一種基于模型的Webservice測試方法

朱 棣 蘭少華 顧一禾

（南京理工大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇 210094）

0 引言

伴隨著計算機的普及和網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，計算機應(yīng)用已經(jīng)遍布各個角落，與此同時各行各業(yè)對軟件需求也越來越多，對軟件的健壯性、功能性等提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。計算機系統(tǒng)日益復(fù)雜，軟件規(guī)模也在迅速膨脹，必然使得缺陷出現(xiàn)的可能性大大增加，暴露出的問題自然也逐漸增多，再加上當(dāng)前的軟件開發(fā)和運行環(huán)境的開放性、多變性、動態(tài)性等，使得軟件隱藏了許多未知隱患。例如，阿麗亞娜5型運載火箭發(fā)射失敗，北京奧運會售票官網(wǎng)一度癱瘓都是由軟件故障引起的。

網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為一個龐大的資源共享庫，每時每刻傳遞著巨大信息量。通過HTML、XML、CGI等WEB技術(shù)，越來越多基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的Web應(yīng)用系統(tǒng)被創(chuàng)建起來。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式計算技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)三者進(jìn)一步的融合發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正朝著SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）發(fā)展。Webservice正是這種原則的體現(xiàn)，它為因特網(wǎng)上的分布式計算提出了一種基于 XML等開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的、松散耦合的、跨語音、跨平臺的新型軟件構(gòu)件。軟件測試一直以來都是保證軟件質(zhì)量的重要手段，對于測試方法、技術(shù)的研究一直都沒有停止過。

1 基于模型的測試

軟件測試的目的是用最少的時間和人力找出軟件開發(fā)各個階段潛在的各種錯誤和缺陷。從證實方面說是為了證明軟件不存在錯誤的過程，證偽方面說是發(fā)現(xiàn)軟件中錯誤而執(zhí)行程序的過程。測試對象包括程序、需求分析、概要分析、詳細(xì)分析、交付件、設(shè)計文檔、源代碼等。

社會對軟件需求越來越多，規(guī)模也越來越大，對軟件安全性、可靠性、實時性等也提出更高的要求。最初軟件測試方法日益不能跟上軟件增長，伴隨著面向模型的開發(fā)技術(shù)發(fā)展以及軟件自動化測試技術(shù)進(jìn)步，基于模型的軟件測試（Mode1-Based Software Testing）技術(shù)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。所謂基于模型的軟件測試就是對應(yīng)用程序的某個被測功能或者多個待測試功能進(jìn)行分析，得到應(yīng)用程序的規(guī)格說明書，根據(jù)這個說明書設(shè)計出模型，以模型為依據(jù)根據(jù)某種配對原則生成測試用例，最終對測試結(jié)果進(jìn)行評估。基于模型的軟件測試的出現(xiàn)大大提高了自動化測試技術(shù)的效率和測試水平，提高了測試用例的重復(fù)使用率。目前已經(jīng)出現(xiàn)了多種測試模型：UML模型、有限狀態(tài)機模型、文法模型、馬爾科夫鏈模型等。

2 Webservice技術(shù)

Webservice技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)的分布性和多變性就決定了傳統(tǒng)的測試方法并不能完全的滿足其測試需求。Webservice作為Web應(yīng)用的一種得到了很多行業(yè)的關(guān)注和支持，如何保證其可靠性成為學(xué)術(shù)界的討論研究焦點。

Webservice各種角色在交互中必然牽扯到一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，通常描述 Webservice=SOAP++WSDL+UDDI。其中 SOAP（Simp1e Object Access Protoco1）協(xié)議是Webservice的主體，它通過HTTP或者SMTP等應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行通訊，自身使用XML文件來描述程序的函數(shù)方法和參數(shù)信息，從而完成不同主機的異構(gòu)系統(tǒng)間的計算服務(wù)處理。WSDL（Web Service Description Language）也是一個XML文檔，它通過HTTP向公眾發(fā)布，公告客戶端程序關(guān)于某個具體的Webservice服務(wù)的URL信息、方法的命名，參數(shù)，返回值等。UDDI是一種目錄服務(wù)，它集描述（Universa1 Description）、檢索（Discovery）、集成（Integration）為一體，通過這個目錄對Webservice進(jìn)行注冊和查找，在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布自己所提供的服務(wù)。

