（計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)論文）web應(yīng)用測(cè)試框架及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

摘要 w e b 麻用測(cè)試是保障w e b 應(yīng)用質(zhì)量的一項(xiàng)有效方法和手段，在當(dāng)前w e b 應(yīng)用發(fā)展日新月異的信息化 時(shí)代，w e b 應(yīng)用測(cè)試得到了越來越多的關(guān)注并發(fā)揮了日益重要的作用。近十多年來，人們對(duì)w e b 應(yīng)用測(cè)試 進(jìn)打rj 1 泛而深入的研究，取得了許多研究成果，主要集中在w e b 應(yīng)用建模研究、傳統(tǒng)測(cè)試方法在w e b 商用中的使用、w e b 席用度犀分析以及相廊測(cè)試： 具的研究開發(fā)等方面。 任現(xiàn)有上作的基礎(chǔ)上，論文的主要r 作包括：( 1 ) 重點(diǎn)研究適應(yīng)w e b 應(yīng)用特性的測(cè)試方法和技術(shù)，包 括：通過生成典型虛擬用戶來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的性能測(cè)試；通過統(tǒng)計(jì)方法獲取用戶使用情況以獲得良好的可用 性：通過切片方法實(shí)現(xiàn)w e b 應(yīng)用的回歸測(cè)試等。( 2 ) 對(duì)測(cè)試的相關(guān)方面進(jìn)行較為深入的探討，包括：建立 合適的w e b 應(yīng)用模型來描述測(cè)試對(duì)象；應(yīng)用適當(dāng)?shù)牟呗赃M(jìn)行測(cè)試用例的生成選擇；對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析比 較和度量反饋。( 3 ) 對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的若干問題進(jìn)行探索，研究開發(fā)w e b 應(yīng)用測(cè)試過程中的相關(guān)輔助工具。 論文i 。作的主要成果表現(xiàn)在以f 幾個(gè)方面： 對(duì)現(xiàn)有的w e b 應(yīng)用模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種新的w e b 應(yīng)用測(cè)試模型。此模型分為三個(gè)層次，分別 對(duì)應(yīng)予測(cè)試內(nèi)容的不同范圍和階段，在刻畫w e b 應(yīng)用靜態(tài)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和關(guān)系的同時(shí)，更著重于描述其 交互、變遷、演化等動(dòng)態(tài)特性。 根據(jù)w e b 應(yīng)用內(nèi)容龐雜、關(guān)聯(lián)程度較弱的特點(diǎn)，提出了一種高效的測(cè)試用例生成選擇方法。綜合應(yīng)用 等價(jià)類劃分、邊界值分析和組合測(cè)試方法等技術(shù)，能夠以較少數(shù)目的測(cè)試用例實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)w e b 應(yīng)片j 的 科學(xué)有效的測(cè)試。 提山了種典型虛擬用戶的生成方法，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的性能測(cè)試。為保證性能測(cè)試的真實(shí)有效性，虛 擬_ l = 日戶必須具備典型性和代表性。在對(duì)大量實(shí)際用戶訪問行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，引入隨機(jī)過程 的概念使每一個(gè)虛擬_ ；i 戶同時(shí)具備共性和個(gè)性，從而模擬出實(shí)際用戶的訪問效果。 利州川戶實(shí)際使_ 【l = | w e b 應(yīng)用的具體情況來修改、影響其設(shè)計(jì)和布局，提出了一種基于信息統(tǒng)計(jì)和反饋 機(jī)制的w e b 應(yīng)用可用性測(cè)試方法，能夠達(dá)到較好的用戶滿意度。 提出了- - t e e 基于切片技術(shù)的w e b 應(yīng)用回歸測(cè)試方法，能夠簡(jiǎn)潔、有效而又不丟失有用信息地表示w e b 麻用中變動(dòng)的依賴集。基于這種表示，可以快速構(gòu)造新增測(cè)試用例集，從而提高回歸測(cè)試的質(zhì)量和效 率。 在語(yǔ)義標(biāo)注和x m l 描述技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了- - t o e 新的測(cè)試結(jié)果分析比較方法，用以實(shí)現(xiàn)w e b 頁(yè)面 中數(shù)據(jù)與顯示信息的分離，從而方便測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的比較，提高速度和精度。 確定w e b 應(yīng)用測(cè)試的各項(xiàng)度量指標(biāo)，以評(píng)價(jià)w e b 應(yīng)用的質(zhì)量和測(cè)試的效率，為綜合評(píng)價(jià)w e b 應(yīng)用及其 測(cè)試過程提供了指南，并把測(cè)試結(jié)果反饋給w e b 應(yīng)用本身，以指導(dǎo)其發(fā)展和演化。 將捕捉回放機(jī)制和a g e n t 技術(shù)應(yīng)用于w e b 應(yīng)用測(cè)試的執(zhí)行過程中，提出了一種自動(dòng)、智能執(zhí)行測(cè)試的 方法，并開發(fā)了一個(gè)測(cè)試代理工具t p r o x y 和一個(gè)表單自動(dòng)測(cè)試工具d t o o l ，為測(cè)試提供輔助和支持， 井驗(yàn)證上述方法和技術(shù)的有效性。 