Listadas as 9 melhores ferramentas de análise de código estático Java

Como os desenvolvedores evitam falhas frequentes nos aplicativos? A análise automatizada pode ser a resposta. As ferramentas de análise de código estático Java ajudam a detectar quaisquer problemas ou riscos potenciais de segurança e ajudam a melhorar o desempenho do aplicativo Java, automatizando o processo de revisão de código.

Exploraremos algumas das melhores ferramentas do mercado que podem turbinar o fluxo de trabalho dos serviços de desenvolvimento Java e criar código mais robusto.

O que é análise estática de código?

A análise estática de código é uma técnica para examinar o código-fonte sem executá-lo. Ao analisar conjuntos em relação às regras de codificação, esta ferramenta avançada de análise estática pode ler o código em busca de erros e garantir que ele cumpra os padrões e práticas recomendadas.

Benefícios e desvantagens da análise estática de código

Além de contribuir para melhorias gerais de desempenho no código, essas ferramentas podem encontrar vulnerabilidades de injeção de SQL ou de script entre sites (XSS). A identificação de padrões de código ineficientes pode trazer ainda mais melhorias de desempenho e manter a consistência do código, contribuindo assim para a produção de código mais seguro.

Embora as ferramentas de análise estática ofereçam muitas vantagens para a análise de código, existem algumas desvantagens. A revisão dos dados compilados muitas vezes requer um esforço manual substancial. Além disso, como a análise estática não possui contexto de tempo de execução, ela pode deixar passar problemas de simultaneidade que só surgem durante a execução real de simultaneidade do Java. Ferramentas estáticas podem identificar bugs comuns de simultaneidade, mas não podem replicar os intrincados problemas de tempo e condições de corrida revelados pelos testes de simultaneidade Java em tempo real.

Portanto, embora extremamente útil, a análise estática é melhor combinada com testes de tempo de execução simultâneos para descobrir toda a gama de defeitos multithread. A utilização de técnicas estáticas e dinâmicas fornece uma visão abrangente sobre a correção da simultaneidade Java.

Análise de código estática vs. dinâmica

Metodologias estáticas e dinâmicas são utilizadas para diferentes fins. O analisador de código estático examina o código-fonte do aplicativo em relação a um conjunto de regras antes de o programa ser ativado.

O processo começa com a análise do código para construir uma árvore de sintaxe abstrata (AST). Um conjunto de regras ou padrões predefinidos é aplicado a ele para examinar a estrutura, sintaxe e semântica do código. Isso ajuda os desenvolvedores a detectar quaisquer falhas, contribuindo para um fluxo de trabalho de desenvolvimento de ciclo de vida estável com diferentes linguagens de programação.

Enquanto isso, o código dinâmico conduz a análise durante a execução, capturando comportamento, uso de memória e dados de desempenho Java para detectar erros durante o tempo de execução.

A principal diferença entre análise de código estática e dinâmica está em sua aplicação. A análise de código estático é realizada enquanto o aplicativo não está em execução, enquanto o código dinâmico requer que o aplicativo esteja ativado.

Ambos os tipos de ferramentas analíticas têm um efeito complementar um sobre o outro. O SCA pode detectar possíveis problemas no início do ciclo de vida de desenvolvimento, enquanto as ferramentas DCA podem ajudar na manutenção e fornecer informações sobre o comportamento do código depois de lançado.

O papel do SCA em Java

Essas ferramentas operam antes de executar um programa. Ele revela possíveis falhas na arquitetura do aplicativo, facilitando a compreensão do comportamento do tempo de execução.

As falhas mais comuns que as ferramentas podem identificar são valores desreferenciados em ponteiros nulos, segmentos de código que não funcionam corretamente, blocos de código duplicados e variáveis ​​erradas.

