軟件測(cè)試不再黑盒—threadingtest帶來(lái)第二代白盒覆蓋率技術(shù)-創(chuàng)新互聯(lián)

穿線測(cè)試對(duì)于測(cè)試界的一個(gè)重大創(chuàng)新在于，在白盒測(cè)試?yán)碚摮霈F(xiàn)數(shù)十年以后，上海零一拼裝信息技術(shù)有限公司結(jié)合在測(cè)試?yán)碚摲矫媸嗄甑臐撔难芯浚氏忍岢隽说诙采w率技術(shù)，這絕對(duì)不是一個(gè)口號(hào)，而是ZOA真正對(duì)于白盒測(cè)試的理解以及對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)第三方測(cè)試服務(wù)的深度理解經(jīng)過(guò)數(shù)年的基礎(chǔ)研究以及2年有余的研發(fā)而推出的達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。現(xiàn)在先讓我們溫習(xí)下經(jīng)典的測(cè)試?yán)碚摚?/p>

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1、測(cè)試方法論

黑盒功能測(cè)試法：

黑盒功能測(cè)試法, 是把要測(cè)試的軟件看成一個(gè)“黑盒子”, 不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何以及以什么算法實(shí)現(xiàn)所要求提供的功能，而是按照需求的功能化要求, 設(shè)計(jì)相應(yīng)的測(cè)試用例(包括測(cè)試的輸入數(shù)據(jù)與條件設(shè)置和所預(yù)期的軟件運(yùn)行輸出結(jié)果), 通過(guò)軟件運(yùn)行后所給出的輸出(包括字符形式的輸出與圖象輸出)與所預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行人工或者自動(dòng)化比較, 來(lái)驗(yàn)證被測(cè)試軟件是否能給出正確的結(jié)果, 從而判斷該軟件是否滿足需求, 是否與該軟件系統(tǒng)的規(guī)格說(shuō)明書(shū)和用戶手冊(cè)相關(guān)部分一致。

這一方法的優(yōu)點(diǎn)為:

(A) 能最直觀和直接地反映出所設(shè)計(jì)的軟件是否滿足需求;

(B) 即使沒(méi)有任何測(cè)試工具支援, 也能靠人工測(cè)試的方法完成;

其不足之處是：

(A) 這種測(cè)試方法難以找出某些特殊類型的錯(cuò)誤。例如: 當(dāng)對(duì)應(yīng)于某組輸入該被測(cè)軟件并不提供任何輸出信息時(shí)–可能只是改變了某種工作狀態(tài),如果其中的源代碼處理部分有錯(cuò)誤, 就比較難找出來(lái)；

(B) 無(wú)法確定哪些測(cè)試用例有效或者無(wú)效 (所謂無(wú)效, 并不是說(shuō)單獨(dú)使用某個(gè)測(cè)試用例時(shí)不能收到任何測(cè)試效果, 而是在于它和前面已經(jīng)使用過(guò)的測(cè)試用例一起使用時(shí), 毫無(wú)貢獻(xiàn), 只是重復(fù)了前面的測(cè)試用例已經(jīng)完成的測(cè)試)；

(C) 具有無(wú)可避免的盲目性: 當(dāng)軟件被修改后, 由于不知道哪些測(cè)試用例能測(cè)試到被直接修改過(guò)的模塊或者受修改過(guò)的模塊影響的模塊, 于是只好將所有測(cè)試用例再?gòu)念^運(yùn)行一遍, 而且是動(dòng)態(tài)運(yùn)行,非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

白盒結(jié)構(gòu)測(cè)試法

白盒結(jié)構(gòu)測(cè)試法則與黑盒子功能測(cè)試方法相反: 它不管所被測(cè)試的軟件是否滿足需求,是否實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的功能, 而只注重該軟件內(nèi)部的結(jié)構(gòu), 以便設(shè)計(jì)足夠多的測(cè)試用例, 使得百分百或者盡可能多的程序組成要素能被測(cè)試到最少一次, 從而盡可能地將其中的軟件錯(cuò)誤暴露出來(lái)。