關(guān)鍵詞w e b 麻用、測(cè)試、分柝模型、測(cè)試方法、度量分析、輔助工具 a b s t r a c t w e ba p p l i c a t i o nt e s t i n gi sa ni m p o r t a n tt e c h n i q u et oe n s u r et h eq u a l i t yo fw e ba p p l i c a t i o n s a tp r e s e n t w e b a p p l i c a t i o n sd e v e l o pa n dc h a n g ew i t he a c hp a s s i n gd a yi nt h ei n f o r m a t i o nt i m e s t h e r e f o r e ，w e ba p p l i c a t i o n t e s t i n go b t a i n sm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n sa n do c c u p i e sm o r ei m p o r t a n ts t a t u s d u r i n gt h el a s tt e ny e a r s ，m a n y r e s e a r c h e r sh a v ed o n em u c hi nw e ba p p l i c a t i o nt e s t i n g ，a n dp r o p o s e dl o t so ft e s t i n gm e t h o d s ，w h i c hf o c u so ut h e w e ba p p l i c a t i o nm o d e l i n g ，u s i n gt r a d i t i o n a lt e s t i n gm e t h o d si nw e ba p p l i c a t i o n s ，w e ba p p l i c a t i o nm e a s u r e e l e n t a n da n a l y s i s ，a n dt h ed e v e l o p m e n to ft h er e l a t e dt e s t i n gt o o l s b a s e do nt h ee x i s t e dr e s u l m ，t h em a i nr e s e a r c hw o r ki nt h i sp a p e ri n c l u d e s ：( 1 ) b yt h er e s e a r c ho ft h et e s t i n g m e t h o d sa n dt e c h n i q u e sf o c u s i n go nt h es p e c i a l t i e so fw e ba p p l i c a t i o n s ，t h ep a p e rf i n d sw a y st os o l v et h e p r o b l e m si nt h ef o l l o w i n gt h r e ea s p e c t s ：r e a l i z i n gt h eh i g hq u a i l t yp e r f o r m a n c et e s t i n gb yg e n e r a t i n gt y p i c a l v i r t u a lu s e r s ；o b t a i n i n gt h eu s i n gi n f o r m a t i o no fu s e r sb yt h es t a t i s t i cm e t h o ds oa st og a i nt h eb e t t e ru s a b i l i t y ； a c h i e v i n gt h er e g r e s s i o nt e s t i n gf o rw e ba p p l i c a t i o n sb yt h es l i c i n gm e t h o d ( 2 ) t oe x t e n dt h ed i s c u s s i n gr a n g e so f t h er e l a t e dt e s t i n gf a c t o r s ，t h ep a p e ra l s or e s e a r c h e s ：b u i l d i n gt h es u i t a b l em o d e l st od e s c r i b et h et e s t i n go b j e c t s ； a p p l y i n gt h er e l e v a n ts t r a t e g i e st ot h et e s tc a s eg e n e r a t i o na n ds e l e c t i o n ；a n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt h et e s t i n g r e s u l t s ，a n dc a r r y i n go u tt h et e s t i n gr e s u l t sm e a s u r e m e n ta n df e e d b a c k ( 3 ) t h ep a p e ra l s od o e ss o m er e s e a r c hi n t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h et e s t i n gm e t h o d s ，a n dd e v e l o p st h ea s s i s t a n tt o o l sf o rt h ew e ba p p l i c a t i o nt e s t i n g t h em