقدامات خوب را از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل کردند.
من می بینم که چیزی مشابه با تجزیه و تحلیل کد استاتیک اتفاق می افتد. در برخی مناطق، رایج‌تر و حتی توسط قانون الزامی است، در حالی که در برخی دیگر هنوز به طور کامل پذیرفته نشده است. با این حال، بررسی ها و آمار نشان می دهد که حدود نیمی از توسعه دهندگان از تحلیل استاتیک استفاده می کنند و این تعداد در حال افزایش است. در سال ۲۰۲۱ حدود ۴۰ درصد بود. من معتقدم این روند ادامه خواهد داشت و در نهایت تجزیه و تحلیل ایستا به اندازه تست های نوشتن رایج خواهد شد.
تحلیل کد استاتیک چیست؟
تحلیل کد استاتیک فرآیند بررسی کد منبع (بدون اجرای واقعی آن) برای شناسایی نقص‌های احتمالی، آسیب‌پذیری‌های امنیتی و سایر مشکلات کیفیت است. تجزیه و تحلیل استاتیک می تواند به شما در بهبود کیفیت و قابلیت اطمینان نرم افزار با شناسایی مشکلات در اوایل چرخه توسعه کمک کند، که می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه و کاهش زمان عرضه به بازار شود.
در حالی که تجزیه و تحلیل کد ایستا بینش گسترده ای در مورد کد ارائه می دهد، همچنین ارزش مشاهده این نکته را دارد که پیچیدگی و هزینه می تواند مانعی برای پذیرش آن باشد. اغلب، روش‌های جایگزین مانند آزمایش یا اجرای مستقیم برنامه کاربردی‌تر هستند و تعادل متفاوتی بین اثربخشی و پیچیدگی ایجاد می‌کنند.
چندین جایگزین برای تجزیه و تحلیل کد ایستا وجود دارد، از جمله تجزیه و تحلیل پویا و بررسی دستی کد. تحلیل پویا شامل اجرای کد و مشاهده رفتار آن برای شناسایی مسائل است. تجزیه و تحلیل پویا می تواند در تشخیص مسائل مربوط به عملکرد و امنیت موثر باشد، اما به یک برنامه کاربردی در حال اجرا نیاز دارد و می تواند زمان بر باشد.
بررسی کد دستی شامل واداشتن انسان به بررسی کد برای شناسایی مشکلات است. این نیز می تواند موثر باشد، اما همچنین می تواند زمان بر، مستعد خطا و ذهنی باشد.
قابلیت تجزیه و تحلیل کد استاتیک
تحلیل کد استاتیک با استفاده از ابزارهای خودکار انجام می شود که مجموعه ای از قوانین و الگوریتم ها را برای تشخیص مشکلات در یک پایگاه کد اعمال می کند. می توان آن را برای تعدادی از زمینه ها و اهداف برنامه ریزی مجزا اعمال کرد. در پاراگراف‌های بعدی به طور مختصر آنها را مرور خواهیم کرد.
سبک و قالب‌بندی کد
اجرای مجموعه ای از قراردادها در قالب کد به بهبود خوانایی و سازگاری کد در سراسر پروژه کمک می کند. سبک کد معمولاً توسط سیستم‌های کیفی کد یکپارچه اعمال می‌شود، مانند SonarQube، JetBrains Qodana، کیفیت کد GitLab، Codacy. اگر سازمانی یک سیستم کیفیت کد را بدون پشتیبانی از بررسی سبک کد اتخاذ کرده باشد، توسعه دهندگان می توانند ابزارهای اختصاصی مخصوص زبان برنامه نویسی خود را انتخاب کنند.
به عنوان مثال، ESLint و TSLint در اکوسیستم جاوا اسکریپت بسیار محبوب هستند. زیباتر به دلیل پشتیبانی گسترده زبانی خود شناخته شده است، گزینه های سفارشی سازی و سهولت استفاده. StyleCop نیازهای توسعه دهندگان NET را پوشش می دهد.
