大纲

静态代码分析技巧和器具

AST抽象语法树技巧

动态代码分析技巧和器具

一、静态代码分析技巧和器具

静态代码分析是指无需运行被测代码，仅通过分析或查验源方法的语法、结构、过程、接口等来查验方法的正确性，找出代码守秘的舛误和颓势，如参数不匹配，有歧义的嵌套语句，舛误的递归，犯法揣度打算，可能出现的空指针援用等等。

在软件斥地过程中，静态代码分析一样先于动态测试之前进行，同期也不错算作制定动态测试用例的参考。统计讲明注解，在通盘软件斥地人命周期中，30% 至 70% 的代码逻辑瞎想和编码颓势是不错通过静态代码分析来发现和成就的。但是，由于静态代码分析一样要求多数的时刻破费和关联学问的积攒，因此关于软件斥地团队来说，使用静态代码分析器具自动化施行代码查验和分析，简略极地面提高软件可靠性并检朴软件斥地和测试资本。

常见静态代码分析技巧

词法分析：从左至右一个字符一个字符地读入源方法，对组成源方法的字符流进行扫描，通过使用正则抒发式匹配方法将源代码转念为等价的记号（Token）流，生成关联记号列表。

语法分析：判断源方法结构上是否正确，通过使用陡立文无关语法将关联记号整理为语法树。

抽象语法树分析：将方法组织成树形结构，树中的关讨好点代表了方法中的关联代码。

语义分析：对结构上正确的源方法进行陡立文相关性质的审查。

适度流分析：生成有向适度流图（适度流图CFG是编译器里面用有向图示意一个方法过程的一种抽象数据结构，图中的结点示意一个方法基本块，基本块是莫得任何跳转的规则语句代码，图中的边示意代码中的跳转，它是有向边，动身点和止境齐是基本块），用结点示意基本代码块，结点间的有向边代表适度流旅途，反向边示意可能存在的轮回；还可生成函数调用关系图，示意函数间的嵌套关系。

数据流分析：对适度流图进行遍历，纪录变量的运行化点和援用点，保存关联数据信息。通过静态模拟应用方法的施行旅途，匡助用户找到运行时能力披露的一些严重舛误，如资源浮现、空指针格外、SQL注入过头他的安全性随意等潜在的运行时舛误

过失分析：“过失”是指通盘来自不可靠数据源的数据，如用户输入、收罗等。基于数据流图判断源代码中哪些变量可能受到攻击，是考据方法输入、识别代码抒发颓势的重要。

章程匹配：静态检测器具通过内置的章程或自界说章程，匹配代码中存在的潜在问题，如安全随意、代码重叠等。

常见静态代码分析器具

C++、DevOps、DevSecOps、敏捷斥地、速率和左移计策，这些话题老是说不完谈不尽，但这些也齐与静态代码分析器具息息关联。这么看来，静态代码分析的远景挫折淡薄。静态代码分析在自动化、安全性和速率方面（至少对比手动查验的速率）的价值是有目共睹的。跟着代码彭胀趋势到来，宏大代码库（C++，people，C++）的问题更值得注重。但是，越来越多的斥地东谈主员来源坚毅到，静态代码分析有助于提高居品性量、安全性，以致镌汰上市时刻。数据不会说谎，静态代码分析的阛阓已呈增长趋势。据 MarketWatch 拜访，2019 人人静态代码分析软件阛阓限度为 6 亿 4320 万好意思元，瞻望到 2026 年底将达到 17 亿 3940 万好意思元。这个惊东谈主的增长趋势，也督促着咱们马上去了解静态代码分析器具。是以，让咱们直入正题。

静态代码检测器具的作用和优点

1. 发现潜在问题：静态代码检测器具不错发当代码中存在的潜在问题和颓势，比如内存浮现、空指针援用、资源浮现等，匡助斥地东谈主员实时成就，提高代码质地。

2. 提高代码可调养性：静态代码检测器具简略发当代码中的一些不程序的写法和潜在的问题，匡助斥地东谈主员顺从编码程序，提高代码的可读性和可调养性。

3. 加快斥地过程：静态代码检测器具简略自动化进行代码分析和查验，大大减少了手动代码审查的责任量，提高了斥地成果。

4. 提高安全性：静态代码检测器具简略发当代码中存在的安全随意和潜在的安全问题，如SQL注入、跨站剧本攻击等，匡助斥地东谈主员实时成就，提高系统的安全性。

常见静态代码检测器具

SonarQube：SonarQube是一个开源的静态代码检测平台，撑握多种编程话语，如Java、C++、C#、Python等。它简略检测代码中的潜在问题、随意、代码重叠和代码遮蔽率，并提供详备的申诉和提议。

FindBugs：FindBugs是一个基于静态分析的Java代码颓势检测器具，它简略检测出代码中的潜在问题、舛误和不良施行，并给出相应的成就提议。FindBugs的章程库很是丰富，况兼撑握自界说章程。