a i nc o n t r i b u t i o n so ft h ep a p e ra r el i s t e da sf o l l o w s i m p r o v et h et r a d i t i o n a lm e t h o d sf o rw e ba p p f i c a t i o nm o d e l i n ga n dp r o p o s ean n wt e s t i n gm o d e l ，i n w h i c h ，t h r e el e v e l sa r ec o r r e s p o n d i n gt ot h ed i f f e r e n tr a n g e sa n dp h a s e so ft h et e s t i n gc o n t e n t s a n da t t h es a m et i m eo ft h ed e s c r i p t i o n sf o rt h es t a t i cs t r u c t u r e s c o n t e n t sa n dr e l a t i o n s h i p so fw 曲a p p l i c a t i o n s o u rm o d e lp a y sm o r ea t t e n t i o n so ns u c hd y n a m i cc h a r a c t e r sa si n t e r a c t i o n ，v a r i a n c ea n de v o l v e m e n t b a s e do nt h es p e c i a l t i e so ft h en u m e r o u sc o n t e n t sa n dl o o s ea s s o c i a t i o n s o fw e ba p p l i c a t i o n s 。w c p r o p o s eak i n do fe f f e c t i v em e t h o dt og e n e r a t ea n ds e l e c t et h e t e s tc a s e sa n dw ei n t e g r a t et h e e q u i v a l e n c ed i v i s i o n ，b o u n d a r yv a l u ea n a l y s i sa n dc o m b i n a t i o n a lt e s t i n gm e t h o d ，s oa st or e a l i z et h e s c i e n t i f i ca n de f f e c t i v et e s t i n gw i t hl e s sn u m b e ro ft e s tc a s e s p r o p o s ean e wm e t h o dt og e n e r a t et h et y p i c a lv i r t u a lu s e r s ，s oa st oi m p l e m e n tt h ep e r f o r m a n c et e s t i n g w i t hh i g hq u a i l t y i no r d e rt oe n s u r et h er e a l i t ya n dv a l i d i t yo ft h ep e r f o r m a n c et e s t i n g t h ev i r t u a lu s e r s m u s tb et y p i c a la n dr e p r e s e n t a t i v e s o b a s e do nt h es t a d s t i ca n da n a l y s i so fm u l t i p l ea c t u a lu s e r s v i s i t i n ga c t i o n s ，w ei m p o r tt h ei d e a o ft h e r a n d o mp r o c e s s ，a n de q u i pe a c hv i r t u a lu s e rw i t h c o m m o n n e s sa n dp e r s o n a l i t y ，s oa st os i m u l a t et h ev i s i t i n ge f f e c to ft h ea c t u a lu s e t s b a s e do nt h e a c t u a lu s a g e so fr e a lu s e r s ，w ep r o p o s ean e wu s a b i l i t yt e s t i n gm e t h o df o rw e b a p p l i c a t i o n s ，f o c u s i n go nt h ei n f o r m a t i o ns t a t i s t i ca n dt h ef e e d b a c km e c h a n i s m t h u s ，w ec a nm o d i f y a n di n f l u e n c et h e i rd e s i g na n dl a y o u t ，s oa st og a i nb e t t e ru s e rs a t i s f a c t i o n s p r o p o s ear e g r e s s i o nt e s t i n gm e t h o df o rw e ba p p l i c a t i o n sb a s e do nt h es l i c i n gt e c h n i q u e ，w h i c hc a n p r e s e n tt h ed e p e n d e n ts e t so ft h ec h a n g e si nw e ba p p l i c a t i o n sc o n c i s e l me f f e c t i v e l ya n