代碼質(zhì)量分析利器OCLint

前言

隨著團隊人員的增多，開發(fā)人員的編碼風格不一致帶來的開發(fā)效率的低下，以及編寫代碼中容易犯錯的一些問題，盡管在人工code review 的能夠發(fā)現(xiàn)并且解決，但是效率將會大大降低，而且依靠人工來保證項目代碼質(zhì)量本身就不牢靠。我們必須在編碼階段，打包交付測試前就發(fā)現(xiàn)編寫代碼的潛在問題，并且解決這些問題來提高工程代碼質(zhì)量。

本文就是筆者在實際項目中運用OCLint對整個項目進行的一次實踐，記錄在實踐過程中的思路和所遇到的坑點，分享給大家。

筆者的所使用的開發(fā)工具和和開發(fā)環(huán)境如下：

Mac系統(tǒng)版本：macOS Mojave 10.14.5
ruby版本：2.6.3p62
gem版本：3.0.3
Xcode版本： 10.2.1
OCLint版本： 0.13
xcpretty版本： 0.3.0 # 這個是在項目文件夾下使用gem配置了的本地ruby環(huán)境安裝的，后面會說明為啥不安裝在系統(tǒng)默認的ruby環(huán)境下

筆者使用OCLint所做的codereview是結(jié)合Xcode在編碼開發(fā)階段進行的，ocline結(jié)合xcode的配置教程，這么做的優(yōu)點是：能夠在在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)編寫代碼的潛在問題，把問題提前暴露出來。缺點就是會：延長開發(fā)編譯時長，降低開發(fā)效率。

再講如何安裝OCLint和使用之前，我先講一下衡量代碼質(zhì)量的幾個指標：

代碼質(zhì)量衡量指標

  1. Cyclomatic Complexity：循環(huán)復雜度（又叫圈復雜度），用來表示程序的復雜度，圈復雜度越高，代碼就越難復雜難維護。OCLint給的默認閾值是10。
    復雜度計算：M = E ? N + 2P，其中 E 為圖中邊的個數(shù)，N 為圖中節(jié)點的個數(shù)，P 為連接組件的個數(shù)。
    簡單程序的控制流圖。此程序由紅色的節(jié)點開始運行，然后進入循環(huán)（紅色節(jié)點下由三個節(jié)點組成），離開循環(huán)后有條件分支，最后運行藍色節(jié)點后結(jié)束，此控制流圖中，E = 9, N = 8, P = 1，因此其循環(huán)復雜度為 9 - 8 + (2*1) = 3。
    具體可見維基百科介紹 和 這篇文章的計算方法。
    下面我用例子介紹一個簡單的計算方式：如下
    例子：下面這段代碼的 M = 2(if) + 1(for) + 1(for) + 2(if) + 2(if) + 2(if) + 1 = 11.
- (UIBezierPath *)pathForRect:(CGRect)rect {
    UIBezierPath *path = [[UIBezierPath alloc] init];
    if (self.width < 1.0) {
        self.width = self.segments.firstObject?self.segments.firstObject.width:1;
    }
    
    NSArray *segments = [_segments copy];
    xxxxxSegment *lastSegment = nil;
    xxxxxPoint *lastPoint = nil;
    for (xxxxxSegment *segment in segments) {
        xxxxxPoint *firstPoint = nil;
        for (xxxxxPoint *point in segment.points) {
            if (!firstPoint) { 
                firstPoint = point;
                if (!lastSegment) { 
                    [path moveToPoint:CGPoint(point)];
                    [path addLineToPoint:CGPoint(point)];
                } else { 
                    xxxxxPoint *lastPoint = lastSegment.points.lastObject;
                    if (![lastPoint isEqual:firstPoint]) {
                        [path addLineToPoint:CGPoint(lastPoint)];
                        [path moveToPoint:CGPoint(firstPoint)];
                    } else {
                        [path addQuadCurveToPoint:MID_CGPoint(lastPoint, firstPoint) controlPoint:CGPoint(lastPoint)];
                    }
                }
            } else { 
                NSAssert(lastPoint, @"last point should not be nil");
                [path addQuadCurveToPoint:MID_CGPoint(lastPoint, point) controlPoint:CGPoint(lastPoint)];
            }
            lastPoint = point;
        }
        lastSegment = segment;
    }
    
    if (lastPoint) {
        [path addLineToPoint:CGPoint(lastPoint)];
    }
    
    return path;
}
  1. NPath Complexity：NPath復雜度，用來表示一個方法所有可能執(zhí)行路徑的總和。OCLint給的默認閾值是200。NPath復雜度越高，代碼越難以被理解。
    例子：下面的例子NPath復雜度為4。
void example()          
{
    if (xx)              // 1
    {
    }
    else                // 2
    {
    }

    if (xx)              // 1
    {
    }
    else                // 2
    {
    }
}
  1. Non Commenting Source Statements：除去空語句，注釋代碼之后的源代碼行數(shù)。OCLint給方法的默認閾值是30，給一個類文件的默認閾值是1000。當NCSS過高，代碼的維護成本就會提高，此時就得考慮方法和類的瘦身，進行拆分和重構(gòu)。
    例子：
void example()          // 1
{
    if (1)              // 2
    {
    }
    else                // 3
    {
    }
}
  1. Statement Depth：語句嵌套深度。OCLint給方法的默認閾值是5。
    例子：
if (1)
{                // 1
    {           // 2
        {       // 3
        }
    }
}