اشکالات احتمالی و تجزیه و تحلیل جریان داده
تحلیل استاتیک به جلوگیری از مسائلی مانند عدم ارجاع اشاره گر تهی، خطاهای تقسیم بر صفر، حلقه های بی نهایت، شاخه های استفاده نشده در عبارات منطقی، خطا در عبارات منظم، کدهای غیربهینه، نشت منابع و غیره کمک می کند.
همانند دسته قبلی، این مسائل را می‌توان با ابزارهای عمومی (SonarQube، Qodana، GitLab Code Quality، Codacy) یا با ابزارهای اختصاصی و مختص زبان تشخیص داد. برای مثال، FindBugs و PMD برای جاوا محبوب هستند و Roslyn Analyzers for .NET.
تشخیص کد تکراری
اکثر آنالیزورهای عمومی قادر به تشخیص تکرار کد هستند، اما ابزارهای اختصاصی نیز برای این منظور وجود دارد. این منطقه اغلب نادیده گرفته می شود، اما بخش مهمی از نگهداری کد است.
ممیزی مجوز شخص ثالث
هدف اصلی ابزارهای ممیزی مجوز شخص ثالث شناسایی و شناسایی خودکار مجوزهای اجزای شخص ثالث مورد استفاده در پروژه شما است.
این ابزارها اغلب ابرداده‌های بسته، فایل‌های مجوز و حتی نظرات کد منبع را برای تعیین مجوزهای قابل اجرا تجزیه و تحلیل می‌کنند. همچنین، اغلب آنها موجودی مجوز را برای اطمینان از انطباق با تعهدات قانونی و سیاست های شرکت ارائه می کنند. گزارش تولید شده توسط چنین ابزارهایی را می توان با سهامداران به اشتراک گذاشت و برای تصمیم گیری و مستندسازی انطباق استفاده کرد.
ابزارهای محبوب برای ممیزی مجوز شخص ثالث عبارتند از FOSSA، WhiteSource، بلک اردک و Snyk، که ویژگی‌ها و قابلیت‌های جامعی را ارائه می‌دهند. با این حال، اگر به دنبال راه حل ساده تر و سبک تر برای شروع هستید، گزینه های جایگزینی وجود دارد. برای مثال، بسیاری از مدیران بسته دستورات یا افزونه‌های داخلی را ارائه می‌کنند که می‌توانند فهرستی از وابستگی‌ها و مجوزهای مرتبط با آنها را ایجاد کنند.
امنیت
امنیت موضوع بزرگی است که صدها نوع مشکل کدگذاری را در بر می گیرد که باید از آنها جلوگیری کرد. آنها را می‌توان به دو گروه عمده تقسیم کرد: امنیت کد منبع و امنیت زنجیره ساخت.
آسیب‌پذیری‌ها، ضعف‌ها و نقص‌های امنیتی در کد منبع می‌توانند برنامه‌ها را در معرض تزریق SQL، برنامه‌نویسی متقابل سایت (XSS)، سرریز بافر، و انواع دیگر حملات قرار دهند. ضعف در زنجیره ساخت و امنیت وابستگی می تواند منجر به سردرگمی وابستگی یا حملات زنجیره تامین شود.
حملات زنجیره‌ای ساخت، یکپارچگی یک سیستم نرم‌افزاری را با تزریق کد مخرب یا بهره‌برداری از آسیب‌پذیری‌ها در اجزای شخص ثالث به خطر می‌اندازند. برای کاهش این خطرات، توسعه‌دهندگان باید به طور منظم وابستگی‌های خود را بررسی کنند، اطمینان حاصل کنند که از منابع قابل اعتماد برای کتابخانه‌ها و چارچوب‌ها استفاده می‌کنند و کنترل دسترسی و نظارت قوی را در طول چرخه عمر توسعه نرم‌افزار اجرا می‌کنند.
ربع جادویی گارتنر برای SAST (تست امنیتی برنامه استاتیک) Synopsys و Checkmarx به عنوان رهبران این دسته هستند، اما تعداد زیادی بازیکن کوچکتر نیز وجود دارد. تصمیم‌گیری در مورد ابزارهایی که باید استفاده شود همیشه به ریسک‌ها، بودجه، اهداف و شرایط بستگی دارد.