de n t i r e l y a n d b a s e do nt h e s ep r e s e n t a t i o n s ，w ec a nq u i c k l yg e n e r a t et h en e wt e s tc a s e ss oa st oi m p r o v et h eq u a l i t y a n de f f i c i e n c yo ft h er e g r e s s i o nt e s t i n g b a s e do nt h es e m a n t i ca n n o t a t i o na n dt h ex m l d e s c r i p t i o n ，w ep r o p o s eak i n do fn e wc o m p a r i n g m e t h o df o rt h et e s t i n gr e s u l t s ，a n dr e a l i z et h es e p a r a t i o no ft h ed a t aa n dd i s p l a y i n gi nt h ew e bp a g e s s o a st ob ee a s yf o r t h ec o m p a r i s o nb e t w e e nt h ea c t u a lt e s t i n gr e s u l t sa n dt h ee x p e c t e do n e s d e t e r m i n et h er e l a t e dm e t r i c si nt h ew e ba p p l i c a t i o nt e s t i n g s oa st oe v a l u a t et h eq u a l i t yo fw e b a p p l i c a t i o n sa n dt h ee f f i c i e n c yo ft h et e s t i n g i nt h i sw a y ，w ec a ns c o r et h ew e ba p p l i c a t i o na n dt h e t e s t i n gp r o c e s sq u a n t i f i c a t i o n a l i y - a n dt h et e s t i n gr e s u l t sc a nb ef e e db a c kt ot h ee v o l v e m e n to fw e b a p p l i c a t i o n 。 a p p l yt h ec a p t u r e - r e p l a ym e c h a n i s ma n dt h ea g e n tt e c h n i q u ei n t ot h ee x e c u t i n gp r o c e s so fw e b a p p l i c a t i o nt e s t i n g a n dp r o p o s ea na u t o m a t i ca n di n t e l l i g e n tm e t h o dt oe x e c u t et h et e s t i n g w ea l s o d e v e l o po o et e s t i n gt o o lt p r o x ya n do n ea u t o m a t i cf o t i n - t e s t i n gt o o ld t o o l ，w h i c hc a nb eu s e dt oa s s i s t t h et e s t i n ga n dv a l i d a t eo u rm e t h o d s k e y w o r d s ：w e ba p p l i c a t i o n ，t e s t i n g ，a n a l y s i sm o d e l ，t e s t i n gm e t h o d ，m e a s u r e m e n ta n da n a l y s i s ，a s s i s t a n tt o o l i i 索弓 主要符號(hào)、術(shù)語(yǔ)列表 下面列出本文使用的主要術(shù)語(yǔ)和符號(hào)清單，其中斜體標(biāo)注的為我們首次提出或使用的術(shù)語(yǔ)和符號(hào)。 p a g e ：頁(yè)面節(jié)點(diǎn)1 3 l i n k ：鏈接1 3 g ：w e b 站點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖1 3 孤立頁(yè)面節(jié)點(diǎn)1 3 源頁(yè)面節(jié)點(diǎn)1 3 目標(biāo)頁(yè)面節(jié)點(diǎn)1 3 環(huán)路1 3 外部指向鏈接13 指向外部鏈接1 3 o b j e c t ( e l e m e n t ) ：w e b 應(yīng)幫力廓?jiǎng)昃壻澱? 4 o r d ：對(duì)象關(guān)系圖一1 5 w n s ：狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1 5 三層體系結(jié)構(gòu)1 5 w e b 杰劈別迸2 蝴 磅苣型1 7 黑盒測(cè)試2 0 自盒測(cè)試2 0 邊界值分析2 2 等價(jià)類劃分2 2 決策表2 2 單因素覆蓋方法2 5 兩兩組合覆蓋表2 5 w e i g h t ( e l e m e n t ) ：示賽捉重，3 2 鍾擻3 2 動(dòng)忝芟：互磊3 2 耀 愿3 2 c ? 必彥類集合3 3 n o d e ( u ，c ) ? 必越豸# 點(diǎn)3 3 m o d e l ( 叫? 用戶各共必趣鏌i 鏨3 3 r a n d o m v i s i t ：瘟痞0 夠戶勞廊世穆糖型3 4 日志記錄3 8 v i s i t _ c o u n t s 。