Listado de las 9 mejores herramientas de análisis de código estático de Java

¿Cómo evitan los desarrolladores los fallos frecuentes de las aplicaciones? El análisis automatizado podría ser la respuesta. Las herramientas de análisis de código estático de Java ayudan a detectar posibles problemas o riesgos de seguridad y ayudan a mejorar el rendimiento de las aplicaciones Java al automatizar el proceso de revisión del código.

Exploraremos algunas de las mejores herramientas del mercado que pueden potenciar su flujo de trabajo de servicios de desarrollo de Java y crear código más sólido.

¿Qué es el análisis de código estático?

El análisis de código estático es una técnica para examinar el código fuente sin ejecutarlo. Al analizar los ensamblajes según las reglas de codificación, esta herramienta avanzada de análisis estático puede leer el código en busca de errores y garantizar que cumpla con los estándares y las mejores prácticas.

Beneficios y desventajas del análisis de código estático

Además de contribuir a mejoras generales de rendimiento en el código, estas herramientas pueden encontrar vulnerabilidades de inyección SQL o secuencias de comandos entre sitios (XSS). La identificación de patrones de código ineficientes puede aportar mayores mejoras en el rendimiento y mantener la coherencia del código, contribuyendo así a la producción de código más seguro.

Aunque las herramientas de análisis estático ofrecen muchas ventajas para el análisis de código, existen algunas desventajas. La revisión de datos compilados a menudo requiere un esfuerzo manual sustancial. Además, debido a que el análisis estático no tiene contexto de tiempo de ejecución, puede pasar por alto problemas de concurrencia que solo surgen durante la ejecución de concurrencia real de Java. Las herramientas estáticas pueden identificar errores de concurrencia comunes, pero no pueden replicar los intrincados problemas de sincronización y condiciones de carrera revelados por las pruebas de concurrencia de Java en tiempo real.

Por lo tanto, si bien es extremadamente útil, el análisis estático se combina mejor con pruebas de tiempo de ejecución simultáneas para descubrir toda la gama de defectos multiproceso. El uso de técnicas estáticas y dinámicas proporciona una visión integral sobre cómo corregir la concurrencia de Java.

Análisis de código estático versus estático dinámica

Se utilizan metodologías estáticas y dinámicas para diferentes propósitos. El analizador de código estático examina el código fuente de la aplicación comparándolo con un conjunto de reglas antes de activar el programa.

El proceso comienza con el análisis del código para construir un árbol de sintaxis abstracta (AST). Se le aplica un conjunto de reglas o patrones predefinidos para examinar la estructura, sintaxis y semántica del código. Esto ayuda a los desarrolladores a detectar cualquier falla, lo que contribuye a un flujo de trabajo de desarrollo del ciclo de vida estable con diferentes lenguajes de programación.

Mientras tanto, el código dinámico realiza análisis en tiempo de ejecución, capturando datos de comportamiento, uso de memoria y rendimiento de Java para detectar errores durante el tiempo de ejecución.

La principal diferencia entre el análisis de código estático y dinámico está en su aplicación. El análisis de código estático se realiza mientras la aplicación no se está ejecutando, mientras que el código dinámico requiere que la aplicación esté activada.

Ambos tipos de herramientas analíticas tienen un efecto complementario entre sí. SCA puede detectar problemas potenciales en las primeras etapas del ciclo de vida de desarrollo, mientras que las herramientas DCA pueden ayudar con el mantenimiento y brindar información sobre cómo se comporta el código una vez que se publica.

El papel de SCA en Java

Estas herramientas funcionan antes de ejecutar un programa. Revela fallas potenciales en la arquitectura de la aplicación, lo que facilita la comprensión del comportamiento en tiempo de ejecución.

Las fallas más comunes que las herramientas pueden identificar son valores desreferenciados en punteros nulos, segmentos de código que no funcionan correctamente, bloques de código duplicados y variables incorrectas.