• Exceções de ponteiro nulo em que o valor pode ser desreferenciado.

public class NullPointerExample {
    public static void main(String  args) {
        String str = null;
        int length = str.length ; // Potential null pointer exception
        System.out.println(length);
    }
}

• A identificação de vazamento de recursos ocorre se algum segmento de código não for fechado ou liberado corretamente.

public class ResourceLeakExample {
    public static void main(String  args) throws IOException {
        FileWriter writer = new FileWriter("output.txt");
        writer.write("Hello, World!");
        // Missing writer.close  to release the file handle
    }
}

• Detecção de blocos ou métodos de código duplicados.

public class CodeDuplicationExample {
    public static void main(String  args) {
        int num1 = 5;
        int num2 = 10;

        int sum = num1 + num2;
        System.out.println("Sum: " + sum);

        // Duplicate code block
        int product = num1 * num2;
        System.out.println("Product: " + product);
    }
}

• Sinalização de possíveis vulnerabilidades de segurança – entrada inadequada.

public class InputValidationExample {
    public static void main(String  args) {
        String input = args(0);
        if (input.equals("admin")) {
            grantAccess ;
        } else {
            denyAccess ;
        }
    }
    
    public static void grantAccess  {
        System.out.println("Access granted!");
    }
    
    public static void denyAccess  {
        System.out.println("Access denied!");
    }
}

• Relatando violações dos padrões de codificação – nomenclatura incorreta de variáveis.

public class VariableNamingExample {
    public static void main(String  args) {
        int x = 5; // Poor variable name

        int result = multiplyByTwo(x); // Poor method name
        System.out.println("Result: " + result);
    }
    
    public static int multiplyByTwo(int number) {
        return number * 2;
    }
}

Ferramentas de análise estática Java

Essas ferramentas oferecem muitos recursos que ajudam os desenvolvedores a manter a qualidade e a confiabilidade. Com tantos aplicativos Java, ter acesso a ferramentas de aprimoramento de desempenho pode garantir a conformidade com os padrões de codificação e manter a operação.

Estilo de verificação nº 1

Checkstyle é uma ferramenta de análise de código estático que confirma se o código-fonte Java atende ao padrão esperado. Possui recursos automatizados que identificam problemas de layout, formatação, classe e design de método.

A configuração do Checkstyle é versátil e pode suportar praticamente qualquer padrão de codificação. Ele pode realizar verificações padrão (incluídas na distribuição base) que se aplicam ao estilo geral de codificação Java sem a necessidade de bibliotecas externas, e as verificações de suporte geralmente são realizadas por meio de um filtro especializado para coletar informações.

Checkstyle é fácil de usar e pode ser instalado em um IDE como um plugin integrado a ferramentas de gerenciamento de construção como Maven, Eclipse e IntelliJ IDEA. Ele fornece uma visão geral dos problemas identificados pela verificação, destacando a necessidade de atenção ou melhorias para arquivos específicos. Ao abordar as preocupações listadas, os desenvolvedores podem garantir que o código se mantenha operacional com risco mínimo para a base de código.

Destaques do produto:

• Convenções de nomenclatura especificadas aplicadas para nomes de pacotes, variáveis, interfaces, constantes, etc.
• Diferentes tipos de relatórios de violações de tamanho.
• Relatando comentários Javadoc ausentes.

#2 Spotbugs

Uma bifurcação do FindBugs anterior, o Spotbugs identifica padrões de bugs no código que provavelmente são erros. Spotbugs é uma ferramenta de revisão de código Java de código aberto e um analisador estático que lista todas as inconsistências. Ainda assim, o desenvolvedor deve determinar o próximo curso de ação.

A ferramenta classifica os avisos em quatro categorias: preocupante, preocupante, assustador e mais assustador. Ele é construído com Gradle e pode ser usado de forma independente ou por meio de integrações Apache Ant e Maven, Eclipse e IntelliJ IDEA.

Destaques do produto:

• Um amplo conjunto de padrões de bugs para detectar erros no código Java.
• Uma arquitetura de plugin que permite aos usuários ampliar seus recursos.
• Integrações perfeitas com ferramentas de construção populares com verificações automatizadas e opções de geração de relatórios.