勇面皴兢覷娩斃辮3 8 t r a n sr a t e ：死面勞鶴7 雅羥3 8 a v et i m e ：平均薩鱭黟甥3 8 回歸測(cè)試4 2 程序切片4 3 o u t _ d e g r e e ( p a g e ) ：刃面醴度4 4 i n _ d e g r e e ( p a g e ) ：珂碭以磨4 4 s t r u c t u r e ( p a g e ) ：?jiǎn)T面第紛4 4 產(chǎn)品度量 5 i 過程度量5l v l 索弓 s i z e ：規(guī)模人小 c o m p l e x i t y ：頁(yè)面復(fù)雜性 f a u l td e n s i t y ：缺】i | i 密度， t e s tc o v e r a g e ：測(cè)試覆蓋率 t e s ts t a t u s ：測(cè)試進(jìn)度 主要算法列表 算法4 1 用戶公共興趣模型生成算法， 算法4 2 心戶隨機(jī)訪問過稃模型牛成算法 算法4 3w e b 站點(diǎn)頁(yè)面可j = ! | 性評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及步驟 算法4 4 刪除頁(yè)面、添加頁(yè)面動(dòng)作示意， 算法4 5 前向、后向搜索算法 算法6 1h t m l 詞法分析算法 算法6 2h t m l 標(biāo)簽處理算法 算法63 表單提取算法 v i l 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 ”弘如鉆舶礬礬n 東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過 的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我 一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 1 、# 研究生簽名：! 盆日期：型! ! ：! ! ：i 東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 東南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、國(guó)家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印 件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì) 論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布( 包括 刊登) 論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布( 包括刊登) 授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。 研究生簽名：徑盤導(dǎo)師簽名：組 第一章引言 1 1 選題依據(jù) 第一章引言 住過左f i j 近、- 個(gè)世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)從早期的醐帕兩( a r p a ：n 速發(fā)展到目前的因特網(wǎng) ( i n t e r n e t ) 。i n t e m e t 是個(gè)全球共用的網(wǎng)絡(luò)，它使用t c p i p 協(xié)議將遍布全球的許多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起 來，從兩實(shí)現(xiàn)信息資源和服務(wù)的共享?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)兩生，其中w w w ( 簡(jiǎn)稱w e b ) 趨i n t e r n e t 平臺(tái)上最有活力和最為廣泛的一種應(yīng)用層服務(wù)，它于1 9 9 0 年由歐洲核研究中心( c e r n ) 發(fā)起，旨在建立一個(gè)分布式的超文本系統(tǒng)，通過i n t e r n e t 實(shí)現(xiàn)金球范圍內(nèi)的信息共享，使得人們能夠 方便、快捷地發(fā)布或獲取信息，以交互、動(dòng)態(tài)和易用的特性而備受用戶青睞。1 9 9 3 年美國(guó)國(guó)家計(jì) 算機(jī)安全協(xié)會(huì)n c s a 推出第一個(gè)基于h t m l 語(yǔ)言的、可以瀏覽圖形的瀏覽器m o s a i c ，它使得普通 的用戶可以輕松使用互聯(lián)網(wǎng)，從而讓互聯(lián)網(wǎng)逐漸普及。隨著互聯(lián)網(wǎng)和w e b 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)上 的信息和用戶數(shù)目增長(zhǎng)非常迅速。第十四次中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告1 表明：截止到2 0 0 4 年6 月3 0 日，我國(guó)上網(wǎng)用戶總數(shù)為8 7 0 0 萬(wàn)，比去年同期增長(zhǎng)2 7 9 ，上網(wǎng)計(jì)算機(jī)達(dá)到3 6 3 0 萬(wàn)臺(tái)，c n 下注冊(cè)的域名數(shù)、網(wǎng)站數(shù)分別達(dá)到3 8 萬(wàn)和6 2 6 6 萬(wàn)其中，獲取信息仍然是網(wǎng)民最主要的上網(wǎng)目的， i i 劍4 2 3 的比例。 i n t e r n e t 是一個(gè)無集中控制的、不斷成醫(yī)的系統(tǒng)，由眾多局部自治的系統(tǒng)構(gòu)成，其上的資源存在 著形態(tài)、性能、功能以及使用和服務(wù)方式等多方面的異構(gòu)性和系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性口】。