Wie stellst du sicher, dass dein Code nicht nur funktioniert, sondern auch sicher, wartbar und zukunftsfähig ist? In diesem Beitrag zeigen wir, warum statische Codeanalyse genau dabei hilft, wie wir sie bei d.velop eingeführt haben und welche Erfahrungen wir im Alltag gemacht haben.
Was ist statische Codeanalyse?
Statische Codeanalyse ist ein Verfahren zur Untersuchung von Quellcode, ohne den Quellcode auszuführen. Das bedeutet: Der Code wird nicht kompiliert oder gestartet, sondern rein auf Basis seines Inhalts analysiert. Ziel ist es, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen. Dabei geht es nicht nur um klassische Syntaxfehler, sondern auch um Aspekte wie Sicherheitslücken, Wartbarkeit, schlechte Lesbarkeit oder unnötige Komplexität.
Wie erfolgt die statische Codeanalyse?
Die Analyse erfolgt mithilfe spezieller Tools, die den Quellcode regelbasiert und mithilfe statischer Modelle untersuchen. Diese Tools durchsuchen den Code nach bestimmten Mustern, die auf Fehler oder Schwächen hindeuten können, beispielsweise ungenutzte Variablen, zu lange Methoden, zyklische Abhängigkeiten oder veraltete Verschlüsselungsverfahren. Viele dieser Tools lassen sich in Entwicklungsumgebungen und Build-Pipelines integrieren, sodass sie automatisch bei jedem Commit oder Build ausgeführt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass Qualitätsprobleme frühzeitig erkannt und behoben werden können, bevor sie in späteren Phasen der Softwareentwicklung teurer oder riskanter werden. Ganz nach dem Shift-Left-Prinzip.
Statisch vs. dynamisch – Wo liegt der Unterschied?
Die dynamische Codeanalyse erfolgt während der Programmausführung. Sie beobachtet das Verhalten des Codes zur Laufzeit, etwa durch Tests, Monitoring oder Debugging. Dabei lassen sich Fehler erkennen, die nur unter bestimmten Bedingungen auftreten z. B. Speicherlecks, Race Conditions, fehlerhafte Logik oder Performanceprobleme. Typische Werkzeuge sind Profiler, Debugger, Unit- und Integrationstests sowie Laufzeit-Monitoring-Systeme.
Warum ist sie wichtig für Softwarequalität und Sicherheit?
Statische Codeanalyse ist ein Werkzeug zur Sicherstellung von Softwarequalität und Sicherheit. Sie weist nicht nur frühzeitig auf Probleme hin, sondern ermöglicht auch strukturelle Verbesserungen im Entwicklungsprozess.
Ein zentraler Mehrwert liegt in der Standardisierung: Durch die konsequente Anwendung definierter Coding-Regeln entsteht ein einheitlicher, lesbarer und wartbarer Code. Das erleichtert die Zusammenarbeit im Team, reduziert Missverständnisse und schafft eine gemeinsame Basis für Reviews und Weiterentwicklung.
Auch im Bereich der Sicherheit zeigt die statische Analyse ihre Stärken. Viele Schwachstellen lassen sich bereits im Quelltext erkennen, beispielsweise unsichere API-Nutzung, fehlerhafte Validierungen oder potenzielle Injection-Punkte. Durch automatisierte Prüfungen können solche Risiken frühzeitig identifiziert und behoben werden, bevor sie in produktiven Systemen zum Problem werden.
Darüber hinaus hilft die statische Analyse, technische Schulden sichtbar zu machen und gezielt abzubauen. Gerade in gewachsenen oder älteren Codebasen lassen sich Altlasten identifizieren, priorisieren und schrittweise verbessern. Das erhöht die langfristige Wartbarkeit der Software und reduziert das Risiko, dass veralteter oder fehleranfälliger Code unentdeckt bleibt.
Wie wir bei d.velop gestartet sind
Wir haben eine Initiative ins Leben gerufen, um die statische Codeanalyse in unseren Entwicklungsprozess zu integrieren. Dabei war es uns wichtig, die Einführung in mehreren Phasen zu gestalten, um den Teams Zeit zur Anpassung zu geben und den Nutzen der Analyse schrittweise zu verdeutlichen.
Dazu haben wir in der ersten Phase die Teams dazu eingeladen, die statische Codeanalyse auf freiwilliger Basis zu testen und erste Erfahrungen zu sammeln.
In den beiden weiteren Phasen wird die Nutzung der statischen Codeanalyse weiter ausgebaut und sie schließlich als fester, verpflichtender Bestandteil in unseren Entwicklungsprozess integriert.
Zusätzlich hat sich d.velop auf zwei gemeinsame Quality Gates geeinigt, die für alle Projekte gelten. Diese Quality Gates umfassen verschiedene Metriken, die sicherstellen, dass der Code firmenweit bestimmte Qualitätsstandards erfüllt. Darüber hinaus haben wir uns auf gemeinsame Quality Profiles geeinigt, die als Grundlage für die statische Codeanalyse dienen. Diese Profile definieren die bei der Analyse anzuwendenden Regeln und Standards, um eine konsistente Bewertung der Codequalität zu gewährleisten.
