Findbugs学习小结&使用笔记

FindBugs is an open source program created by Bill Pugh and David Hovemeyer which looks for bugs in Java code. It uses static analysis to identify hundreds of different potential types of errors in Java programs.

Potential errors are classified in four ranks:

(i) scariest,(ii) scary,(iii) troubling and(iv) of concern.

This is a hint to the developer about their possible impact/severity. FindBugs operates on Java bytecode, rather than source code. The software is distributed as a stand-alone GUI application. There are also plug-ins available for Eclipse, NetBeans, IntelliJ IDEA,Gradle, Hudson and Jenkins.
Additional rules sets can be plugged in FindBugs to increase the set of checks performed.

FindBugs 是什么
FindBugs 是一个静态分析工具，它检查类或者 JAR 文件，将字节码与一组缺陷模式进行对比以发现可能的问题。有了静态分析工具，就可以在不实际运行程序的情况对软件进行分析。不是通过分析类文件的形式或结构来确定程序的意图，而是通常使用 Visitor 模式。
在FindBugs的GUI中，需要先选择待扫描的.class文件(FindBugs其实就是对编译后的class进行扫描，藉以发现一些隐藏的bug。)。如果你拥有这些.class档对应的源文件，可把这些.java文件再选上，这样便可以从稍后得出的报告中快捷的定位到出问题的代码上面。此外，还可以选上工程所使用的library，这样似乎可以帮助FindBugs做一些高阶的检查，藉以发现一些更深层的bug。
选定了以上各项后，便可以开始检测了。检测的过程可能会花好几分钟，具体视工程的规模而定。检测完毕可生成一份详细的报告，藉由这份报告，可以发现许多代码中间潜在的bug。比较典型的，如引用了空指针(null pointer dereference), 特定的资源(db connection)未关闭，等等。如果用人工检查的方式，这些bug可能很难才会被发现，或许永远也无法发现，直到运行时发作…当除掉了这些典型的(classic) bug后，可以确信的是，我们的系统稳定度将会上一个新的台阶。

以目前遇到的状况来看，FindBugs可以有两种使用时机。
开发阶段
当Developer完成了某一部分功能模块开发的时候(这通常是指代码撰写完成，并已debug通过之后)，可藉由FindBugs对该模块涉及的java文件进行一次扫描，以发现一些不易察觉的bug或是效能问题。交付新版的时候，开发团队可以跑一下FindBugs，除掉一些隐藏的Bug。FindBugs得出的报告可以作为该版本的一个参考文档一并交付给测试团队留档待查。
在开发阶段使用FindBugs，一方面开发人员可以对新版的品质更有信心，另一方面，测试人员藉此可以把更多的精力放在业务逻辑的确认上面，而不是花大量精力去进一些要在特殊状况下才可能出现的BUG(典型的如Null Pointer Dereference)。从而可以提高测试的效率。
维护阶段
这里指的是系统已经上线，却发现因为代码中的某一个bug导致系统崩溃。在除掉这个已暴露的bug之后，为了快速的找出类似的但还未暴露的 bug，可以使用FindBugs对该版的代码进行扫描。当然，在维护阶段使用FindBugs往往是无奈之举，且时间紧迫。此外，如果本来在新版交付的时候就使用过FindBugs的话，往往意味着这种bug是FindBugs还无法检测出的。这也是FindBugs局限的地方。
FindBugs出到目前的版本，功能已经相当强大，不过也有待完善的地方。从实际使用来看，有一些隐藏的bug并不能靠FindBugs直接发现。那么，可不可以撰写一个新的 Detector，来发现这种将一个未初始化的reference传来传去而形成的潜在的bug呢？理论上来讲，应该是可以的。这个 Detector目前还未实现。哪位如果有兴趣的话，可以参考FindBugs, Part 2: Writing custom detectors这篇文章，帮忙实现这个Detector。实现一个新的Detector，便可以检测出一种新型的bug，这样不知又可以帮开发人员省去多少人工检查的时间，功德无量啊。