ابزارهای تحلیل کد استاتیک
ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک را می توان به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم کرد: ابزارهایی که توسعه دهندگان بر روی ماشین های محلی خود اجرا می کنند و ابزارهایی که در خط لوله توسعه ادغام شده اند.
گروه اول شامل ابزارهایی است که معمولاً در IDE های مدرن ادغام می شوند، و همچنین لینترهای مستقلی که می توانند به صورت محلی اجرا شوند. این ابزارها برای کمک به توسعه دهندگان طراحی شده اند تا مشکلات را در مراحل اولیه توسعه پیدا کنند. آنها بازخورد فوری ارائه می دهند، که ایده آل است، اما نمی توانند مسائل پیچیده را تشخیص دهند. همچنین، اطمینان از اینکه همه اعضای تیم از آنها استفاده می کنند، دشوار است.
گروه دوم بسیار گسترده‌تر است و شامل ابزارهای مختلفی است که در خط لوله توسعه در سطح سرور یکپارچه شده‌اند. این ابزارها از لینترهای ساده که از راه دور به عنوان بخشی از زنجیره ساخت اجرا می شوند تا راه حل های پیچیده تری که به طور جداگانه نصب می شوند و به تجزیه و تحلیل چند لایه اختصاص داده می شوند (یعنی انواع مختلفی از تجزیه و تحلیل که در مراحل مختلف چرخه توسعه انجام می شود) را شامل می شود. .
همچنین، در حالی که ابزارهای گروه اول به طور انحصاری توسعه دهندگان را هدف قرار می دهند، گروه دوم مخاطبان گسترده تری را هدف قرار می دهد که می تواند از توسعه دهندگان به مدیران تیم، از تیم های امنیتی تا توسعه دهندگان و غیره متفاوت باشد. هر دو دسته در واقع مهم هستند و ادغام بین همه ابزارها نقش مهمی ایفا می کند.
ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک را نیز می‌توان بر اساس عوامل متعددی دسته‌بندی کرد که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم.
پشتیبانی از زبان برنامه نویسی
ابزارهای مختلف تجزیه و تحلیل استاتیک از زبان های برنامه نویسی مختلف پشتیبانی می کنند. برخی از ابزارها برای یک زبان خاص طراحی شده اند، مانند Pylint برای Python یا ESLint برای جاوا اسکریپت، در حالی که دیگران، مانند SonarQube، از چندین زبان پشتیبانی کنید.
تکنیک های تجزیه و تحلیل
ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک ممکن است از تکنیک‌های مختلفی برای تجزیه و تحلیل کد استفاده کنند، مانند تطبیق الگو، تجزیه و تحلیل جریان داده، تجزیه و تحلیل جریان کنترل، یا تفسیر انتزاعی. این تکنیک‌ها می‌توانند از نظر پیچیدگی و اثربخشی متفاوت باشند و بر توانایی ابزار برای تشخیص مشکلات تأثیر بگذارند.
قوانین و استانداردهای کدگذاری
هر ابزار تجزیه و تحلیل استاتیک دارای مجموعه ای از قوانین یا استانداردهای کدگذاری است که آنها را بررسی می کند، که می تواند به طور قابل توجهی در ابزارها متفاوت باشد. برخی از ابزارها بر روی استانداردهای کدنویسی خاص مانند MISRA برای C/C++ یا PSR برای PHP تمرکز می‌کنند، در حالی که برخی دیگر بررسی‌های عمومی‌تری را ارائه می‌کنند.
قابلیت سفارشی سازی
برخی از ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک به کاربران اجازه می‌دهند تا تجزیه و تحلیل را با افزودن یا اصلاح قوانین سفارشی کنند و ابزار را قادر می‌سازند تا بر نگرانی‌های خاص تمرکز کند یا استانداردهای کدگذاری خاص سازمان را رعایت کند. این برنامه‌های افزودنی می‌توانند به سادگی اضافه کردن عبارت معمولی خود برای بررسی موارد خاص باشند، اما آنها تا پلاگین‌های مقیاس کامل با عملکرد پیچیده را شامل می‌شوند.