#3 PMDJava

PMD é um analisador de código-fonte que detecta erros recorrentes de programação, estilos de código e violações de desempenho. Além de Java, ele oferece suporte a Apex, PLSQL, Apache Velocity e muito mais.

Ao aplicar convenções de codificação e práticas recomendadas, o PMD garante consistência e legibilidade do código. A integração perfeita com ferramentas de construção e IDEs permite uma análise automática durante o processo de construção com feedback em tempo real. Além disso, o PMD oferece um detector de copiar e colar que encontra código duplicado em vários idiomas.

Destaques do produto:

• Análise baseada em regras para detectar possíveis problemas no código.
• O CPD evita a ocorrência de código duplicado.
• Integração eficiente com ferramentas de desenvolvimento populares que oferecem suporte ao desempenho automatizado.

#4 Cobertura

Coverity é uma ferramenta de análise estática escalonável (SAST) que auxilia na identificação e resolução de vulnerabilidades e problemas no código. Com suas práticas avançadas de detecção, ele pode avaliar problemas de bugs e padrões de segurança.

Um dos pontos de venda do Coverity é o plugin Code Sight IDE que permite aos desenvolvedores escrever código enquanto a análise é executada em segundo plano com o mínimo de interrupção. A cobertura pode ser incorporada aos pipelines DevOps pré-existentes com CI, SCM e integrações de rastreamento de problemas.

Destaques do produto:

• Detenção avançada de defeitos para bugs complexos e vulnerabilidades de código.
• Varreduras de segurança vigorosas contra ameaças potenciais.
• Integração suave com pipelines de CI/CD, permitindo análise e automação de melhoria de código.

#5 JUnit

JUnit é uma estrutura popular de testes unitários. Facilita a escrita e execução de casos de teste, reduzindo a chance de erros e aumentando a confiabilidade do código. JUnit permite que os desenvolvedores definam e testem casos por meio de APIs e anotações.

JUnit é uma das melhores estruturas de teste para aplicativos baseados em Java porque avalia códigos complexos. Sua estrutura básica facilita o uso. A gama de testes é vasta e pode economizar tempo e dinheiro a longo prazo. A única desvantagem é que o programa pode falhar nas mensagens nos números das linhas de relatório e nos códigos de erro.

Destaques do produto:

• Criação de casos de teste simples e intuitiva.
• Uma estrutura robusta para execução de testes e asserções.
• Documentação de referência detalhada está disponível para os usuários.

#6 Inferir

O analisador estático Infer para aplicativos móveis e de desktop foi desenvolvido para detectar bugs Java no código antes de ser enviado. O principal objetivo desta ferramenta de análise estática é relatar uma lista potencial de bugs do código Objective-C, Java ou C antes do lançamento.

Ao identificar vazamentos de memória e exceções de ponteiro nulo na linguagem de programação, o Infer permite que os desenvolvedores rastreiem as falhas por meio de suas técnicas de análise estática.

O analisador de programa estático é implantado no Meta, rodando continuamente em todos os aplicativos do Facebook para Android e iOS. O Infer possui ampla escalabilidade de base de código, mas pode exigir reconfiguração para se alinhar aos requisitos específicos do projeto.

Destaques do produto:

• Técnica de análise avançada para detectar uma variedade de bugs.
• Uma ferramenta escalonável de análise estática adequada para projetos de diferentes tamanhos.
• Integração perfeita com sistemas de construção como Gradle ou Maven.

#7 jQAssistente

jQAssistant é uma ferramenta de código aberto que auxilia na análise e controle de sistemas de software. Isso é digitalizar+documento=validar slogan é uma excelente representação dos três principais casos de uso para os quais esta ferramenta foi criada:

1. Executar análises de software para obter insights sobre sistemas de software.
2. Documentar a implementação de design e arquitetura direcionados.
3. Validar dados por meio de documentação viva para evitar lacunas de codificação.