WuKong：WuKong是一款国产静态代码检测器具，撑握多种话语，如Java、C++、C#、Python、PHP等。不错检测编码章程、颓势及安全随意并给出成就提议。WuKong兼容麒麟、龙芯等国产软硬件，领有自主学问产权，可活泼进行定制。

Coverity：Coverity撑握特出20种编译器(主要C/C++)，可在编译欠亨过情况下检测，是一款针对C、C++、C#和Java等编程话语的静态代码检测器具，它简略检测代码中的潜在问题、随意和性能问题，并给出相应的成就提议。Coverity具有高度可定制性和可扩展性。

Fortify：撑握章程自界说，包括合规信息的识别。撑握Java、C#、C/C++、Python、Ruby 等超20种话语。它更侧重于安全随意检测，撑握章程自界说，包括合规信息的识别。Fortify通过基于章程和随意模式的检测引擎来分析代码，识别安全随意并提供相应的成就提议。

Checkmarx：Checkmarx撑握多种话语，如Java、JSP、JavaSript、 VBSript、C#等超20种话语。它简略查找安全随意、质地颓势、逻辑问题等。CxSAST无需搭建软件面目源代码的构建环境即可对代码进行数据流分析。

二、AST抽象语法树技巧

什么是AST语法树？

抽象语法树（Abstract Syntax Tree，简称AST）是源代码的抽象语法结构在揣度打算机内存中的推崇面目。它是编译器或解释器在处理源代码时所使用的一种中间示意面目。AST在编译和代码生成过程中起真贵要作用。

AST中的每个节点示意源代码中的一个语法构造，如变量声明、抒发式、函数调用、适度结构等。树的根节点持续示意通盘源代码文献，而子节点示意具体的语法元素过头关系。举例，一个函数声明的AST节点可能包含多个子节点，如函数名、参数列表和函数体等。

为什么要了解AST

交融AST不错匡助您编写更合适编程话语程序的代码，幸免潜在的语法和逻辑舛误。

灵验哄骗编程器具：练习AST有助于您更灵验地使用诸如集成斥地环境（IDE）、代码裁剪器、代码重构器具、静态代码分析器具等斥地器具，从而提高编程成果。

编译器妥协释器斥地：若是您对编译器妥协释器的斥地感有趣，了解AST口角常紧迫的，因为它是编译器妥协释器处理源代码的重要数据结构。

代码优化：了解AST有助于您识别和应用代码优化技巧，举例删除无须代码、简化复杂抒发式和优化轮回等，从而提高代码运行性能。

自界说器具斥地：若是您需要为特定范畴或任务斥地自界说的代码生成、转念或分析器具，了解AST将使您简略更高效地完成这些责任。

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话语瞎想与终了：若是您有有趣瞎想和终了新的编程话语或扩展现存编程话语，了解AST将匡助您更好地交融编程话语的语法和结构，从而为您的瞎想和终了提供基础。

AST是怎么生成的

抽象语法树（AST）的生成持续是编译器或解释器在处理源代码的过程中产生的。生成AST的过程不错分为以下几个要领：

词法分析：当先，编译器或解释器会对源代码进行词法分析，将源代码领会为一系列的标记（tokens）。标记是源代码中的最小语法单元，如重要字、记号符、运算符、字面量等。

语法分析：接下来，编译器或解释器会对标记进行语法分析，把柄编程话语的语法章程将它们组合成更高头绪的结构，如抒发式、声明和适度结构等。语法分析的闭幕持续是一个由这些结构组成的抽象语法树。（这里太复杂 请看临了的具体终了要领）

构建AST：在语法分析过程中，编译器或解释器会创建AST的节点并逐渐建立节点间的关系。每个节点代表一个语法结构，如函数界说、变量声明、赋值语句等。树的根节点持续示意通盘源代码文献，而子节点示意具体的语法元素过头关系。

AST的具体作用

抽象语法树（AST）在编程话语处理和软件工程中阐扬真贵要作用。它是源代码的结构化示意，捕捉了源代码中的语法结构和关系。AST具有以下几个主要作用：

编译器妥协释器的中枢：AST是编译器妥协释器处理源代码的重要数据结构。在对源代码进行语法分析之后，编译器或解释器会生成AST。接下来，它们不错在AST上进行进一步的分析、优化和代码生成。这使得编译器妥协释器简略更高效地处理源代码，为生成可施行方法或施行剧本提供基础。

代码分析：AST在静态代码分析和静态类型查验中起着紧迫作用。通过分析AST，软件开发公司咱们不错检测代码中的潜在舛误、不良施行和安全随意，从而提高代码质地。

代码转念和优化：编译器、解释器和其他器具（如Babel或Webpack）不错使用AST来进行代码转念和优化。这些器具不错在AST上施行各式操作，如语法转念（举例将ES6+语法转念为ES5语法）、代码压缩、代码拆分和常量传播等。这有助于提高方法的性能和兼容性。