圖1 Webservice體系結(jié)構(gòu)模型

3 樹模型測試方案

樹型結(jié)構(gòu)是一類重要的非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是以分支關(guān)系定義的層次結(jié)構(gòu)，不僅在計算機領(lǐng)域，在其他非計算機領(lǐng)域同樣得到了廣泛的應(yīng)用。

本文采用ewind DesignSpace工具進(jìn)行建模并生成用例，它是一個 MBT工具，并應(yīng)用算法固化的測試設(shè)計方法，其具有與模型分離的生成策略控制能力，適配敏捷測試的能力，算法固化經(jīng)典的測試設(shè)計方法，自動根據(jù)模型生成用例包括文本用例和自動化用例。

圖2 ewind DesignSpace用例設(shè)計流程圖

分類樹是某種業(yè)務(wù)行為的因子的約束組合，Root節(jié)點下分類節(jié)點是相互組合的，每個分類節(jié)點下類節(jié)點（葉子）是相互互斥的，即一個用例中一個分類節(jié)點下面的取值只會出現(xiàn)一個，類節(jié)點下面還需考慮不同分類，則需在類節(jié)點下繼續(xù)增加該類取值的不同分類。流程圖和分類樹設(shè)計完成后，定義用例生成策略，將確定同一個模型生成用例的覆蓋深度。樹的葉子節(jié)點便是用例的影響因子，依據(jù)語句控制和生成策略對因子進(jìn)行組合便生成測試用例，用例的生成基于黑盒測試方法中的等價類劃分。圖3為用于生成用例的分類樹，虛線表示省略，根據(jù)實際需求可能有多個分類點。

圖3 用例生成分類樹

4 實施方案

SoapUI是一個開源的Webservice測試工具，一個完整的自動化測試解決方案，通過soap/http的檢測、調(diào)用，對Webservice進(jìn)行功能測試、負(fù)載測試、可靠性測試等。相比較其他工具，SoapUI提供了較為領(lǐng)先的技術(shù)以及對標(biāo)準(zhǔn)的良好支持，一直都是從業(yè)者的首選工具。

選取網(wǎng)上提供火車時刻表服務(wù)的WSDL進(jìn)行測試，結(jié)果如下表。

表1 測試數(shù)據(jù)

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以明顯的看出用例的覆蓋率大多維持在80%上下，可以滿足正常的測試需求。實際測試工作中，并不要求也沒有明確的說明用例覆蓋率一定要達(dá)到100%，而是根據(jù)具體的軟件需求和實際出發(fā)來確定覆蓋率。實際上包括我實習(xí)的一段時間親身經(jīng)歷，幾乎都將用例覆蓋率保持在80%左右。

5 總結(jié)

在整個軟件開發(fā)進(jìn)程中，測試被視為艱苦而又繁瑣的工作。其工作內(nèi)容周而復(fù)始反反復(fù)復(fù)，倘若一個函數(shù)參數(shù)改變都要重新測試。測試工作一直占據(jù)軟件開發(fā)總量40%以上甚至更高，其重要性可見一斑。國內(nèi)針對Webservice測試方法和技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了很多研究，也取得了一定的成果。其研究內(nèi)容主要基于WSDL規(guī)格說明，集中在測試案例產(chǎn)生、變異測試、自動化測試、合約測試、劃分測試等方面。Webservice測試還是一個嶄新的研究領(lǐng)域，雖然已經(jīng)有了部分理論和工具的支撐，也得到了良好的應(yīng)用，但大多Webservice測試問題還未涉足。

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