静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle

时间:2022-01-05 20:01:01

这里主要介绍三种开源的工具,PMDCheckStyleFindBugs,着重是在Ant里的调用,据说商业软件JTest也是著名的代码分析工具,哈哈,要花钱的没有用过。

 

Checkstyle http://checkstyle.sourceforge.net/)版本4.2

简介: Checkstyle 是一个开发工具,可以帮助程序员遵循代码规范的编写代码,

它自动的处理这些让人厌烦但却十分重要的工作,它具有高可配置性,支持绝大多数的代码规范,比如Sun推荐的代码约定(http://java.sun.com/docs/codeconv/)和其它众所周知的约定,Checkstyle可以检查代码的很多方面,从传统观点看,它主要是用来检查代码层面的,自从第三版以后,它的内部架构作了重大改变,很多其它意图的检测加了进来,现在Checkstyle可以检查像类设计的问题,重复代码,如锁的双重检查的bug模式。

 

配置: Checkstyle 配置插件式的modules应用在java代码上,modules是一个以

Checker module 为根的树形结构,根下的层次包括:

FileSetChecks 取一组输入文件,并提示错误信息

Filters 过滤审核事件,包括错误信息

AuditListeners 报告接受的事件

许多的检查是TreeWalker FileSetChecks module下的submodulesTreeWalker单独的转换每个java源文件成抽象的语法树,然后根据这些submodules处理得到结果,这些submodules会轮流的查看树的某个方面。Checkstyle从一个XML文档中获得配置,XML的元素指定了module的层次配置和属性,如果用命令行的方式调用Checkstyle,需要提供一个包含配置文档的文件,在Ant中调用也是。Checkstyle发布版本中的doc目录下包含一个示例配置文件sun_checks.xml,这个文件配置Checkstyle检查代码是否符合Sun的代码约定。

 

    如: 静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle<module name="Checker">
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
<module name="PackageHtml"/>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
<module name="TreeWalker">
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
<module name="AvoidStarImport"/>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
<module name="ConstantName"/>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
<module name="EmptyBlock"/>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
</module>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle
</module>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle

在这个配置里,根Check module包括PackageHtml(检查所有的包都必须包含包说明)和TreeWalker(检查java源代码方面的),以上Checkstyle通过module的名字来装载一个类,还有其它的方式来装载module类,比如指定带包全名的类,如<module name="com.puppycrawl.tools.checkstyle.TreeWalker">

每个module都会有一些默认的属性,如果默认值不符合你的要求,你可以指定它,更详细的参考请参阅文档。

 

用法: 可以在命令行下执行Checkstyle,如:

    java com.puppycrawl.tools.checkstyle.Main -c docs/sun_checks.xml \ -r src/

表示对src下的所有java源文件进行检查,而配置文件是用的sun_checks.xml

我主要介绍在Ant中的调用

      下面列出主要的Ant配置信息: 静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle < path  id ="checkstyle.path" >     
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
 < fileset  dir ="${lib.dir}/checkstyle-4.2" > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 < include  name ="**/*.jar"   /> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
 </ fileset > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle 
</ path > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle 
< target  name ="checkstyle" > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
 < taskdef  resource ="checkstyletask.properties"  classpathref ="checkstyle.path" /> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle 
< checkstyle  config ="${lib.dir}/checkstyle-4.2/sun_checks.xml" 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        failureProperty
 ="checkstyle.failure" 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        failOnViolation
 ="false" > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 <!--  uncomment to print to console as well  --> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 <!-- formatter type="plain"/ --> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 < formatter  type ="xml"  tofile ="d:\checkstyle.xml" /> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 < fileset  dir ="${src.dir}" > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle            
 < include  name ="**/*.java" /> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle        
 </ fileset > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
 </ checkstyle > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
 < style  in ="d:\checkstyle.xml"  out ="d:\checkstyle.html"  
静态分析工具及使用总结(二)CheckStylestyle
 ="${lib.dir}/checkstyle-4.2/contrib/checkstyle-noframes.xsl" /> 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle 
</ target > 
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle

自带检查介绍: Checkstyle 自带了很多的检查,其网站上有按功能划分的参考,分为标准

检查和可选检查,可选检查提供了J2EE方面的检查,如EJBLocalHomeInterface等的一些检查。标准检查涵盖以下方面:

Javadoc Comments javadoc注释有关的检查,如检查类、方法等的javadoc注释

Naming Conventions 命名规范的检查,可以按照正则表达式去检查类、方法等的命名

Headers 检查文件是否以某些行开头,如“Copyright All rights reserved

Imports import有关的检查,如检查是否有使用“*”的import

Size Violations 代码块大小的检查,如类、方法等的代码行数

Whitespace 空白处的检查,如检查是否有tab符合(’\t’