代码生成：基于AST，编译器妥协释器不错生成宗旨代码（举例机器代码、字节码或其他编程话语的代码）。这使得跨平台编译和运行成为可能，举例：将C++代码编译为WebAssembly，以便在Web浏览器中运行。

代码重构和裁剪器撑握：AST在代码重构和裁剪器撑握中也起着紧迫作用。通过分析和操作AST，咱们不错终了自动化的代码重构、代码补全、语法高亮、舛误查验等功能，从而提高斥地者的出产力。

总之，AST在编程话语处理和软件工程中具有庸俗的应用，它为分析、优化和生成代码提供了结构化的基础。了解AST有助于更真切地交融编程话语的旨趣，提高编程妙技和斥地成果。

AST还能作念什么

抽象语法树（AST）在编程话语处理、软件工程和斥地器具中阐扬真贵要作用。除了前边磋磨过的用途以外，AST还不错用于以下方面：

代码生成器：不错把柄AST生成代码模板和脚手架器具。举例，把柄类和方法界说生成REST API的客户端和奇迹器端终了。

话语转念：通过分析源话语的AST，然后将其转念为宗旨话语的AST，不错终了源代码到宗旨代码的转念。举例，将TypeScript代码转念为JavaScript代码。

代码遮蔽率分析：通过分析AST，咱们不错检测测试用例遮蔽的代码范围，从而谋划测试质地和查找潜在的随意。

文档生成：AST不错用于提真金不怕火源代码中的注视、类、方法和属性等信息，从而自动生成API文档。

代码安全性分析：通过分析AST，不错识别不安全的代码模式和潜在的安全随意，从而提高软件安全性。

代码审查：AST不错匡助自动化查验代码是否合适团队的编程程序和商定，从而提高代码质地和一致性。

依赖关系分析：通过分析AST，不错识别源代码中的模块、类和函数之间的依赖关系，从而交融代码结构和优化代码组织。

自动补全和代码导航：通过分析AST，集成斥地环境（IDE）和代码裁剪器不错提供自动补全、代码导航、变量重定名等智能功能，从而提高斥地者的出产力。

话语扩展和范畴特定话语（DSL）：AST不错用于瞎想和终了范畴特定话语，这些话语不错更神圣地示意特定范畴的问题和科罚决策。举例，通过将DSL转念为宗旨编程话语的AST，不错生成可施行代码。

这些仅是AST在揣度打算机科学和软件工程中的部分应用。通过对AST进行分析和操作，咱们不错创建更高效、可靠和易于调养的软件系统。

三、动态代码分析技巧和器具

动态代码分析是一种软件测试方法，通过在运行时施行方法来检测和评估代码的步履和性能。它使用各式技巧来拿获方法施行时期的数据，包括函数调用、变量值、内存使用、CPU哄骗率等。这些数据不错用来识别和成就方法中的舛误、优化方法性能以及改造代码质地。

动态代码分析不错匡助科罚哪些问题？

随意检测和成就：动态代码分析不错检测代码中的随意和安全问题，并指示斥地东谈主员进行成就，以提高应用方法的安全性。

性能调优：动态代码分析不错匡助斥地东谈主员找到应用方法中的性能瓶颈，以便进行优化和提高应用方法的性能。

检测代码舛误：动态代码分析不错检测代码中的语法舛误、逻辑舛误和其他舛误，并指示斥地东谈主员进行成就，以提高应用方法的质地和踏实性。

代码遮蔽率分析：动态代码分析不错匡助斥地东谈主员评估代码的遮蔽率，以细目测试用例是否迷漫全面，以便更好地测试应用方法。

代码质地分析：动态代码分析不错评估代码的质地，包括代码结构、可读性、可调养性和可扩展性等方面，以匡助斥地东谈主员改造代码质地。

静态代码分析和动态代码分析有何不同?

静态代码分析查验代码，以识别逻辑和技巧中的问题。动态代码分析则运行代码和查验闭幕，这还需要测试代码可能存在的施行旅途。

即使采选最基本的方式，当斥地团队测试代码时，他们是在施行动态分析。而当方法员审查代码时，则是在施行静态分析。不管使用哪种器具，斥地东谈主员和方法员齐在施行分析，最终有助于创建更好的代码。