Integration in unsere CI/CD-Pipelines
Mit der Einführung des GitLab CI/CD Katalogs haben wir eigene Komponenten für die statische Codeanalyse bereitgestellt. Diese nutzen SonarQube als zentrales Tool zur Analyse und Bewertung der Codequalität. Die Komponenten können entweder von den Teams in deren bestehende Pipelines integriert werden. Alternativ ist die statische Codeanalyse bereits automatisch in der d.velop Standard-Pipeline enthalten, sofern das jeweilige Team diese nutzt. Die d.velop Standard-Pipeline ist eine vordefinierte CI/CD-Pipeline, die alle wesentlichen Jobs für den Softwareentwicklungsprozess beinhaltet.
Ein Beispiel für die Verwendung der C#-Static-Code-Analysis-Komponente in einer .gitlab-ci.yml-Datei:
In dem Beispiel wird die statische Codeanalyse für ein C#-Projekt eingebunden. Die Komponente kümmert sich dabei selbstständig um die Analyse und die Kommunikation mit dem SonarQube-Server. Nach dem Abschluss der Analyse, wertet die Komponente das Ergebnis aus und bricht die Pipeline ab, wenn das definierte Quality Gate nicht erfüllt wurde. Somit ist sichergestellt, dass nur Quellcode in die Produktion gelangt, der unseren Standards entspricht.
Regelpflege und Governance
Mit der Einführung der statischen Codeanalyse haben wir festgelegt, dass die Pflege und Weiterentwicklung der aktiven Regeln zentral durch unser Quality- und Security-Team erfolgt. Die Entwicklungsteams bringen regelmäßig ihr Feedback und Vorschläge für neue oder angepasste Regeln ein, sodass die Regelsets praxisnah und aktuell bleiben.
Um die Nachvollziehbarkeit sicherzustellen, werden neue Quality-Profiles und -Gates bei uns versioniert. Grundlage sind die Standardregeln von SonarQube, die kontinuierlich aktualisiert werden. So profitieren wir direkt von Verbesserungen und sicherheitsrelevanten Updates.
Best Practices aus unserem Alltag
Die statische Codeanalyse hat sich in der Vergangenheit als äußerst nützlich erwiesen, um die Codequalität zu verbessern und potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen. Die reibungslose Integration in die jeweiligen IDEs hat den Entwickler:innen insbesondere dabei geholfen, Probleme direkt während der Entwicklung zu identifizieren und zu beheben. Dies fördert nicht nur die Qualität des Codes, sondern auch das Bewusstsein für gute Programmierpraktiken im gesamten Team.
Das direkte Feedback in der IDE ist eine große Hilfe. Ebenso hilfreich ist die Möglichkeit, die Ergebnisse der statischen Codeanalyse in SonarQube zu visualisieren und zu verfolgen. So können die Teams den Fortschritt bei der Verbesserung der Codequalität überwachen und gezielt an den identifizierten Schwachstellen arbeiten.
Umgang mit Bestands-Projekten
Anfangs gab es in einigen Teams verständlicherweise Zurückhaltung hinsichtlich der Einführung der statischen Codeanalyse in bestehende Projekte. Es bestand die Sorge, dass die Analyse eine Vielzahl von Auffälligkeiten aufdecken könnte, die nicht relevant sind und deren Bearbeitung mit erheblichem Aufwand verbunden wäre. In der Praxis zeigte sich jedoch, dass diese Befürchtungen meist unbegründet waren. In der Regel wurden bei der ersten Analyse nur wenige wirklich relevante Punkte festgestellt, die kurzfristig adressiert werden mussten. Die übrigen Hinweise betrafen überwiegend potenzielle Verbesserungen, die sich gut schrittweise und im Rahmen der regulären Weiterentwicklung umsetzen ließen.
Fazit
Die statische Codeanalyse ist ein wertvolles Werkzeug zur Sicherstellung von Softwarequalität und Sicherheit. Sie ermöglicht die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme, fördert die Standardisierung von Coding-Praktiken und unterstützt die langfristige Wartbarkeit von Anwendungen. Durch die Integration in bestehende Entwicklungsprozesse und die kontinuierliche Pflege der Analyse-Regeln wird sie zu einem festen Bestandteil moderner Softwareentwicklung und trägt maßgeblich zur Qualitätssicherung bei.
Aktuell befinden wir uns in Phase 2 und 3 der Einführung. Die bisherigen Erfahrungen mit der statischen Codeanalyse sind durchweg positiv und sie hat sich als zuverlässiger Begleiter im Entwicklungsalltag etabliert. Wir sehen sie als integralen Bestandteil unserer Prozesse und freuen uns darauf, diesen Weg konsequent weiterzugehen, um die Qualität unserer Software kontinuierlich zu verbessern.
Dein Job bei der d.velop wartet auf dich!
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