A arquitetura baseada em plugin jQAssistant garante operação em diferentes tecnologias, estruturas Java e conceitos arquitetônicos. Além disso, se os plug-ins forem insuficientes, eles poderão ser personalizados.

Destaques do produto:

• Análise aprofundada de dependência para problemas arquitetônicos.
• Padrões de codificação aplicados por meio de análise baseada em regras.
• Crie integrações e configurações de ferramentas de acordo com os requisitos específicos do projeto.

#8 SonarQube

SonarQube é uma solução de qualidade e segurança de código projetada para equipes e empresas. Oferece integração profunda ao ambiente empresarial, permitindo a implantação consistente e confiável de código limpo. SonarQube oferece flexibilidade e governança como ferramenta empresarial e é autogerenciado, permitindo personalização

SonarQube ajuda a fornecer código de alta qualidade de forma sistemática e oferece suporte a mais de 30 linguagens, estruturas e plataformas IaC. SonarQube integra-se com plataformas DevOps populares, como GitHub, GitLab, Azure e Bitbucket.

SonarQube tem um Sonar Quality Gate claro para evitar problemas de código. Oferece alta operabilidade com várias implantações. SonarQube também inclui regras críticas de segurança para linguagens importantes como Java, C#, PHP, Python, TypeScript e JavaScript.

Como padrão da indústria para análise de qualidade de software, o SonarQube conta com a confiança de mais de 400.000 organizações. Ele permite configurações compartilhadas e unificadas para a integridade do código e integra-se a IDEs por meio da extensão SonarLint para detecção imediata de problemas de código. SonarQube promove expectativas compartilhadas de qualidade de código em toda a empresa.

Destaques do produto:

• Capacidade de fornecer relatórios e agregação de nível empresarial para supervisão de segurança.
• Portão de qualidade do sonar passa/não passa.
• Análise super-rápida para métricas de código limpo acionáveis.

#9 Colher

Spoon é uma biblioteca de código aberto para analisar e transformar código-fonte Java. Ele suporta versões modernas de Java até Java 16 e é um projeto oficial de código aberto da Inria e membro do consórcio de código aberto OW2. Ele fornece um AST (Abstract Syntax Tree) bem projetado com uma poderosa API de análise e transformação. Ele pode analisar arquivos de origem e construir um modelo de programa completo e sólido usando diferentes IDEs Java.

A versão em texto de um modelo Spoon é bem formada e semanticamente equivalente ao programa original. A API de análise e transformação do Spoon é intuitiva e regular, e seus operadores de transformação são projetados para detectar programas inválidos rapidamente.

Embora o Spoon possa consumir código-fonte para versões mais antigas do Java, ele requer o JDK 11+ para ser executado. A filosofia de design inclui estar próximo dos conceitos da linguagem e alertar sobre programas inválidos.

Destaques do produto:

• API poderosa para manipulação programática de código-fonte Java.
• Operações automatizadas e geração de métricas e documentação.
• Adequado para diversos fins: análise, geração e aplicação de código em projetos educacionais.

Comparação de ferramentas de análise de código estático Java

A determinação da eficácia de cada ferramenta STA varia de acordo com o foco no desempenho:

• Checkstyle e PMD impõem a manutenção dos padrões de codificação e detectam falhas de estilo e estrutura.
• Spotbugs, Coverity e Infer são projetados para identificar bugs antes do lançamento.
• O jQAssistant analisa dependências enquanto o SonarQube implementa verificações de qualidade e segurança.
• Spoon fornece uma API para análise e transformação de código programático e pode funcionar com várias estruturas Java GUI.

Melhores práticas para usar ferramentas de análise de código estático Java

Depois que os desenvolvedores realizarem a pesquisa inicial dos requisitos e projetarem o processo de implementação, eles deverão determinar quais ferramentas irão melhorar o desempenho do edifício.