• Excepciones de puntero nulo donde se puede desreferenciar el valor.

 clase pública Ejemplo de puntero nulo {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    Cadena cadena = nulo;
    int longitud = str.longitud; // Posible excepción de puntero nulo
    System.out.println(longitud);
  }
 }

• La identificación de fugas de recursos ocurre si algún segmento de código no se cierra o no se publica correctamente.

 clase pública ResourceLeakExample {
  public static void main (String args) lanza IOException {
    Escritor de FileWriter = nuevo FileWriter ("salida.txt");
    escritor.write("¡Hola mundo!");
    // Falta escritor.cerrar para liberar el identificador del archivo
  }
 }

• Detección de bloques o métodos de código duplicados.

 clase pública CodeDuplicationExample {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    int número1 = 5;
    int número2 = 10;

    int suma = núm1 + núm2;
    System.out.println("Suma: " + suma);

    // Bloque de código duplicado 
int producto = núm1 * núm2;
 System.out.println("Producto: " + producto);
 }
 }

• Señalar posibles vulnerabilidades de seguridad: entrada inapropiada.

 clase pública Ejemplo de validación de entrada {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    Entrada de cadena = args(0);
    si (entrada.equals("admin")) {
      autorizará el acceso;
    } demás {
      acceso denegado;
    }
  }

  concesión de acceso vacío estático público {
    System.out.println("¡Acceso concedido!");
  }

  denegar acceso vacío estático público {
    System.out.println("¡Acceso denegado!");
  }
 }

• Informar violaciones de los estándares de codificación: denominación de variables incorrecta.

 clase pública VariableNamingExample {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    entero x = 5; // nombre de variable deficiente

    resultado int = multiplicarPorDos(x); // nombre de método deficiente
    System.out.println("Resultado: " + resultado);
  }
  
público estático int multiplicar por dos (int número) {
 número de devolución * 2;
 }
 }

Herramientas de análisis estático de Java

Estas herramientas ofrecen muchas funciones que ayudan a los desarrolladores a mantener la calidad y la confiabilidad. Con tantas aplicaciones Java, tener acceso a herramientas que mejoran el rendimiento puede garantizar el cumplimiento de los estándares de codificación y mantener el funcionamiento.

#1 estilo de verificación

Checkstyle es una herramienta de análisis de código estático que confirma si el código fuente de Java cumple con el estándar esperado. Tiene funciones automatizadas que identifican problemas de diseño, formato, clases y métodos.

La configuración Checkstyle es versátil y puede admitir prácticamente cualquier estándar de codificación. Puede realizar comprobaciones estándar (incluidas en la distribución base) que se aplican al estilo de codificación general de Java sin necesidad de bibliotecas externas, y las comprobaciones de soporte generalmente se realizan a través de un filtro especializado para recopilar información.

Checkstyle es fácil de usar y se puede instalar en un IDE como un complemento integrado en herramientas de administración de compilaciones como Maven, Eclipse e IntelliJ IDEA. Proporciona una descripción general de los problemas identificados por el análisis, destacando la necesidad de atención o mejoras para archivos específicos. Al abordar las inquietudes enumeradas, los desarrolladores pueden garantizar que el código permanezca operativo con un riesgo mínimo para la base del código.

Productos Destacados:

• Convenciones de nomenclatura especificadas aplicadas a nombres de paquetes, variables, interfaces, constantes, etc.
• Diferentes tipos de informes de infracción de tamaño.
• Informar de comentarios faltantes de Javadoc.

# 2 errores puntuales

Spotbugs, una bifurcación del FindBugs anterior, identifica patrones de errores en el código que probablemente sean errores. Spotbugs es una herramienta de revisión de código Java de código abierto y un analizador estático que enumera todas las inconsistencias. Aún así, el desarrollador debe determinar el próximo curso de acción.

La herramienta clasifica las advertencias en cuatro categorías: preocupantes, preocupantes, aterradoras y más aterradoras. Está construido con Gradle y se puede usar de forma independiente o mediante integraciones de Apache Ant y Maven, Eclipse e IntelliJ IDEA.

