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基于文档解析和约束求解的组合Web服务测试用例生成

周立波  
【摘要】:网络与分布式技术的快速发展使得面向服务的体系结构(SOA)得到了学术界以及工业界的广泛应用。作为实现SOA的主要技术,Web服务已成为当前研究的热点问题。为了充分利用Web服务并解决单个Web服务功能有限的问题,业界将多个原子Web服务按照一定的规则和业务逻辑进行组合。为保证组合Web眼务的质量,需要对组合Web服务进行全面、充分的测试。目前常见的组合Web服务测试方法主要为黑盒测试,包括利用WSDL中的接口信息、结合本体知识库或者基于用户输入等方式对组合Web服务进行测试。但这些方法生成测试用例冗余较高(存在大量无效用例),而且Web服务领域内本体库获取比较困难,测试覆盖率也不理想。测试用例设计生成是软件测试领域的主要研究问题。在现有工作的基础上,我们提出了一种基于文档解析和约束求解的组合Web服务测试用例生成方法,即首先通过解析组合Web服务中的相关XML文档,得到各种约束条件来丰富测试信息,然后利用约束求解器对各约束条件进行求解,并结合不同的覆盖率准则生成测试用例。论文的主要工作包括:首先,针对组合Web服务对外只提供XML接口文档的特点,我们提出一种KML文档解析的方法,根据不同接口文档之间的关系,对BPEL文档、WSDL文档以及XSD文档中不同的节点进行解析,从而过滤掉不相关的信息,并生成包含了组合Web服务的业务执行流程、流程中的属性值、变量的详细定义以及条件语句等内容的中间文件。其次,由于黑盒测试方法无法获取有效的输入变量取值范围,导致生成的测式用例集冗余度较高,我们提出了使用约束求解生成测试用例的方法,即将接口文档中提取的约束条件归类为变量类型约束、输入输出约束、条件约束以及活动欠序约束,并提出了相应的约束编码规则,指导与约束求解器相关的约束文件的生成,然后利用约束求解器并结合SOAP协议,生成有效的测试用例。再次,针对组合Web服务中测试覆盖率较低的问题,我们提出根据中间文件生成组合Web服务控制流图,并基于不同覆盖率标准对与约束求解器相关的约束文件进行修改,包括节点覆盖、路径覆盖和MC\DC覆盖,并对约束文档进行修改,生成满足覆盖率准则的测试用例集。最后,完成了组合Web服务测试用例生成工具GTCWS的开发,并针对不同的Web服务(有Oracle BPEL PM Sample以及WS-BPEL Composition Repository提供的7个BPEL代码规模在57行到190行的Web服务)进行了充分的实验,并与现有工作在约束条件规模、生成测试用例覆盖率以及求解时间等方面进行了对比,实验结果表明:GTCWS工具能够生成覆盖率高、冗余度低并且有效的测试用例,且生成测试用例所用时间在可接受范围内。


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