為什么選擇則OCLint

iOS靜態(tài)代碼分析工具對比：

  1. Xcode自帶的Analyzer，使用方式超級簡單Product > Analyze或者快捷鍵shift + command + B。
    能夠進行以下的問題檢測，支持的語言包括C, C++ 和 Objective-C，不可進行自定義；
    ?邏輯缺陷，例如訪問未初始化的變量和解除引用空指針；
    ?內(nèi)存管理缺陷，例如內(nèi)存泄漏；
    ?未使用的變量；
    ?由于不遵循項目使用的框架和庫所需的策略而導致的API使用缺陷。
  2. Facebook開源的Infer，使用方式用command line，可以持續(xù)集成
    能夠檢查的bug類型比Analyzer豐富，具體見官方文檔。
  3. OCLint, 優(yōu)點是可檢查的規(guī)則最多，并且具有高可定制性，缺點是集成到Xcode中進行檢測效率低。官方定義的支持的檢查規(guī)則有71條，詳見官方規(guī)則。
    以上三個工具的底層原理都類似，都需要用到Clang進行碼編譯后的產(chǎn)物，然后進行分析。
    綜上比較，因OCLint的可定制化最高，并且可以和Xcode無縫結(jié)合，所以我們團隊選擇使用OCLint可以非常方便和統(tǒng)一的進行項目工程代碼質(zhì)量檢測并且修改。

OCLint安裝

官方文檔上提供了三種安裝方式了，分別是：Homebrew、下載安裝包安裝、源代碼編譯安裝；
如果需要自定義檢測規(guī)則，則必須使用第三種安裝方式：源代碼編譯安裝。不過筆者尚未嘗試過，到后期根據(jù)團隊的項目實際需要，如果需自定義則會嘗試使用。
筆者使用的是最簡單的Homebrew安裝方式：

brew tap oclint/formulae
brew install oclint

有以下信息則表示安裝成功

$ oclint
oclint: Not enough positional command line arguments specified!
Must specify at least 1 positional arguments: See: oclint -help

xcpretty安裝

由于筆者使用方式是直接在xcode的Build Pahses添加的Run Script腳本，在使用gem install xcpretty的安裝方式在系統(tǒng)的ruby環(huán)境安裝會在編譯的時候會報錯，xcpretty command not found，原因就是xcode和teminal的環(huán)境不一樣，盡管在terminal上能很好工作但是在xcode就會報找不到xcprrety的錯誤。當時找到的一種解決方式直接在sh腳本中將xcpretty寫為絕對路徑（找到安裝的絕對路徑就是which xcpretty），但是這種方式的弊端就是組內(nèi)成員沒法協(xié)同開發(fā)，畢竟比無法保證其他伙伴安裝的xcpretty的絕對路徑和你的保持一致，座椅最終放棄這種方式。最后在詢問團隊其他人員的協(xié)助下找到了另一個解決方案：使用bundler在工程目錄維護一個管理ruby gem，詳細介紹見官方文檔。
首先安裝bundler，在終端執(zhí)行如下命令：

gem install bundler

在xcode工程根目錄寫一個Gemfile，內(nèi)容如下

source 'https://rubygems.org'
gem 'xcpretty', '0.3.0'

然后執(zhí)行

bundle install

執(zhí)行完成后，會有一個ruby文件夾的生成，這個就是本地的ruby環(huán)境，xcpretty就安裝完成。


bundle install

.oclint 規(guī)則配置文件編寫

官方可配置的71條規(guī)則
在項目根目錄編寫一個.oclint文件，筆者的項目使用的規(guī)則內(nèi)容如下：

rule-configurations:
  - key: CYCLOMATIC_COMPLEXITY # Cyclomatic complexity of a method 10
    value: 30
  - key: LONG_LINE
    value: 110
  - key: NCSS_METHOD # Number of non-commenting source statements of a method 30
    value: 50
  - key: LONG_VARIABLE_NAME
    value: 40
  - key: NESTED_BLOCK_DEPTH
    value: 6
  - key: MINIMUM_CASES_IN_SWITCH
    value: 2
  - key: SHORT_VARIABLE_NAME
    value: 1
  - key: TOO_MANY_METHODS
    value: 50
  - key: LONG_METHOD
    value: 100
disable-rules:
  - RedundantLocalVariable 
  - SHORT_VARIABLE_NAME 
  - LongVariableName
  - UnnecessaryElseStatement 
  - RedundantNilCheck 
  - RedundantIfStatement
  - InvertedLogic
  - AssignIvarOutsideAccessors
  - UseObjectSubscripting
  - BitwiseOperatorInConditional
  - PreferEarlyExit
  - UnusedMethodParameter
max-priority-1: 1000
max-priority-2: 1000
max-priority-3: 1000
enable-clang-static-analyzer: false

sh腳本編寫

內(nèi)容如下：

# Type a script or drag a script file from your workspace to insert its path.

export LC_CTYPE=en_US.UTF-8
set -euo pipefail # 腳本只要發(fā)生錯誤，就終止執(zhí)行
# 刪除DerivedData的build文件
#echo $(dirname ${BUILD_DIR})
rm -rf $(dirname ${BUILD_DIR})