A implementação de uma ferramenta específica tem um duplo valor. Primeiro, definirá os padrões de codificação e configuração e como serão aplicados. Isto também é importante para testes adicionais de funções básicas e desempenho do sistema.

A coleta de dados após cada análise é vital. Depois de identificar possíveis falhas, encontre as melhores soluções para automatizar o processo ao máximo. Torne uma prática padrão incluir as revisões no processo de desenvolvimento e manutenção.

Algumas ferramentas de análise estática permitem integração personalizada ou plug-ins que podem reduzir o trabalho manual pela metade desde o início. Caso a ferramenta não atenda aos padrões necessários, leia a documentação ou consulte a comunidade da ferramenta. Substitua a ferramenta como último recurso.

Para empresas que podem não ter capacidade para realizar análises extensas de código estático internamente, terceirizar o desenvolvimento Java pode ser uma solução viável. A terceirização pode fornecer acesso a desenvolvedores qualificados que sejam proficientes com essas ferramentas e possam gerenciar a qualidade do código e as verificações de segurança. Esta opção pode liberar a equipe interna para se concentrar em outras áreas críticas do projeto, ao mesmo tempo que garante que a base de código permaneça robusta e segura.

Conclusão

Java é uma linguagem complexa e ferramentas de análise de código estático podem auxiliar no processo de desenvolvimento. Essas ferramentas devem sempre ser combinadas com análises dinâmicas e outras ferramentas.

Ferramentas mais avançadas também permitirão que os desenvolvedores considerem o Java sem servidor como uma opção para uma implantação mais eficaz. No entanto, é importante avaliar como isso impactará o processo de desenvolvimento. Sempre há uma curva de aprendizado que também pode afetar os cronogramas de desenvolvimento. Em última análise, os desenvolvedores devem se concentrar em fornecer o melhor software possível.

Perguntas frequentes

O que é análise estática de código em Java?

A análise estática de código em Java é uma metodologia para examinar o código-fonte. Ao usar ferramentas SCA, os desenvolvedores podem identificar possíveis problemas de desempenho ou segurança, mesmo quando o programa não está em execução.

Por que a análise estática de código é importante?

A análise estática permite que os programadores reduzam o tempo gasto na implementação do código durante o processo de desenvolvimento. Ao evitar erros desde o início, as ferramentas de análise de código estático Java permitem que os desenvolvedores entreguem software de forma mais rápida e eficaz.

Como funciona a análise estática de código?

Ferramentas estáticas são usadas para determinar se o código-fonte apresenta erros enquanto o aplicativo não está operando. Ele atua como uma alavanca para ferramentas de análise dinâmica porque tanto a estática quanto a dinâmica têm uma função operacional que permite aos desenvolvedores automatizar o processo de análise e economizar tempo no longo prazo.

Quais são as melhores ferramentas de análise de código estático para Java?

As melhores ferramentas de análise estática de código dependem das preferências e requisitos pessoais. Quaisquer ferramentas Java que tenham bibliotecas maiores e suporte da comunidade provavelmente terão melhor desempenho. Os desenvolvedores devem pesquisar cada ferramenta antes de tomar uma decisão.

Como posso usar ferramentas de análise de código estático de forma eficaz?

O uso eficaz de uma ferramenta de análise estática de código depende da experiência do desenvolvedor. Em qualquer caso, deve ser implementado no início do processo de desenvolvimento. Ao realizar verificações regulares e encontrar soluções automatizadas, as ferramentas de análise podem fornecer informações valiosas sobre como o programa está operando.

Se você gostou disso, não deixe de conferir um de nossos outros artigos sobre Java:

• Teste de integração Java explicado com exemplos
• 10 melhores bibliotecas e ferramentas Java PNL
• Você deve usar Kotlin ou Java para desenvolvimento Android?
• Os prós e contras do desenvolvimento Java
• O que há de novo no Java 19? Você deve dar o salto?