Productos Destacados:

• Un amplio conjunto de patrones de errores para detectar errores en el código Java.
• Una arquitectura de complemento que permite a los usuarios ampliar sus capacidades.
• Integraciones perfectas con herramientas de compilación populares con escaneos automatizados y opciones de informes.

#3 PMDJava

PMD es un analizador de código fuente que detecta errores de programación recurrentes, estilos de código y violaciones de rendimiento. Además de Java, es compatible con Apex, PLSQL, Apache Velocity y más.

Al aplicar convenciones de codificación y mejores prácticas, PMD garantiza la coherencia y legibilidad del código. La integración perfecta con herramientas de compilación e IDE permite el análisis automático durante el proceso de compilación con comentarios en tiempo real. Además, PMD ofrece un detector de copiar y pegar que encuentra código duplicado en varios idiomas.

Productos Destacados:

• Análisis basado en reglas para detectar posibles problemas en el código.
• CPD evita que se produzca código duplicado.
• Integración eficiente con herramientas de desarrollo populares que respaldan el rendimiento automatizado.

#4 Cobertura

Coverity es una herramienta de análisis estático escalable (SAST) que ayuda a identificar y resolver vulnerabilidades y problemas en el código. Con sus prácticas de detección avanzadas, puede evaluar problemas de errores y patrones de seguridad.

Uno de los puntos de venta de Coverity es el complemento Code Sight IDE que permite a los desarrolladores escribir código mientras el análisis se ejecuta en segundo plano con una interrupción mínima. La cobertura se puede incorporar a procesos de DevOps preexistentes con integraciones de CI, SCM y seguimiento de problemas.

Productos Destacados:

• Detección avanzada de defectos para errores complejos y vulnerabilidades de código.
• Enérgicos análisis de seguridad contra posibles amenazas.
• Integración fluida con canalizaciones de CI/CD, lo que permite el análisis y la automatización de mejoras del código.

# 5 unidad conjunta

JUnit es un marco de prueba unitario popular. Facilita la escritura y ejecución de casos de prueba, lo que reduce la posibilidad de errores y aumenta la confiabilidad del código. JUnit permite a los desarrolladores definir y probar casos a través de API y anotaciones.

JUnit es uno de los mejores marcos de prueba para aplicaciones basadas en Java porque evalúa códigos complejos. Su estructura básica hace que sea fácil de usar. La gama de pruebas es amplia y puede ahorrarle tiempo y dinero a largo plazo. La única desventaja es que el programa puede generar mensajes fallidos en los números de línea del informe y en los códigos de error.

Productos Destacados:

• Creación de casos de prueba sencilla e intuitiva.
• Un marco robusto para ejecutar pruebas y afirmaciones.
• La documentación de referencia detallada está disponible para los usuarios.

#6 Inferir

El analizador estático Infer para aplicaciones móviles y de escritorio está diseñado para detectar errores de Java en el código antes de su envío. El objetivo principal de esta herramienta de análisis estático es informar una lista de errores potenciales del código Objective-C, Java o C antes de su lanzamiento.

Al identificar pérdidas de memoria y excepciones de puntero nulo en el lenguaje de programación, Infer permite a los desarrolladores rastrear fallas a través de sus técnicas de análisis estático.

El analizador de programas estáticos se implementa en Meta y se ejecuta continuamente en todas las aplicaciones de Facebook para Android e iOS. Infer tiene una amplia escalabilidad de base de código, pero puede requerir una reconfiguración para alinearse con los requisitos específicos del proyecto.

Productos Destacados:

• Técnica de análisis avanzada para detectar una variedad de errores.
• Una herramienta de análisis estático escalable adecuada para proyectos de diferentes tamaños.
• Integración perfecta con sistemas de compilación como Gradle o Maven.