Modifiers 修饰符号的检查,如修饰符号的顺序

Block Checks 块的检查,如检查是否有空块或不必要、无效的块等

Coding 编码相关的一系列检查,如空的条件,私有变量如果没有改变值应该声明成

Final ,代码中的魔法数字,Switch缺少default

Class Design 类设计的有关检查,如只有私有构造函数的类应该声明为final

Duplicate Code 检查重复代码

Metrics 度量方面的检查,如布尔表达式的复杂,类依赖的复杂,算法的复杂

Miscellaneous 其它混杂的检查,如文件是否以新行结尾,TODO的注释,没有注释main

方法

 

扩展Checkstyle: Checkstyle 有三种方式进行扩展,编写checks、编写filters和编写

listeners 

 

编写checks

Checkstyle 有两种checks,在你开始之前,你要想好想要实现哪种检查,Checkstyle的功能是由可嵌入它的modules进行扩展的,modules中也可以包含modules,它们可以构成一个树形结构,直接访问Checkstyle内核的*module扩展了FileSetCheck接口,实际上也是一个module,它构成树形结构的根,这很好理解,它们读入一组输入文件,并且引发错误信息。Checkstyle提供了一些FileSetCheck的扩展,比如说TreeWalkerTreeWalker分别转换java源文件成一个抽象语法树,根据每个submodules去处理结果,这些submodules会轮流检查树的某些方面。

 

每个java程序是由文件组织的,文件又由一些特定的结构构成,你必须对基本的java语法很了解,Checkstyle是使用ANTLRhttp://www.antlr.org/)去解析java代码的,这个工具可以把java源文件中的字符流转换成一个树形的结构。Checkstyle提供了一个GUI的工具,它可以把java源文件转换成树形结构。

 

ASTs(抽象语法树)工作时,我们可以很简单的通过一个方法去确定AST的节点,但这不是编写插件的方法,这些类不会具有检查功能,而TreeWalker包括遵循Check接口的一系列对象,它是一个抽象类并且提供了一些有用的方法,它提供一些以AST做参数的方法,这些方法可以对AST进行检查操作,如visitToken()。单独的Checks不能在AST里移动,而是TreeWalker会从AST的根节点到叶节点进行递归,并且调用检查方法,移动采用的是深度优先算法。

当一个检查方法调用时,TreeWalker会调用beginTree()使Checks可以做一些初始化的操作,然后从根节点到叶节点的递归过程中,会调用visitToken(),当一个节点处理完,TreeWalker从这个节点返回前会调用leaveToken(),离开根的时候会调用finishTree()

 

    编写好后,我们可以通过下面方式集成: 静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle<module name="Checker">
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle  
<module name="TreeWalker">
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
<!-- your Check goes here -->
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
<module name="com.mycompany.checks.MethodLimitCheck">
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle      
<property name="max" value="45"/>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle    
</module>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle  
</module>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle
</module>
静态分析工具及使用总结(二)CheckStyle

这种方式编写的Checks有两个缺陷,不能确定具体的表达式的类型和不能访问其它文件的内容。另一种方式是编写FileSetChecks,编写FileSetChecks更简单,只要继承

AbstractFileSetCheck 和实现process(File[] files)方法,这种Checks没有限制,所以我们甚至可以做,找一个全局的代码问题,如未使用的public方法,重复的代码,或者像TreeWalker检查java那样检查C#代码。

 

编写filters

Checks通过监听器生成报告时,审核事件上有一组的过滤器,Filter接口和类FilterSet通过一组过滤器支持审核事件的过滤。我们编写Filters可以选择实现接口Filter或继承类FilterSet

 

编写listeners

一个Checkstyle listener在一个Checker检查文件的期间会监视进度,一个Checker在重大事件发生时会通知其上的listeners,比如检查开始或记录错误,listeners会适当的响应,一个Checker能附加任意数量的listeners,一次审核总会加上发布版本里的listeners以报告事件,如DefaultLoggerXMLLoggerDefaultLogger在事件发生时会输出简单的文本,而XMLLogger会输入XML文档。对一般用户来说,这两个我们已经够用了,但如果你有别的需要,那你就需要定制你的listener了,比如说,你想在Checkstyle运行时,得到详细的进度信息,或者过滤错误事件。

 

一个listener必须实现AuditListener接口,在一次审核过程中,Checker会通知其上的AuditListener六种事件,审核开始/结束,过滤开始/结束,记录错误/异常。有事件发生需要通知listener时的事件称为AuditEvent,一个文件相关的事件包含文件名,记录错误的事件包含错误信息,严重级别,信息产生的源比如说是一个Checker,和文件行数、和错误有关的列数,异常通知的事件包含错误的AuditEvent和异常细节。

 

定制listener时需实现AuditListener,如果有可配置的属性,就必须继承AutomaticBeanCheckstyle的文档里提供了两个listeners的例子,一个是使用当前的Logger记录信息CommonLoggingListener,一个是用邮件发送审核报告MailLogger

 

 

参考文档:

Checkstyle 官方文档(http://checkstyle.sourceforge.net/

代码静态分析(http://blog.donews.com/foxgem/archive/2005/04/23/347444.aspx