静态代码和动态代码自己齐不是联想的选拔，这意味着团队应优化两者。斥地团队弗成将静态代码分析和动态代码分析视为非此即彼的关系，而是应将它们视为互补和共生的关系。

动态分析器具的上风

实时监测：动态分析器具不错在代码施行时实时监测和分析代码的步履。它简略捕捉到传统静态分析器具无法发现的问题，如运行时舛误、性能瓶颈等。

密致目位：动态分析器具不错提供详备的运行时数据和堆栈追踪，匡助斥地东谈主员密致目位问题地点。它不错减少斥地东谈主员的猜想和试错资本，提高问题科罚的成果。

可视化展示：动态分析器具持续提供直不雅的可视化界面，将复杂的运行时数据以图表、申诉等面目展示出来。这有助于斥地东谈主员更直不雅地交融代码的步履和性能景况。

自动化测试：动态分析器具不错与自动化测试框架蚁集使用，终了自动化的性能测试和舛误调试。它不错在握续集成环境中自动运行，提高测试成果和质地。

常见动态代码分析器具

1、FUZZ分析技巧

黑盒分析便是在莫得源代码情况下进行的分析，主要的分析技巧是fuzz。其想想是对方法的输入作念即兴二进制层面的蜕变，从而尝试遍历各式可能的输入，不雅察方法输出从而判定是否存在BUG。

FUZZ亦然不错作念改造的，从而栽植成果。

（1）基于语法的fuzz

基本想路是：减轻纯立时的部分，不要蜕变输入中模式应该固定的部分。比如一个处理音频的方法，那么输入中音频文献固定的那些编码就不消再fuzz了。因为读文献时发现模式不合方法就会立即退出，是以测也没风趣。

（2）基于过失分析的fuzz

基本想路：若是我能知谈输入的哪几位最终会影响输出的话，fuzz就不错更有针对性。那么不错通过过失分析的方式分析输入与输出之间的关联，然后进行针对性的fuzz。

常见FUZZ器具有：Spike，Bunny，teenage mutant ninja turtles，sulley等等

2、记号施行

白盒分析在领有源代码的条目下进活动态分析，通过模拟堆栈的方式施行每一条opcode，尝试遍历通盘的旅途。

但是，由于咱们不可能遍历通盘的输入，那么怎么实在风趣上达到遍历通盘旅途呢？谜底便是记号施行

记号施行的观念其实很是通俗，对一个不细宗旨值，用一个记号来代表他。若是这个值用于分支语句，那么对分支的每一条旅途齐增多一个该值的收尾条目。当旅途收尾时，抽象通盘的收尾条目，咱们就不错得到该变量的值域。

通过记号施行的方法，咱们就不错尝试遍历通盘旅途。

（1）将输入记号化

（2）在通盘的分支处齐施行state的复制和鉴识施行

这么表面上就可能遍历方法的通盘分支。

3、代码遮蔽率统计

jacoco

Jacoco是一个开源的遮蔽率器具。Jacoco不错镶嵌到Ant 、Maven中，并提供了EclEmma Eclipse插件，也不错使用JavaAgent技巧监控Java方法。好多第三方的器具提供了对Jacoco的集成，如Jenkins。

4、性能调优的器具

1）呐喊行分析器具（Command-line profiling tools）

jstat：赢得JVM的heap使用和GC的性能统计数据

jmap：输出内存中的对象散播情况

jhat：导出heap dump，浏览/查询其中的对象散播情况

jstack：赢得Java线程的stacktrace（用途：定位线程出现永劫刻停顿的原因，如多线程间死锁、死轮回、申请外部资源导致的永劫刻恭候等。线程出现停顿的时候通过jstack来查抄各个线程的调用堆栈，就不错知谈莫得反应的线程到底在后台作念什么事情，或者恭候什么资源。）

第一位杀号：上期第一位奖号为3，第一位奖号3历史上出现694次，前100次该位开出奖号3之后，下期号码0-9出现次数从高到底分别为：号码2→14次，7→13次，3→12次，0、6、8→10次，4、5、9→8次，1→7次。

奇偶形态判断：前面10期奖号中，包含全偶形态1期，两偶一奇形态2期，两奇一偶形态3期，全奇形态4期。

2）JConsole（GUI监控器具）

3）Visual VM

4）MAT（Eclipse Memory Analyzer）

5、方法调试器

1）WinDbg

WinDbg是Windows平台上一款功能刚劲的调试器，它不错用于对腹地或辛勤程度进活动态调试和分析。WinDbg撑握多种调试功能，包括断点诞生、内存监控、寄存器查抄等，不错用于动态分析代码的施行过程。

2）GDB

GDB是一款开源的调试器，主要用于在Linux和UNIX系统上对方法进行调试和动态分析。GDB撑握多种处理器架构，并提供丰富的调试功能，不错匡助斥地东谈主员和安全人人在代码施行过程中进行监控和分析。

3）OllyDbg

OllyDbg是一款Windows平台上庸俗使用的动态调试器和逆向工程器具。它提供了刚劲的动态分析功能开发软件需要多少钱，包括断点诞生、内存监控、寄存器查抄等，不错匡助逆向工程师真切分析代码的施行过程。

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