ادغام و اتوماسیون
ابزارها می توانند از نظر سهولت ادغام با محیط های توسعه، سیستم های ساخت و خطوط لوله یکپارچه سازی مداوم متفاوت باشند. برخی از ابزارها افزونه ها یا APIهایی را برای تسهیل یکپارچه سازی ارائه می دهند، در حالی که برخی دیگر به پیکربندی دستی نیاز دارند.
واسط کاربری و گزارش
نحوه ارائه یافته های یک ابزار بر قابلیت استفاده آن تأثیر مستقیم دارد. برخی از ابزارها رابط های کاربر پسند و مبتنی بر وب را ارائه می دهند، در حالی که برخی دیگر گزارش هایی را در قالب های مختلف مانند XML، JSON یا HTML تولید می کنند. سطح جزئیات و گزینه‌های فیلتر و مرتب‌سازی نیز می‌تواند بین ابزارها متفاوت باشد.
عملکرد و مقیاس پذیری
میزان سرعت یک ابزار تجزیه و تحلیل استاتیک می تواند کد را تجزیه و تحلیل کند و توانایی آن در مدیریت پایگاه های کد بزرگ می تواند بر مناسب بودن آن برای پروژه های مختلف تأثیر بگذارد.
مجوز و هزینه
ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک می توانند منبع باز، رایگان یا تجاری با سطوح مختلف پشتیبانی و ویژگی ها باشند. ابزارهای منبع باز مانند Pylint یا ESLint برای استفاده رایگان هستند، در حالی که ابزارهای تجاری مانند Coverity یا اغلب ویژگی‌ها، پشتیبانی و به‌روزرسانی‌های پیشرفته‌تری را با هزینه ارائه می‌کنند. بسیاری از فروشندگان از جمله SonarSource و JetBrains هم یک محصول رایگان و هم راه حل پیچیده تری را به صورت پولی ارائه می دهد.
مزایای تجزیه و تحلیل کد استاتیک
علاوه بر بهبود کیفیت کد، تجزیه و تحلیل استاتیک چند مزیت ارزشمند دیگر نیز به همراه دارد.
برنامه ریزی از قبل
یکی از با ارزش ترین جنبه های تحلیل استاتیک، اما اغلب نادیده گرفته می شود، توانایی برنامه ریزی از قبل است. توسعه‌دهندگان می‌توانند به جای رفع مشکلاتی که از قبل وجود داشته‌اند، از تجزیه و تحلیل استاتیک برای تخمین میزان کار مورد نیاز قبل از تغییر به کتابخانه، نسخه زبان یا چارچوب جدید استفاده کنند. با ادغام یک ردیاب مشکل، تیم ها می توانند به راحتی آن مسائل را بین اعضا تقسیم کنند و پیشرفت را در طول زمان پیگیری کنند.
علاوه بر این، ابزارهای تجزیه و تحلیل ایستا می توانند به توسعه دهندگان کمک کنند تا کدهایی را ارزیابی کنند که ممکن است اطلاعات کمی در مورد آن داشته باشند. این به ویژه هنگام کار با کد شخص ثالث یا قرارداد فرعی مفید است. با تجزیه و تحلیل استاتیک، توسعه دهندگان می توانند به سرعت کیفیت و امنیت کد را ارزیابی کنند، مشکلات احتمالی را شناسایی کنند، و اقداماتی را برای کاهش خطرات انجام دهند.
انطباق با GDPR
مزایای تجاری بعدی که قابل ذکر است، رعایت GDPR است. در حالی که بسیاری از مردم می دانند که تجزیه و تحلیل استاتیک می تواند به اطمینان از انطباق کد با قوانین خاص کمک کند، GDPR اولین چیزی نیست که به ذهن می رسد.
به عنوان مثال، می‌توانید چک‌هایی ایجاد کنید که از نوشتن اطلاعات شخصی کاربر توسط توسعه‌دهندگان در گزارش‌های برنامه به گونه‌ای که با مقررات ناسازگار باشد، جلوگیری می‌کند. این می‌تواند بعداً هنگام برخورد با مقامات، در زمان و تلاش زیادی صرفه‌جویی کند.