白盒子結(jié)構(gòu)測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn):

(A) 能夠找出許多用功能測(cè)試方法找不出來(lái)的軟件錯(cuò)誤;

(B) 可以在整個(gè)軟件系統(tǒng)還未完成之前就分別對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行測(cè)試;

(D) 可以同時(shí)進(jìn)行內(nèi)存泄漏分析;

(E) 可以同時(shí)進(jìn)行分支執(zhí)行頻度分析;

(F) 可以同時(shí)進(jìn)行軟件復(fù)雜度分析;

(G) 可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)和變量分析;

(H) 可以同時(shí)進(jìn)行性能分析;

(I) 可以同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)行錯(cuò)誤定位與執(zhí)行路徑追溯等。

白盒子結(jié)構(gòu)測(cè)試方法的缺點(diǎn):

（1）必須通過(guò)專門的測(cè)試工具來(lái)進(jìn)行, 需要在用戶的軟件的拷貝上進(jìn)行插樁（插入紀(jì)錄點(diǎn)）記錄各分支/條件是否被執(zhí)行過(guò)或者執(zhí)行過(guò)多少次的信息;

（2）會(huì)使被測(cè)試的軟件的運(yùn)行速度減慢;

（3）需要增加被測(cè)試軟件運(yùn)行時(shí)的資源開(kāi)銷等。

關(guān)于軟件質(zhì)量的誤區(qū)

有不少軟件開(kāi)發(fā)組織和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)部門的管理者錯(cuò)誤地認(rèn)為，他們已經(jīng)對(duì)他們所開(kāi)發(fā)的軟件做了充分的功能測(cè)試(又稱"黑盒測(cè)試")了，認(rèn)為"我們的軟件質(zhì)量沒(méi)問(wèn)題！" ——但是，專家們分析了大量"經(jīng)過(guò)充分的功能測(cè)試"的軟件后發(fā)現(xiàn)，這些軟件中還有大約一半的程序分支從未被執(zhí)行過(guò)！

為什么會(huì)這樣？原來(lái)，軟件的功能描述相對(duì)來(lái)說(shuō)非常容易、非常簡(jiǎn)單、也非常粗糙，無(wú)法詳細(xì)到用軟件內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明；而要達(dá)到同樣的功能，軟件可以有許許多多等效的實(shí)現(xiàn)方法；特別是，軟件功能的實(shí)現(xiàn)，與所使用的編寫(xiě)程序的語(yǔ)言、所運(yùn)行的操作系統(tǒng)環(huán)境、所用到的數(shù)據(jù)庫(kù)以及某些第三方的軟件都有關(guān)系。事實(shí)上，一個(gè)軟件中的許許多多程序分支跟該軟件本身的功能并沒(méi)有直接的聯(lián)系，而是用來(lái)處理各種可能出現(xiàn)的運(yùn)行情況的。例如，所開(kāi)發(fā)的軟件在運(yùn)行中突然被終止時(shí)(系統(tǒng)斷電或者用戶打斷)如何保護(hù)已經(jīng)打開(kāi)的文檔；在系統(tǒng)資源用盡之前如何提出警告；在所要用到的某些文件被意外地***了時(shí)如何應(yīng)付等等。這些程序分支在編寫(xiě)中同樣存在著可能的錯(cuò)誤，必須加于測(cè)試。而這通常都需要通過(guò)程序的結(jié)構(gòu)測(cè)試(又稱"白盒測(cè)試")來(lái)完成，而白盒結(jié)構(gòu)測(cè)試是必須借助于軟件測(cè)試工具才能進(jìn)行的。

