软件开发ISO9001认证,七招掌控软件的代码质量
发布时间: 2022-12-13 15:24 点击：
软件开发ISO9001认证,七招掌控软件的代码质量
众所周知，业界常把低质量的程序代码称为“技术债”。它们不但会影响软件构建的效率，而且会在软件交付和运行中，出现严重的服务质量问题。可见，软件质量的重要性是不言而喻的。本文将和您讨论在自动化的代码质量控制流程中，有关代码样式、正确性、复杂度、设计、安全性、覆盖率、以及审查等关键要素。
1.代码的样式
常言道：您的代码观感，直接反映了您对代码的关心程度。此言不虚，即使是那些代码段上的缩进不一致，也可能为代码的后期分析带来一场噩梦。更不用说由此产生的，不同开发团队在联调程序过程中的各种冲突了。
幸运的是，我们可以使用诸如Idea和Eclipse之类IDE工具，来自动化检查代码样式的方式，进而修复并提高代码的准确性。具体而言，开发团队中的每个成员首先应当使用相同的代码样式定义，将其设置为共享的.editorconfig文件、或特定于某个IDE的配置之中。其次，我们需要通过将样式检查集成到构建的过程中，以确保每个成员都能遵循代码样式规则。我们可以在每次将代码的更改推送到存储库时，通过Checkstyle的方式，采用Jenkins插件、Maven、以及Gradle的脚本来实现。
2.代码的正确性
代码扫描向来是一项耗时且繁琐的工作，有时甚至难免有所疏漏。对此，我们可以使用一些免费的工具，其中包括：SpotBugs(它是已废弃的FindBugs项目的继承者)、PMD、Error Prone、以及SonarQube。其中的一些还可以识别出重复性的代码，并发现潜在的性能问题。与Checkstyle相似，我们可以将这些工具集成到自己的IDE中，轻松地检查出目标代码中的缺陷。
此外，您也可以使用Checker Framework来增强Java系统的代码检查，以及防范潜在问题的能力。当然，您可能需要对其进行一些额外的手工配置。
值得注意的是，我们需要让这些工具在项目构建的过程中就事先运行起来，以免在将代码推送到存储库之前，忘记让它们“把关”了。
3.代码的复杂度
在前面的讨论中，我们主要关注的是发现代码中的常见编程缺陷。下面，让我们聚焦代码的复杂度。显然，没有人愿意阅读和使用那些难以推理、维护和扩展的代码。通常，我们可以使用如下指标，来衡量代码的复杂度：
Cyclomatic和NPath复杂度 — 是基于控制流的复杂度计算方法。换句话说，它显示了在测试中，应当涵盖的不同路径的数量(可测试性)。我们可以使用的工具包括：Checkstyle、SpotBugs和PMD。
认知复杂度- 衡量的是代码对于人类理解能力的难度(可读性)。我们可以使用的工具包括：SonarQube和SonarLint的IDE插件。
4.代码的设计
下面，让我们来看看如何使用静态代码分析工具，来发现目标代码在设计上的缺陷。目前，许多面向对象的设计实践，都可以通过自动化的源检查(source checks)，以发现继承层次(inheritance hierarchy)过高、以及上帝类(God class)等设计问题。对此，Checkstyle和PMD都提供了一整套检查工具。其中包括：Source code file、Class、Method、以及Parameter list。它们都能够根据基本设计规则，对代码进行全面检查。
除了上述基本的设计检查，我们还可以通过如下静态分析工具实现更深层次的检查：
PMD的LawOfDemeter可用于减少各个类之间的紧密耦合。
Checkstyle的DesignForExtension，实现了由Joshua Bloch撰写的《Java高效编程(Effective Java)》第三版的第17章：针对继承或禁止继承的设计和文档(Design and document for inheritance or else prohibit it)。
PMD的CouplingBetweenObjects，通过唯一属性、局部变量、以及返回类型的数量等信息，来检测难以测试、分析和扩展的紧密耦合类。
jPeek，可衡量类的内聚性，进而保持各种类、模块、以及包的高内聚性。
