コード品質とは何ですか?
コード品質は、コードの効率性、読みやすさ、使いやすさを示す指標です。コーディングは本質的に自由形式であり、同じプログラミング言語の同じ問題を複数の方法で解決できます。コード品質はコードの正確性と信頼性を測定しますが、バグがないことと移植性があることがコード品質の唯一の測定指標ではありません。デベロッパーにとってのコードの使いやすさも含まれます。コード品質は、コードを理解および変更し、必要に応じて再利用することがどの程度容易であるかを表します。
コード品質が重要なのはなぜですか?
ソフトウェア関数は、数百行のコードを使用して作成することも、わずか数十行のコードを使用して作成することもできます。アプローチはさまざまな要因に依拠する場合があります。例えば、プログラミングパラダイムを考えてみましょう。設計パターン、問題解決アプローチ、プログラミング言語の能力、外部ライブラリの使用を考慮することもできます。
コード品質は、コードの機能性だけでなく、読みやすさや長期的な管理におけるコードの効率を表します。
コード品質が高いことで、時間とリソースを節約でき、全員の仕事が容易になります。高品質のコードが、誰にとって、どのように役立つのかを次に簡単に示します。
- 高品質のコードは、デベロッパーが自分のコードを読み直し、そのコードに基づいて構築して、リファクタリングするのに役立ちます
- 他のデベロッパーが他者のコードを理解し、そのコードに基づいて共同作業するのに役立ちます
- システムアーキテクトやプロジェクトリーダーが構造への準拠をチェックし、チームの取り組みを調整するのに役立ちます
- ソフトウェア開発における他の関係者 (セキュリティチームや運用チームなど) がコードをテスト、デプロイ、保護するのに役立ちます
デベロッパーは時間の経過とともに経験を積むことで、コーディング手法とアプローチを改良し、高品質のコードを生成できます。
コード品質を測定するにはどうすればよいですか?
コード品質の定量的なメトリクスは個別的かつ測定可能です。一例として、1,000 時間にわたって実行されているソフトウェアアプリケーションのコードで検出されたエラーの数を挙げることができます。
コード品質の定性的なメトリクスは主観的かつ説明的なものです。例えば、エキスパートデベロッパーは、ジュニアデベロッパーの成果物をチェックしてコメントすることができます。
定量的評価と定性的評価を組み合わせることで、ソフトウェアの品質を最適に測定することができます。コード品質を構成するその他の要素には、ドキュメント、効率、エンドユーザーの使いやすさ、適時性、セキュリティが含まれます。
次に、コード品質に関する 6 つの主要な測定領域について説明します。
信頼性
信頼性の高いコードは、実行するたびに文書化されたとおりに実行されます。信頼性の高いコードは堅牢でもあります。クラッシュや他の不正な動作を発生させることなく、想定されていない入力や割り込みを処理します。
信頼性を測定するには、一定期間内のシステム障害の数、平均故障時間、既知のバグの数などの追跡メトリクスを含めます。
拡張可能
ソフトウェアは毎回完璧に動作するかもしれませんが、コードをわずかに変更する必要がある場合はどうすればよいでしょうか? あるいは、そのコードを使用して新しい機能を構築する必要がある場合はどうすればよいでしょうか? 最初にコードを作成したデベロッパーがいなくなってしまったらどうなるでしょうか?
コードが拡張可能な場合、コードが完成して、その初期仕様が正しい状態になった後に、コードを更新または変更するのは簡単です。拡張可能なコードに関連する要素を次に示します。
- 全体的なソフトウェアアーキテクチャ
- モジュール性
- コーディング標準への準拠
- コードベースの長さ、サイズ、複雑さ
静的分析や依存関係マッピングなど、コードベースを読み取った後にこれらのメトリクスをスコアリングできるさまざまなツールがあります。
テスト可能
コードの一部は、その一部についてのテストの開発と、その一部に基づく実行が容易である必要があります。
例えば、1 つの関数に複数のロジックステップが含まれている場合、またはソフトウェアの他の部分を参照している場合、すべてのシナリオに対応するテストを作成するのは困難です。対照的に、ソフトウェアを論理的に個別のユニットまたはモジュールに分割すると、テストが容易になります。
試験性を測定するために、次の手法を使用できます。
- テストを書面化された要件にマッピングする
- テストされたコードの範囲を調査するツールを使用する
- コードの複雑さを評価するためにサイクロマティック複雑度計測ツール (Halstead 複雑性測定など) を実装する
デベロッパーは、テスト駆動型の開発パラダイムに従って、定期的に手動でコードレビューを実行して試験性を高めることもできます。
ポータブル
ある環境からコードを取得して、別の環境で再度機能させることを容易にしたい場合があります。その場合は、移植性を測定することをお勧めします。
例えば、Android アプリを iOS に移植する場合、どの程度の作業が必要になるでしょうか? クロスプラットフォームのユースケースを念頭に置いてコードを生成すると、新しいターゲットシステムへの移植が比較的容易になります。
移植性は、コードがその基盤となるソフトウェアおよびハードウェアターゲットシステムとどの程度緊密に結合されているかによって決まります。密結合コードを実行するには、高度に特定的な仮想マシンが必要です。
対照的に、コンテナにデプロイされたコードは、あらゆる環境で実行できます。場合によっては、ターゲットシステムから機能を切り離すために完全なコードリファクタリングが必要になる場合があります。
再利用可能
高品質のコードはモジュール式であり、再利用できるように設計されています。例えば、タスク追跡データベースにタスクを追加するように設計された関数は、ソフトウェアプロジェクトの別の部分で、または別のソフトウェアプロジェクト全体で再利用できます。
再利用できるように設計されたソフトウェアコンポーネントは、多くの場合、API にアタッチされます。API は、単に関数をコピーして貼り付けるのではなく、再利用可能なコードの機能とインターフェイスで接続するための標準的な方法を提供します。
コード品質を改善するためのヒントにはどのようなものがありますか?
