有效利用白盒工具提高代码质量

　　代码质量是在软件满足了设计功能的前提下，对软件代码执行的可靠性、稳定性和高性能的一种更高的要求。如何能够有效提高代码质量，又节约程序员查找和修复bug的时间，成了一个难题。白盒测试工具的引入，恰好解决了这一难题。本文将通过多个专题，阐述程序员如何有效利用白盒测试工具，提高代码质量和开发效率。

　　提高代码质量的巨大经济收益

　　从提高软件投资回报的角度出发，企业应在降低开发成本的同时，提高软件的可用性，这就意味着尽量减少应用程序中的bug和性能缺陷。而由于代码编写过程的人为因素，代码中的bug是不可避免的。据统计，每千行软件代码中，就可能存在20到30个bug。在无法避免bug产生的情况下，如何发现并及时消除这些bug，就成了提高软件投资回报的唯一可行办法。

　　首先，我们来看看修复一个bug所需要的成本。在软件交付周期的不同阶段，修复一个bug所需的成本差别非常之大。越是到了软件交付的后期，修复bug越困难，成本也就越高。从图1可以看出，在测试阶段修复bug的代价是开发阶段的几倍，而一旦产品上线，进入维护期后，所需的代价更是达到几十倍。

　　根据国际上的经验，在测试阶段修复一个bug的时间往往要比在代码编写阶段要多出15到75倍。

　　因此，越早发现bug，越早解决，企业所付出的代价就越小。我们建议在软件进入测试阶段之前就解决掉大部分的bug，即交付高质量代码的意义所在。

　　提高代码质量的几个关注点

　　代码质量是在程序满足了设计功能的前提下，对软件代码执行的可靠性、稳定性和高性能的一种更高的要求。为了保证交付给测试人员的代码能够满足上述质量方面的要求，在开发阶段应该对代码进行如下方面的测试：

　　1.静态代码分析

　　为保正团队内各程序员之间编写习惯的一致性和规范性，消除容易导致错误的语法隐患，通常会制定一系列的编程规范。静态代码分析，即要求程序员对所有代码行进行规范性检查，消灭潜在隐患，提高代码的可靠性。

　　静态代码分析的好处在于能发现大量潜在的软件缺陷。比如下面一段VB .NET代码中，使用Asc()函数返回ASCII码。

　　If (Asc(mChar) <> 13) And (Asc(mChar) <> 10) Then

　　从语法上分析，这段代码是完全正确的。但若mChar为空，Asc()就会抛出ArgumentException错误，导致程序异常或中断。因此，从代码可靠性的角度出发，在使用Asc()之前，应对引用的字符串作判断，如下：

　　If Len(strchars) > 0 And strchars <> nothing Then Ascii = Asc(strchars)

　　这样，就可以避免潜在的异常错误。而类似的这样问题，IDE的语法检查通常没有办法，只有通过手工或自动化的代码检查来发现和解决。

　　没有经过静态分析的程序可能跑起来不错，而实际上可能像一块奶酪一样，满身是漏洞，问题一出现就很严重而且直接面对问题的是可能是最终用户。

　　2、代码覆盖率分析

　　只有经过充分测试的代码，质量才是有保障的。而程序员在做单元测试时，往往很难遍历所有的分支情况，尤其是程序对错误输入的反应往往被忽略。因此，对代码的测试覆盖率分析是保证交付高质量代码的关键。利用一些代码覆盖率检查工具，不仅可以了解代码的整体测试水平，也能够指出未经过测试的代码，给程序员以方向上的指引。

　　3、运行时内存分析

　　内存往往是导致严重性能故障的根本原因，而一些不良的编程习惯经常会导致运行时的内存泄露。这类问题几乎无法通过单元测试或功能验证来发现，而又经常被程序员忽视，直到软件投入生产后才逐渐暴露出来，这时再查找和修复内存问题就非常困难了。因此，应尽量在代码交付之前消灭内存问题。运行时内存分析，即在代码调试阶段，对所有对象的内存占用状态的运行时分析，查找内存泄露的隐患。

　　运行时内存分析的第一步就是内存使用的监控，以便了解在运行期间，程序对内存的使用和释放情况，查找程序对内存的不当使用。

　　如下图所示，在A点位置，程序稳定运行，对内存的使用也基本稳定。在B点，我们打开程序的某个窗口时，程序使用了更多的内存来储存新的对象。当窗口关闭时，这些对象被释放，内存也应随之释放。而从图上B点之后的内存使用情况来看，这些内存并没有被释放。因而，可能存在着内存泄露。在C点和D点再次打开前面的窗口，内存还是不断增加而没有回收。可以断定，该窗口对应的代码存在内存泄露的问题。

　　虽然无论是Java还是.Net，都提供了自动的内存回收机制，但内存泄露仍是引起应用系统性能劣化的一个主要原因。除此之外，运行时的内存分析还应深入的对每个对象、方法的内存占用进行分析，以便为内存使用的优化提供方向。

　　4、性能分析和优化

　　代码的执行效率，直接影响着应用程序的可用性和可靠性。因此，软件的性能问题应该在开发阶段就充分加以考虑，提高代码的执行效率，而不是把性能问题全部留到压力测试阶段去解决。

　　性能分析和优化，即要求在代码提交之间，对每一个功能实现的响应时间以及每个方法的效率进行分析，并对运行效率较低的代码进行优化，从而提高代码的整体性能，保证交付高质量的代码。

　　程序员总是被要求优化某段代码，缩短执行时间，但这并不是一件容易的事情。困难就在于，代码执行是一个非常复杂的过程，包含了太多的分支和无数的方法、代码行，往往让程序员无从着手。这就需要借助一些动态的代码分析工具，帮助程序员了解每个方法及代码行的执行效率，从而有针对性地对那些执行时间最长的方法或代码行进行性能改进。动态代码分析工具应能够提供诸如运行期间调用了哪些文件、方法、代码行，每个文件、方法和代码行的执行时间、对总体运行时间的影响程度等等。有了这些信息，程序员就能够找出影响执行时间的关键路径，有效改进代码性能。

原文转自：http://www.ltesting.net