#7 Asistente jQ

jQAssistant es una herramienta de código abierto que ayuda en el análisis y control de sistemas de software. Este es el lema scan+document=validate es una excelente representación de los tres casos de uso principales para los que se creó esta herramienta:

1. Realizar análisis de software para obtener información sobre los sistemas de software.
2. Implementación de documentos de diseño y arquitectura específicos.
3. Valide los datos a través de documentación viva para evitar lagunas en la codificación.

La arquitectura basada en complementos jQAssistant garantiza el funcionamiento en diferentes tecnologías, marcos Java y conceptos arquitectónicos. Además, si los complementos son insuficientes, se pueden personalizar.

Productos Destacados:

• Análisis de dependencia en profundidad para problemas arquitectónicos.
• Estándares de codificación aplicados mediante análisis basado en reglas.
• Cree integraciones y configuraciones de herramientas de acuerdo con los requisitos específicos del proyecto.

# 8 SonarQube

SonarQube es una solución de seguridad y calidad de código diseñada para equipos y empresas. Proporciona una integración profunda en el entorno empresarial, lo que permite una implementación consistente y confiable de código limpio. SonarQube ofrece flexibilidad y gobernanza como herramienta empresarial y es autogestionable, permitiendo la personalización

SonarQube lo ayuda a entregar código de alta calidad de manera sistemática y admite más de 30 lenguajes, marcos y plataformas IaC. SonarQube se integra con plataformas DevOps populares como GitHub, GitLab, Azure y Bitbucket.

SonarQube tiene un Sonar Quality Gate claro para evitar problemas de código. Proporciona alta operatividad con múltiples implementaciones. SonarQube también incluye reglas de seguridad críticas para lenguajes importantes como Java, C#, PHP, Python, TypeScript y JavaScript.

Como estándar de la industria para el análisis de la calidad del software, más de 400.000 organizaciones confían en SonarQube. Permite configuraciones compartidas y unificadas para la integridad del código y se integra con IDE a través de la extensión SonarLint para la detección inmediata de problemas de código. SonarQube promueve expectativas de calidad de código compartidas en toda la empresa.

Productos Destacados:

• Capacidad para proporcionar informes y agregación a nivel empresarial para la supervisión de la seguridad.
• Pasa/no pasa la puerta de calidad de sonda.
• Análisis súper rápido para métricas de código limpio y procesables.

# 9 cuchara

Spoon es una biblioteca de código abierto para analizar y transformar el código fuente de Java. Admite versiones modernas de Java hasta Java 16 y es un proyecto oficial de código abierto de Inria y miembro del consorcio de código abierto OW2. Proporciona un AST (árbol de sintaxis abstracta) bien diseñado con una potente API de análisis y transformación. Puede analizar archivos fuente y construir un modelo de programa completo y sólido utilizando diferentes IDE de Java.

La versión de texto de un modelo Spoon está bien formada y semánticamente equivalente al programa original. La API de análisis y transformación de Spoon es intuitiva y regular, y sus operadores de transformación están diseñados para detectar rápidamente programas no válidos.

Aunque Spoon puede consumir código fuente para versiones anteriores de Java, requiere JDK 11+ para ejecutarse. La filosofía de diseño incluye mantenerse cerca de los conceptos del lenguaje y advertir sobre programas no válidos.

Productos Destacados:

• Potente API para manipulación programática del código fuente Java.
• Operaciones automatizadas y generación de métricas y documentación.
• Adecuado para diversos fines: análisis, generación y aplicación de código en proyectos educativos.

Comparación de herramientas de análisis de código estático de Java

La determinación de la eficacia de cada herramienta de STA varía según el enfoque de desempeño:

• Checkstyle y PMD hacen cumplir el mantenimiento de los estándares de codificación y detectan fallas de estilo y estructura.
• Spotbugs, Coverity e Infer están diseñados para identificar errores antes del lanzamiento.
• jQAssistant analiza las dependencias mientras SonarQube implementa controles de calidad y seguridad.
• Spoon proporciona una API para el análisis y la transformación de código programático y puede funcionar con varios marcos de GUI de Java.