FindBugs也不能发现非java的Bug。对于非java撰写的代码，如javascript，SQL等等，要找出其中可能的bug，FindBugs是无能为力的。当然，javascript中的bug似乎还不至于使系统崩溃，而SQL中的bug往往又跟业务逻辑相关，只要测试仔细一些应该是可以发现的。

Java静态检查工具对比

工具	目的	检查项
FindBugs 检查.class	基于Bug Patterns概念，查找javabytecode（.class文件）中的潜在bug	主要检查bytecode中的bug patterns，如NullPoint空指针检查、没有合理关闭资源、字符串相同判断错（==，而不是equals）等
PMD 检查源文件	检查Java源文件中的潜在问题	主要包括： 空try/catch/finally/switch语句块 未使用的局部变量、参数和private方法 空if/while语句 过于复杂的表达式，如不必要的if语句等 复杂类
CheckStyle 检查源文件 主要关注格式	检查Java源文件是否与代码规范相符	主要包括： Javadoc注释 命名规范 多余没用的Imports Size度量，如过长的方法 缺少必要的空格Whitespace 重复代码

FindBugs不过是一个工具。作为开发人员，当然首先要在编程的时候努力避免引入bug，而不要依赖于某个工具来为自己把关。不过由于代码的复杂性，一些隐藏的bug确实很难靠咱们的肉眼发现。这时，应用一些好的工具或许就可以帮你发现这样的bug。这便是FingBug存在的价值。
为什么应该将 FindBugs 集成到编译过程中？
经常问到的第一个问题是为什么要将 FindBugs 加入到编译过程中？虽然有大量理由，最明显的回答是要保证尽可能早地在进行编译时发现问题。当团队扩大，并且不可避免地在项目中加入更多新开发人员时，FindBugs 可以作为一个安全网，检测出已经识别的缺陷模式。我想重申在一篇 FindBugs 论文中表述的一些观点。如果让一定数量的开发人员共同工作，那么在代码中就会出现缺陷。像 FindBugs 这样的工具当然不会找出所有的缺陷，但是它们会帮助找出其中的部分。现在找出部分比客户在以后找到它们要好——特别是当将 FindBugs 结合到编译过程中的成本是如此低时。
一旦确定了加入哪些过滤器和类，运行 FindBugs 就没什么成本了，而带来的好处就是它会检测出新缺陷。如果编写特定于应用程序的检测器，则这个好处可能更大。
生成有意义的结果
重要的是要认识到这种成本/效益分析只有在不生成大量误检时才有效。换句话说，如果在每次编译时，不能简单地确定是否引入了新的缺陷，那么这个工具的价值就会被抵消。分析越自动化越好。如果修复缺陷意味着必须吃力地分析检测出的大量不相干的缺陷，那么您就不会经常使用它，或者至少不会很好地使用它。
确定不关心哪些问题并从编译中排除它们。也可以挑出 确实关注的一小部分检测器并只运行它们。另一种选择是从个别的类中排除一组检测器，但是其他的类不排除。FindBugs 提供了使用过滤器的极大灵活性，这可帮助生成对团队有意义的结果，由此我们进入下一节。
确定用 FindBugs 的结果做什么
可能看来很显然，但是您想不到我参与的团队中有多少加入了类似 FindBugs 这样的工具而没有真正利用它。让我们更深入地探讨这个问题——用结果做什么？明确回答这个问题是困难的，因为这与团队的组织方式、如何处理代码所有权问题等有很大关系。不过，下面是一些指导：
可以考虑将 FindBugs 结果加入到源代码管理（SCM）系统中。一般的经验做法是不将编译工件（artifact）放到 SCM 系统中。不过，在这种特定情况下，打破这个规则可能是正确的，因为它使您可以监视代码质量随时间的变化。
可以选择将 XML 结果转换为可以发送到团队的网站上的 HTML 报告。转换可以用 XSL 样式表或者脚本实现。有关例子请查看 FindBugs 网站或者邮件列表。

