静态代码分析学习

一 背景

1.软件开发过程中，工程师需要花费大量的时间和精力修改代码缺陷。从下图可以看出，在软件开发过程中，测试成本随着设计构建、QA、系统集成阶段的发展在不断增加。因此工程师应该努力在设计开发阶段优化代码、定位修复代码缺陷，这样可以节省大量时间和人力成本。

2.代码review是代码质量保证的很重要一环，但是人力review精力有限，我们应该尽量使用工具完成基础代码逻辑的review工作，teamleader可以将精力更多放在代码设计和代码核心逻辑上面。这样既可以改善代码质量，也可以提高协同开发的效率。

二 原理

2.1 抽象语法树

【代码[静态分析]（Program Static Analysis）是指在不运行代码的方式下，通过词法分析、语法分析、控制流、数据流分析等技术对程序代码进行扫描，验证代码是否满足规范性、安全性、可靠性、可维护性等指标的一种代码分析技术】

这里面提到的词法、语法分析，是通过解析代码文件并转换成抽象语法树实现。

抽象语法树（abstract syntax tree或者缩写为AST），或者语法树（syntax tree），是源代码的抽象语法结构的树状表现形式，这里特指编程语言的源代码。和抽象语法树相对的是具体语法树（concrete syntaxtree），通常称作分析树（parse tree）。一般的，在源代码的翻译和编译过程中，语法分析器创建出分析树。一旦AST被创建出来，在后续的处理过程中，比如语义分析阶段，会添加一些信息。

比如下图展示了Helloworld.java的AST：

2.2 静态分析类型

代码静态分析实现原理分为两种。一种是分析源代码编译后的中间文件（比如JAVA语言的字节码），一种是分析源文件。
静态代码分析技术主要有：
缺陷模式匹配 ： 缺陷模式匹配事先从代码分析经验中收集足够多的共性缺陷模式，将待分析代码与已有的共性缺陷模式进行模式匹配，从而完成软件的安全分析。这种方式的优点是简单方便，但是要求内置足够多缺陷模式，且容易产生误报。

类型检查 ：类型推断技术是指通过对代码中运算对象类型进行推理，从而保证代码中每条语句都针对正确的类型执行。这种技术首先将预定义一套类型机制，包括类型等价、类型包含等推理规则，而后基于这一规则进行推理计算。类型推断可以检查代码中的类型错误，简单，高效，适合代码缺陷的快速检测。

数据流分析：数据流分析也是一种软件验证技术，这种技术通过收集代码中引用到的变量信息，从而分析变量在程序中的赋值、引用以及传递等情况。对数据流进行分析可以确定变量的定义以及在代码中被引用的情况，同时还能够检查代码数据流异常，如引用在前赋值在后、只赋值无引用等。数据流分析主要适合检验程序中的数据域特性。

2.3 Android lint AST Parser

自从ADT 16第一次引入Android Lint（以下简称：Lint）以来，Lint便成为Android平台上最重要的静态代码扫描工具。与早期基于XPath的静态扫描工具不同，Lint基于AST（Abstract Syntax Tree）进行分析，可以用来定制很复杂的扫描规则。

Lint从第一个版本就选择了lombok-ast作为自己的AST Parser，并且用了很久。但是Java语言本身在不断更新，Android也在不断迭代出新，lombok-ast慢慢跟不上发展，所以Lint在25.2.0版增加了IntelliJ的PSI（Program Structure Interface）作为新的AST Parser。但是PSI于IntelliJ、于Lint也只是个过渡性方案，事实上IntelliJ早已开始了新一代AST Parser，UAST（Unified AST）的开发，而Lint也将于即将发布的25.4.0版中将PSI更新为UAST。

三 AS静态代码分析工具

Analyze是AS内置的代码分析工具，主要包括：

1. Inspect C