# 1. 環(huán)境配置，判斷是否安裝oclint，沒有則安裝
if which oclint 2>/dev/null; then
echo 'oclint already installed'
else # install oclint
brew tap oclint/formulae
brew install oclint
fi

# 2.0 使用xcodebuild構(gòu)建項目，并且使用xcprretty將便于產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為json
projectDir=${PROJECT_DIR}
prettyPath="${projectDir}/ruby/2.6.0/gems/xcpretty-0.3.0/bin/xcpretty" # 替換為你安裝的本地路徑
#echo ${prettyPath}
projectName="xxxxxxx" # 替換為你的project name
xcodebuild -scheme ${projectName} -workspace ${projectName}.xcworkspace clean && xcodebuild clean && xcodebuild -scheme ${projectName} -workspace ${projectName}.xcworkspace -configuration Debug -sdk iphonesimulator COMPILER_INDEX_STORE_ENABLE=NO | ${prettyPath} -r json-compilation-database  -o compile_commands.json

# 3.0 判斷json是否
if [ -f ./compile_commands.json ]; then echo "compile_commands.json 文件存在";
else echo "-----compile_commands.json文件不存在-----"; fi

# 4.0 oclint分析json
oclint-json-compilation-database -e Pods -- -report-type xcode
oclint.png

然后command + B之后，去喝泡一杯咖啡，回來你就能夠看到工程代碼的warning然后修改代碼。

Clang-format對團隊代碼進行風格統(tǒng)一

筆者使用的.clangformat的配置如下，具體見gist：

---
# Language:        ObjC
BasedOnStyle:  Google
AccessModifierOffset: 0
ConstructorInitializerIndentWidth: 4
SortIncludes: false

# 連續(xù)賦值時，對齊所有等號
# AlignConsecutiveAssignments: true 
AlignAfterOpenBracket: true
AlignEscapedNewlinesLeft: true
AlignOperands: false
AlignTrailingComments: true

AllowAllParametersOfDeclarationOnNextLine: false
AllowShortBlocksOnASingleLine: false
AllowShortCaseLabelsOnASingleLine: false
AllowShortFunctionsOnASingleLine: false
AllowShortIfStatementsOnASingleLine: false 
# AllowShortFunctionsOnASingleLine: All
AllowShortLoopsOnASingleLine: false

AlwaysBreakAfterDefinitionReturnType: false
AlwaysBreakTemplateDeclarations: false
AlwaysBreakBeforeMultilineStrings: false

BreakBeforeBinaryOperators: None
BreakBeforeTernaryOperators: false
BreakConstructorInitializersBeforeComma: false

BinPackArguments: true
BinPackParameters: true
ColumnLimit: 110
ConstructorInitializerAllOnOneLineOrOnePerLine: true
DerivePointerAlignment: false
ExperimentalAutoDetectBinPacking: false
IndentCaseLabels: true
IndentWrappedFunctionNames: false
IndentFunctionDeclarationAfterType: false
MaxEmptyLinesToKeep: 1 # 連續(xù)的空行保留幾行
KeepEmptyLinesAtTheStartOfBlocks: false
NamespaceIndentation: Inner
ObjCBlockIndentWidth: 4
ObjCSpaceAfterProperty: true
ObjCSpaceBeforeProtocolList: true
PenaltyBreakBeforeFirstCallParameter: 10000
PenaltyBreakComment: 300
PenaltyBreakString: 1000
PenaltyBreakFirstLessLess: 120
PenaltyExcessCharacter: 1000000
PenaltyReturnTypeOnItsOwnLine: 200
PointerAlignment: Right
SpacesBeforeTrailingComments: 1
Cpp11BracedListStyle: true
Standard:        Auto
IndentWidth:     4
TabWidth:        4
UseTab:          Never
BreakBeforeBraces: Custom
BraceWrapping: 
    AfterClass: true
    AfterControlStatement: false
    AfterEnum: false
    AfterFunction: false
    AfterNamespace: true
    AfterObjCDeclaration: false # ObjC定義后面是否換行
    AfterStruct: false
    AfterUnion: false
    BeforeCatch: false
    BeforeElse: false
    IndentBraces: false

SpacesInParentheses: false
SpacesInSquareBrackets: false
SpacesInAngles:  false
SpaceInEmptyParentheses: false
SpacesInCStyleCastParentheses: false
SpaceAfterCStyleCast: false
SpacesInContainerLiterals: true
SpaceBeforeAssignmentOperators: true

ContinuationIndentWidth: 4
CommentPragmas:  '^ IWYU pragma:'
ForEachMacros:   [ foreach, Q_FOREACH, BOOST_FOREACH ]
SpaceBeforeParens: ControlStatements
DisableFormat:   false
...

使用命令clang-format -i [files]

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