embold，包含了大量针对耦合和内聚的有关高级设计缺陷的检查功能。
CodeScene是从开源项目Code Maat处演变而来的。通过分析版本控制系统中有关历史代码的更改，它不仅可以发现潜在的设计问题，还能够发现开发中的瓶颈问题。
值得注意的是，最后两款工具仅对于开源项目是免费的。
5.代码的安全性
在开发过程中，为了确保代码的安全性、可扩展性、以及可维护性，我们需要持续检索CVE数据库，以避免第三方的依赖项出现安全漏洞。此外，您也可以从如下资源处获取有关代码安全的各种实践：
通用安全编码规则--OWASP TOP 10
特定技术安全编码规则--Oracle Java的安全编码准则
最常见的安全漏洞--Mitre CWE Top 25，SANS TOP 25
作为补充，下面是几种具有自动化执行功能的，代码安全性检查工具：
FindSecBugs，是SpotBugs的插件，可用于审核Web应用中Java程序的安全性。您不但可以将其集成到Maven或Gradle之类的构建过程中，还可以在使用IDE插件进行编码时用到它。
SonarQube是一个多合一的安全性检查工具。其母公司SonarSource在2020年收购了RIPS Technologies后，进一步提升了Sonar的安全检测能力。
此外，各种第三方的依赖项和Docker镜像，也能够在代码质量控制的过程中，实现各项安全性的扫描。
6.代码的覆盖率
常言道：如果没有大量的自动化测试，就无法验证代码是否能够按期运行;如果没有自动化的回归测试，就无法安全地重构代码。那么，我们又该如何在保证具有高质量的代码置信度的基础上，尽可能涵括更多的流程，检查并提高代码的覆盖率呢?显然，我们需要事先充分地准备好如下不同的测试覆盖率相关指标：
语句与指令的覆盖率，即：程序中有多少条语句已被执行。
代码行覆盖率，即：已测试了多少行源代码。
分支覆盖率，即：已经执行了目标控制结构中的多少个分支。
方法与功能覆盖率，即：定义了多少种方法。
在工具方面，我们可以使用IntelliJ IDEA的Coverage、Eclipse的JaCoCo等具有IDE的流行工具。
通过将Coverage工具集成到构建过程中，我们能够通过上述指标，来了解具体涵盖了代码的哪些部分，进而发现测试中的不足。
JaCoCo可谓Java领域最流行的代码覆盖率工具。您可以通过Maven、Gradle、甚至是Ant，将其集成到构建的过程中。JaCoCo既提供了开箱即用式的支持，又可以从远程流程中收集到覆盖率的相关信息。同时，它也能协助我们将端到端的测试，包括在代码覆盖率的最终报告中。值得一提的是，Sonar也使用JaCoCo来监控那些随时间变化的代码覆盖率。您还可以针对新的代码覆盖率级别过低的情况，自定义质量门(Quality Gates)的通知与警报。
OpenClover除了提供一组基本的覆盖率度量标准与集成之外，还包含了一组旨在提高代码覆盖率的度量标准。
Cobertura曾经是Java最受欢迎的代码覆盖工具，不过目前已不再被维护与更新。
7.半自动化的代码审查
在整个代码管控的过程中，最复杂、且最难实现自动化的环节，当属代码审查。由于部分需要依赖手动来实现，因此该过程往往取决于审查者的技能、资历、甚至是态度，而且其结果也不尽相同。
例如，SonarQube仅在其付费版本中，提供了针对合并与拉取式请求的静态自动化分析。据此，您可以在打开某个合并式请求(Merge Request)时，登录到SCM，并在代码中直接查看到静态代码分析的结果。
而开发人员则主要会从如下方面开展代码审查：
功能性需求审查
特定项目的需求审查
高级设计或架构审查
代码复杂度和性能审查
因此，为了使代码审查的过程更能保持一致性，我们应准备好一份代码审查清单，以事先约定好手动代码验证的详细内容。对此，您可以参考Google的《代码审查之开发者指南，Code Review Developers Guide》。它在“代码审查”部分给出了一个简短的审查清单，以便实现整个团队在审查过程中的统一性。
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