FindBugs在Eclipse中使用的情况

http://www.cnblogs.com/doit8791/archive/2012/10/22/2734730.html

FindBugs是一个可以在Java程序中发现Bugs的程序。它是专门用来寻找处于"Bug Patterns"列表中的代码的。Bug Patterns指很有可能是错误的代码的实例。

打开Bug Details视图Windows => Show View => Other… => FindBugs => BugDetails

在Package Explorer或Navigator视图中，选中你的Java项目，右键，可以看到"Find Bugs"菜单项，子菜单项里有"Find Bugs"和"Clear Bug Markers"两项内容，如下图所示：

我们建立一个简单的测试文件Test.java 内容如下：

public class Test { private String[] name; public String[] getName() { return name; } public void setName(String[] name) { this.name = name; } }

我们点中"Find Bugs"，运行时会出现如下进度框：

运行结束后可以在Problems中看到增加了如下的警告信息内容

FindBugs运行后的警告信息内容不仅在Problems视图中显示，而且将标记在源代码标记框中，在源代码编辑器中我们可以看到警告标识，如下图：

当光标指向你的警告信息的代码上面时，就会有相应的错误提示信息，与Eclipse本身的错误或警告信息提示类似。

选中Problems视图里出现的相应问题，就会在代码编辑器里切换到相应的代码上去，方便根据相应的提示信息进行代码的修改。

在Problems视图里，选中相应的问题条目，右键，在弹出的菜单中，可以看到"Show Bug Details"，如下图所示：

点中它，会切换到Bug Details视图上去，显示更加详细的提示信息。

当然，在代码编辑窗口中，点击带有警告提示信息的图标时，也会自动切换到Bud Details窗口去，查看详细的警告信息，如下图所示。

根据这里详细的信息，你可以得到FindBugs为什么会对你的代码报警告信息，及相应的处理办法，根据它的提示，你可以快速方便地进行代码修改。

根据提示，我们将代码修改成如下，再运行就不会报有警告信息了。

public class Test { private String[] name; public String[] getName() { String[] temp = name; return temp; } public void setName(String[] name) { String[] temp = name; this.name = temp; } }

配置FindBugs

选择你的项目，右键 => Properties => FindBugs =>

可以配置的信息包括如上图所示的四个选项的相关设置：

1. Run FindBugs Automatically开关

当此项选中后，FindBugs将会在你修改Java类时自动运行，如你设置了Eclipse自动编译开关后，当你修改完Java文件保存，FindBugs就会运行，并将相应的信息显示出来。

当此项没有选中，你只能每次在需要的时候自己去运行FindBugs来检查你的代码。

2. Minimum priority to report选择项

这个选择项是让你选择哪个级别的信息进行显示，有Low、Medium、High三个选择项可以选择，很类似于Log4J的级别设置啦。 比如：

你选择了High选择项，那么只有是High级别的提示信息才会被显示。

你选择了Medium选择项，那么只有是Medium和High级别的提示信息才会被显示。

你选择了Low选择项，那么所有级别的提示信息都会被显示。

3. Enable bug categories选择项

在这里是一些显示Bug分类的选择：

Correctness关于代码正确性相关方面的

Performance关于代码性能相关方面的

Internationalization关于代码国际化相关方面的

Multithreaded correctness关于代码多线程正确性相关方面的

Style关于代码样式相关方面的

Malicious code vulnerability关于恶意破坏代码相关方面的

比如：如果你把Style的检查框去掉不选择中它，那么与Style分类相关的警告信息就不会显示了。其它的类似。

4. Select bug patterns to check for选择项

在这里你可以选择所要进行检查的相关的Bug Pattern条目

可以从Bug codes、Detector name、Detector description中看到相应的是要检查哪些方面的内容，你可以根据需要选择或去掉相应的 检查条件。