Mejores prácticas para utilizar herramientas de análisis de código estático de Java

Después de que los desarrolladores realicen la investigación de requisitos iniciales y diseñen el proceso de implementación, deben determinar qué herramientas mejorarán el rendimiento del edificio.

Implementar una herramienta específica tiene un doble valor. En primer lugar, definirá los estándares de codificación y configuración y cómo se aplicarán. Esto también es importante para realizar pruebas adicionales de las funciones básicas y el rendimiento del sistema.

La recopilación de datos después de cada análisis es vital. Después de identificar posibles fallas, busque las mejores soluciones para automatizar el proceso tanto como sea posible. Convierta en una práctica estándar incluir revisiones en el proceso de desarrollo y mantenimiento.

Algunas herramientas de análisis estático permiten integración personalizada o complementos que pueden reducir el trabajo manual a la mitad desde el principio. Si la herramienta no cumple con los estándares necesarios, lea la documentación o consulte a la comunidad de la herramienta. Reemplace la herramienta como último recurso.

Para las empresas que quizás no tengan la capacidad de realizar un análisis exhaustivo de código estático internamente, la subcontratación del desarrollo de Java puede ser una solución viable. La subcontratación puede brindar acceso a desarrolladores calificados que dominen estas herramientas y puedan administrar la calidad del código y los controles de seguridad. Esta opción puede liberar al equipo interno para que pueda centrarse en otras áreas críticas del proyecto y, al mismo tiempo, garantizar que el código base siga siendo sólido y seguro.

Conclusión

Java es un lenguaje complejo y las herramientas de análisis de código estático pueden ayudar en el proceso de desarrollo. Estas herramientas siempre deben combinarse con análisis dinámicos y otras herramientas.

Herramientas más avanzadas también permitirán a los desarrolladores considerar Java sin servidor como una opción para una implementación más efectiva. Sin embargo, es importante evaluar cómo esto afectará el proceso de desarrollo. Siempre hay una curva de aprendizaje que también puede afectar los plazos de desarrollo. En última instancia, los desarrolladores deben centrarse en proporcionar el mejor software posible.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el análisis de código estático en Java?

El análisis de código estático en Java es una metodología para examinar el código fuente. Al utilizar herramientas SCA, los desarrolladores pueden identificar posibles problemas de rendimiento o seguridad incluso cuando el programa no se está ejecutando.

¿Por qué es importante el análisis de código estático?

El análisis estático permite a los programadores reducir el tiempo dedicado a implementar el código durante el proceso de desarrollo. Al evitar errores desde el principio, las herramientas de análisis de código estático de Java permiten a los desarrolladores entregar software de forma más rápida y eficaz.

¿Cómo funciona el análisis de código estático?

Las herramientas estáticas se utilizan para determinar si el código fuente tiene errores mientras la aplicación no está funcionando. Actúa como palanca para las herramientas de análisis dinámico porque tanto el estático como el dinámico tienen una función operativa que permite a los desarrolladores automatizar el proceso de análisis y ahorrar tiempo a largo plazo.

¿Cuáles son las mejores herramientas de análisis de código estático para Java?

Las mejores herramientas de análisis de código estático dependen de las preferencias y requisitos personales. Cualquier herramienta Java que tenga bibliotecas más grandes y soporte comunitario probablemente funcionará mejor. Los desarrolladores deben investigar cada herramienta antes de tomar una decisión.

¿Cómo puedo utilizar herramientas de análisis de código estático de forma eficaz?

El uso eficaz de una herramienta de análisis de código estático depende de la experiencia del desarrollador. En cualquier caso, debe implementarse temprano en el proceso de desarrollo. Al realizar comprobaciones periódicas y encontrar soluciones automatizadas, las herramientas de análisis pueden proporcionar información valiosa sobre cómo está funcionando el programa.

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