コード品質をチェックおよび改善するのに役立つさまざまな種類のツールがあります。例えば、テストフレームワークおよびツールは、次のようなさまざまな目的で使用できます。
- 静的コード分析
- ソフトウェアのバージョニング
- コーディングスタイルのチェック
- コードの複雑さとサイクロマティック複雑度のチェック
- 包括的なテスト範囲
- パフォーマンステスト
- セキュリティの検証
ソフトウェア開発ライフサイクルに 1 つ以上のツールを組み込むことで、あらゆるプロジェクトで高品質のコードを構築することがより容易になります。デベロッパーが最初から高品質のソフトウェアプロジェクトを構築できるように、ツールを統合開発環境 (IDE) に統合してください。
コードを Git リポジトリにプッシュするなど、継続的インテグレーションおよび継続的開発 (CI/CD) イベント中にトリガーされる自動コード品質チェックやコードレビューツールを組み込むこともできます。
コード品質を改善するための戦略をさらにいくつか次に示します。
評価
オートメーションと特殊なソフトウェアツールはコード品質のレビューに役立ちますが、手動でのコードレビューにも利点があります。
ペアプログラミングのアクティビティには、単独のプログラミングでは見逃していた品質の問題を発見するために、デベロッパーがお互いのコードをチェックすることが含まれます。オブジェクト指向プログラミング、関数型プログラミング、Model View Controller パターンなどのプログラミングパラダイムと設計パターンからのガイダンスに基づいてレビューできます。
リファクタリング
コード品質テストとコードレビューによってコードベース内の低品質コードが特定された後、リファクタリングのためにコードにフラグを付けることができます。
リファクタリングでは、同じコードを再構築して、より高品質またはよりパフォーマンスの高いものにします。開発プロセスでバグが発生しないように、リファクタリングの前後でコードを徹底的にテストする必要があります。
ドキュメント
高品質のコードを構築するには、高品質の要件ドキュメントが必要です。このドキュメントでは、システムの機能要件、非機能要件、およびパフォーマンス要件を、一貫性をもって徹底的に概説する必要があります。これらのドキュメントは、効果的かつ徹底的なアーキテクチャ設計とテストのガイダンスとなります。
スタイルガイド
スタイルガイドは、コード開発のための一連の規則を記載しています。これらの規則は、フォーマット、命名、インデントなどのスタイルベースの側面を対象としています。これらの規則に従って構築されていなくてもコードは実行できますが、保守性の観点からは低品質となります。
Python の PEP 8 などのスタイルガイドに従うことで、デベロッパーは、他のデベロッパーが読み取って保守できるコードを構築できます。
コーディング標準
コーディング標準は、スタイルガイドの基本的なスタイルに関する規則を超えた範囲を対象とします。これらは、コードを開発する方法についての標準作業手順書 (SOP) のようなものとなります。コーディング標準には、使用する設計パターン、アーキテクチャに関するルール、エラー処理の方法に関するガイドラインが含まれています。
コーディング標準は、安全なコーディングのための SEI CERT C Coding Standard など、コミュニティベースである場合があります。組織やプロジェクトに固有のガイダンスとして社内で策定することもできます。
スタイルガイドとコーディング標準はどちらも、プロジェクトが開始されるかなり前からコード品質を定義するのに役立ちます。
AWS はコード品質の改善をどのようにサポートできますか?
Amazon Web Services (AWS) は、デベロッパーが高品質のコードを構築し、コード品質を測定するのに役立つ多くのソリューションを提供します。
- Amazon CodeWhisperer は、人工知能 (AI) コーディング支援ツールです。統合開発環境 (IDE) でリアルタイムの単一行コードまたは完全に機能するコードの提案を生成します。これは、ソフトウェアを迅速に構築し、コードを品質を高く保つのに役立ちます。CodeWhisperer を利用すると、特定のタスクの概要を英語で説明するコメントを、自然言語で記述できます。その後、CodeWhisperer は 1 つ以上のコードスニペットを IDE で直接推奨します。
- Amazon CodeGuru Security は、機械学習 (ML) と自動推論を組み合わせた静的アプリケーションセキュリティテスト (SAST) ツールです。コードに含まれる脆弱性を特定し、その脆弱性を修正する方法に関するレコメンデーションを提供して、解決されるまでその脆弱性のステータスを追跡します。
- Amazon CodeGuru Profiler は、アプリケーションの最もコストのかかるコード行をデベロッパーが見つけるのに役立ちます。これは、アプリケーションの実行時の動作を理解するのに役立ちます。コードの非効率性を特定して除去し、パフォーマンスを改善して、コンピューティングコストを大幅に削減できます。
- AWS Cloud9 は、動的プログラミング言語での開発に必要なソフトウェアとツールを提供するクラウドベースの IDE です。これらの言語には、JavaScript、Python、PHP、Ruby、Go、C++ が含まれます。
AWS Marketplace では、さまざまな目的に合わせていくつかのコード品質ツールから選択することもできます。
今すぐアカウントを作成して、AWS で高品質のコードの構築を開始しましょう。