三、详细说明

Findbugs是一个静态分析工具，它检查类或者JAR 文件，将字节码与一组缺陷模式进行对比以发现可能的问题。Findbugs自带检测器，其中有60余种Bad practice，80余种Correctness，1种 Internationalization，12种Malicious code vulnerability，27种Multithreaded correctness，23种Performance，43种Dodgy。

Bad practice 坏的实践

一些不好的实践，下面列举几个：

HE： 类定义了equals()，却没有hashCode()；或类定义了equals()，却使用

Object.hashCode()；或类定义了hashCode()，却没有equals()；或类定义了hashCode()，却使用Object.equals()；类继承了equals()，却使用Object.hashCode()。

SQL：Statement 的execute方法调用了非常量的字符串；或Prepared Statement是由一个非常量的字符串产生。

DE： 方法终止或不处理异常，一般情况下，异常应该被处理或报告，或被方法抛出。

Correctness 一般的正确性问题

可能导致错误的代码，下面列举几个：

NP： 空指针被引用；在方法的异常路径里，空指针被引用；方法没有检查参数是否null；null值产生并被引用；null值产生并在方法的异常路径被引用；传给方法一个声明为@NonNull的null参数；方法的返回值声明为@NonNull实际是null。

Nm： 类定义了hashcode()方法，但实际上并未覆盖父类Object的hashCode()；类定义了tostring()方法，但实际上并未覆盖父类Object的toString()；很明显的方法和构造器混淆；方法名容易混淆。

SQL：方法尝试访问一个Prepared Statement的0索引；方法尝试访问一个ResultSet的0索引。

UwF：所有的write都把属性置成null，这样所有的读取都是null，这样这个属性是否有必要存在；或属性从没有被write。

Internationalization 国际化

当对字符串使用upper或lowercase方法，如果是国际的字符串，可能会不恰当的转换。

Malicious code vulnerability 可能受到的恶意攻击

如果代码公开，可能受到恶意攻击的代码，下面列举几个：

FI： 一个类的finalize()应该是protected，而不是public的。

MS：属性是可变的数组；属性是可变的Hashtable；属性应该是package protected的。

Multithreaded correctness 多线程的正确性

多线程编程时，可能导致错误的代码，下面列举几个：

ESync：空的同步块，很难被正确使用。

MWN：错误使用notify()，可能导致IllegalMonitorStateException异常；或错误的

使用wait()。

No： 使用notify()而不是notifyAll()，只是唤醒一个线程而不是所有等待的线程。

SC： 构造器调用了Thread.start()，当该类被继承可能会导致错误。

Performance 性能问题

可能导致性能不佳的代码，下面列举几个：

DM：方法调用了低效的Boolean的构造器，而应该用Boolean.valueOf(…)；用类似

Integer.toString(1) 代替new Integer(1).toString()；方法调用了低效的float的构造器，应该用静态的valueOf方法。

SIC：如果一个内部类想在更广泛的地方被引用，它应该声明为static。

SS： 如果一个实例属性不被读取，考虑声明为static。

UrF：如果一个属性从没有被read，考虑从类中去掉。

UuF：如果一个属性从没有被使用，考虑从类中去掉。

Dodgy 危险的

具有潜在危险的代码，可能运行期产生错误，下面列举几个：

CI： 类声明为final但声明了protected的属性。

DLS：对一个本地变量赋值，但却没有读取该本地变量；本地变量赋值成null，却没有读取该本地变量。

ICAST： 整型数字相乘结果转化为长整型数字，应该将整型先转化为长整型数字再相乘。

INT：没必要的整型数字比较，如X <= Integer.MAX_VALUE。

NP： 对readline()的直接引用，而没有判断是否null；对方法调用的直接引用，而方法可能返回null。

REC：直接捕获Exception，而实际上可能是RuntimeException。

ST： 从实例方法里直接修改类变量，即static属性。