همکاری تیمی
سومین جنبه مهم تحلیل استاتیک ماهیت تیمی آن است. هنگامی که در سرور استفاده می شود، تجزیه و تحلیل استاتیک می تواند به اطمینان حاصل شود که همه از استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه ها پیروی می کنند. همچنین دانش را گسترش می دهد، بررسی کد را تسهیل می کند و کار دستی را به حداقل می رساند. من انتظار دارم در آینده شاهد کاربردهای تیمی بیشتری از تجزیه و تحلیل استاتیک باشم.
نحوه انتخاب ابزارهای تحلیل استاتیک
زمانی که یک شرکت تصمیم به انتخاب ابزار یا ابزار تحلیل استاتیک می‌گیرد، سفر باید با در نظر گرفتن عواملی مانند اهداف، بودجه، چارچوب زمانی، مخاطبان هدف، تمایل به اصلاح گردش‌های کاری موجود و چشم‌انداز عملیاتی کلی آغاز شود.
به خاطر داشته باشید که اگر افراد درگیر مایل به سرمایه گذاری تلاش خود نباشند، حتی ابزار عالی نیز موثر نخواهد بود.
در صنایعی مانند خودروسازی یا پزشکی، که مقررات اغلب استفاده از استانداردهای کدگذاری خاص و ابزارهای تجزیه و تحلیل استاتیک را الزامی می‌کند، انتخاب ابزار بر اساس الزامات انطباق انجام می‌شود. در این مناطق تحت نظارت ابزارهایی مانند Polyspace، Coverity، و پاراسافت و استانداردهای صنعتی مانند MISRA C، MISRA C++، ISO 26262 (Automotive)، DO-178C (Aerospace) و IEC 61508 (ایمنی عملکردی).
در موقعیت‌های انعطاف‌پذیرتر، موفقیت بیشتر به فرهنگ سازمانی بستگی دارد تا خود ابزارها. با این حال، ابزارهای مناسب مطمئناً می‌توانند فرآیند را تسهیل کرده و آن را قابل مدیریت‌تر کنند.
در اینجا چند فاکتور برای ارزیابی قبل از انتخاب ابزار تجزیه و تحلیل استاتیک آورده شده است:
- اهداف و مقاصد: اهداف اولیه استفاده از ابزار تحلیل استاتیک و نحوه اندازه‌گیری آن را مشخص کنید.
- پشتیبانی زبان: یک ابزار چند زبانه سازگاری را فراهم می‌کند، منحنی یادگیری را ساده می‌کند، و گزارش و ردیابی را یکسان می‌کند.
- ادغام با اکوسیستم شما: توانایی ادغام با IDE و سرور یکپارچه سازی مداوم بسیار مهم است.
- قابلیت سفارشی‌سازی: همچنین بسیار مهم است که این ابزار اجازه دهد تا قوانین و نمایه‌ها را مطابق با نیازهای خاص شما سفارشی‌سازی کند.
- هزینه و صدور مجوز: با در نظر گرفتن ویژگی‌ها، پشتیبانی و به‌روزرسانی‌های ارائه‌شده توسط هر یک از ابزارهای منبع باز، رایگان و تجاری، مبادلات بین ابزارهای منبع باز، رایگان و تجاری را در نظر بگیرید.
- عملکرد و مقیاس‌پذیری: توانایی ابزار را برای مدیریت پایگاه‌های کد بزرگ و تجزیه و تحلیل سریع کد بدون تأثیر بر زمان توسعه ارزیابی کنید.
- گزارش‌دهی و رابط کاربری: قابلیت‌های گزارش‌دهی، رابط کاربری و سهولت استفاده ابزار را بررسی کنید.
پست های مرتبط
مقدمه ای ملایم برای تجزیه و تحلیل کد استاتیک
مقدمه ای ملایم برای تجزیه و تحلیل کد استاتیک
مقدمه ای ملایم برای تجزیه و تحلیل کد استاتیک