ThreadingTest針對(duì)上訴的質(zhì)量誤區(qū)情況在測(cè)試過(guò)程中對(duì)于一組輸入，既判斷其輸出（如果有）是否與預(yù)期值一致，又判斷其執(zhí)行路徑是否與預(yù)期值一致。這樣一來(lái)，即使測(cè)試輸出結(jié)果與預(yù)期值一致，也可能有錯(cuò)誤被找出來(lái)－如果所預(yù)期的執(zhí)行路徑與實(shí)際的執(zhí)行路徑不一致。例如，當(dāng)測(cè)試一個(gè)計(jì)算器程序時(shí)，如果輸入是2＋2，測(cè)到的結(jié)果是4，也可能是個(gè)錯(cuò)誤－如果它的執(zhí)行路徑與預(yù)期值不一致：其最終的結(jié)果可能是2×2的路徑的輸出結(jié)果。由于TT可以測(cè)試有輸入而無(wú)輸出的場(chǎng)合（此時(shí)僅僅測(cè)試其執(zhí)行路徑是否與所期待的路徑一致），因而可以在任何開(kāi)發(fā)階段使用，實(shí)現(xiàn)名副其實(shí)的全過(guò)程測(cè)試驅(qū)動(dòng)。

2、第二代白盒覆蓋率技術(shù)

覆蓋率技術(shù)是軟件測(cè)試的基本技術(shù)手段之一，但是數(shù)十年以來(lái)雖然也出現(xiàn)過(guò)多種理論方法以及商用產(chǎn)品，但其一直未在測(cè)試界主流應(yīng)用領(lǐng)域推廣，主要原因有以下幾點(diǎn)點(diǎn)：

（1）通常覆蓋率結(jié)果在重新發(fā)布版本以后必須重新進(jìn)行累計(jì)，對(duì)于龐大的程序相當(dāng)于對(duì)歷史的測(cè)試全部歸零。

（2）軟件測(cè)試的通常場(chǎng)景，是需要用測(cè)試工具對(duì)代碼進(jìn)行分析，而軟件測(cè)試工具，尤其是可以達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)的白盒測(cè)試工具一直被國(guó)外的幾大老牌軟件測(cè)試工具所壟斷，價(jià)格高昂，并且對(duì)于航天、軍事級(jí)別的測(cè)試需求來(lái)說(shuō)信息安全可靠度差。

（3）白盒測(cè)試操作難度大，測(cè)試人員很難理解，在測(cè)試團(tuán)隊(duì)中很難推廣。

（4）白盒測(cè)試工具都是單機(jī)版，很難再大型測(cè)試團(tuán)隊(duì)中推廣使用。

（5）覆蓋率和測(cè)試用例無(wú)任何關(guān)系，通常覆蓋率是執(zhí)行一系列動(dòng)作的混合結(jié)果，而通常測(cè)試人員以及開(kāi)發(fā)人員在定位問(wèn)題的時(shí)候需要明確知道某個(gè)功能對(duì)應(yīng)的代碼覆蓋率。而這些傳統(tǒng)的白盒測(cè)試工具都無(wú)法支持。

（6）隨著移動(dòng)應(yīng)用在消費(fèi)級(jí)、企業(yè)級(jí)的市場(chǎng)所占比重越來(lái)越大，一些老牌的測(cè)試工具針對(duì)移動(dòng)環(huán)境（android、iOS）的測(cè)試明顯支持乏力甚至不提供支持。

上述原因讓第一代的覆蓋率技術(shù)很難真正的得到推廣。ThreadingTest針對(duì)第一代的覆蓋率技術(shù)的缺陷提出了全新的第二代覆蓋率技術(shù)，并在覆蓋率方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了全新的應(yīng)用功能：

（1）無(wú)需監(jiān)管測(cè)試場(chǎng)景：覆蓋率的統(tǒng)計(jì)完全可以由后臺(tái)程序運(yùn)行收集，對(duì)測(cè)試人員實(shí)現(xiàn)透明化，測(cè)試人員只需要運(yùn)行插樁后的程序，開(kāi)啟程序的自動(dòng)收集功能，即可無(wú)需監(jiān)管的進(jìn)行常規(guī)測(cè)試，TT會(huì)自動(dòng)將程序的測(cè)試執(zhí)行情況收集、分析、存入數(shù)據(jù)庫(kù)，配合TT就可以輕松的查看程序的實(shí)時(shí)覆蓋率。