因而w e b 應(yīng) 用相應(yīng)地具有分布式、動(dòng)態(tài)性、多平臺(tái)、交互式、超文本等特點(diǎn)，運(yùn)行環(huán)境異構(gòu)、自治，其開發(fā)、 應(yīng)h j 和維護(hù)等過程異f 傳統(tǒng)軟件，相應(yīng)的計(jì)算模型、方法和技術(shù)也有所不同。近幾年來，盡管網(wǎng)絡(luò) 速度得到了很大的提高，但是由于接入i n t e m e t 的用戶數(shù)量增長(zhǎng)太快，w e b 服務(wù)和硬件設(shè)施又存在 著創(chuàng)有的延遲，這就使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)越來越擁擠，用戶的服務(wù)質(zhì)量( q o s ) 得不到很好的保證，需要采用 適當(dāng)?shù)牟呗院痛胧﹣肀M量滿足用戶的需求”j 。 麻瑚掛序從最初的單機(jī)應(yīng)用發(fā)展鰳以客戶，服務(wù)器模式為主的分布式應(yīng)用 之后，客戶糯務(wù)器模 式由兩層結(jié)構(gòu)逐漸演變成三層結(jié)構(gòu)；當(dāng)w e b 普及后，基于w e b 的三層結(jié)構(gòu)瀏覽器j l i 務(wù)器模式 ( b s 模式) 便開始涌現(xiàn)，以這種形式存在的應(yīng)用程序可視為w e b 應(yīng)用。目前缺乏對(duì)w e b 應(yīng)用的精確 定義，通常認(rèn)為一個(gè)w e b 應(yīng)用( w e ba p p l i c a t i o n ) 包, 括瀏覽器、h r i p 協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)、w e b 服務(wù)器和數(shù) 據(jù)庫(kù)服務(wù)器等幾大部分”i ，其中瀏覽器端的用戶輸入( 可以為導(dǎo)航或數(shù)據(jù)輸入1 通過耳r t p 協(xié)議在網(wǎng) 絡(luò)上傳輸并發(fā)送到服務(wù)器端，經(jīng)過服務(wù)器端的處理( 包括與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互) ，響應(yīng)結(jié)果傳輸并返回到瀏 覽器，通過瀏覽器的解析顯示，用戶獲取到自己斷請(qǐng)求的頁(yè)面。 與傳統(tǒng)軟件相比，w e b 應(yīng)用有很多獨(dú)特之處“，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，w e b 應(yīng)用的 用戶數(shù)量巨大，對(duì)一個(gè)熱門站點(diǎn)來說，每時(shí)每亥4 都有成千上萬(wàn)的用戶與之交互。這對(duì)其并發(fā)處理事 務(wù)的能力以及性能是個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)i 其二，由于用戶端的軟硬件配置存在著很大的差異，這就要 求w e b 應(yīng)用必須適應(yīng)各種異構(gòu)、自治的工作環(huán)境，以滿足廣大用戶的不同需求：其三，w e b 應(yīng)用著 重于信息的發(fā)布、搜索和獲取，相對(duì)于傳統(tǒng)軟件強(qiáng)調(diào)的運(yùn)算功能，w e b 應(yīng)用在功能上沒有傳統(tǒng)軟件 復(fù)雜，但其內(nèi)容、技術(shù)更新速度較快。 互聯(lián)網(wǎng)上存在著數(shù)量巨人的w e b 應(yīng)用，如新聞?wù)军c(diǎn)、搜索引擎、在線零售和在線交易等。每個(gè) 站點(diǎn)都希望能夠吸引劃盡可能多的用戶以及f e j 戶盡可能長(zhǎng)久的關(guān)注，因而對(duì)網(wǎng)頁(yè)功能的正確性、有 效性利完善性以及訪問的便捷性提出了較高的要求。作為w e b 應(yīng)用質(zhì)量保障的一項(xiàng)重要措旆和方法， w e b 應(yīng)用測(cè)試受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，因?yàn)橹挥型ㄟ^充分地測(cè)試才能保證w e b 應(yīng)用的可靠性且能 h t t p ：h w w wb l o g c h i n a - c o m i d e a c n n i c - 1 4 t h - i n t e r a c t r e p o r t 0 0 1h u n 1 東南大學(xué)博士學(xué)位論文 滿足最初的設(shè)計(jì)規(guī)格說明。通過系統(tǒng)、深入的w e b 測(cè)試，我們可以盡可能多地發(fā)現(xiàn)w e b 應(yīng)用中( 包 括瀏覽器端和服務(wù)器端) 存在的各種錯(cuò)誤和問題，并及時(shí)加以修正，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、 穩(wěn)定性和安全性。 由于w e b 應(yīng)用具有多層體系結(jié)構(gòu)，客戶、數(shù)據(jù)通信、硬件以及服務(wù)器之間的依賴關(guān)系義非常復(fù) 雜使得在每層內(nèi)以及備層間都有可能發(fā)生故障。在客戶端，由于瀏覽器的型號(hào)、版本以及對(duì)應(yīng)的 顯示技術(shù)籜不相同，使得有些信息不能正常顯示，從而產(chǎn)生兼容性問題以及顯示故障；在服務(wù)器端， 可能存在超鏈接不可達(dá)或者根本不存在的問題，影響用戶的使用效果；服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載能力 有限，在用戶訪問達(dá)到高峰時(shí)，響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)甚至不再接受用戶的訪問請(qǐng)求；并發(fā)用戶的行為會(huì)影 響到與站點(diǎn)交互的情況，用戶之間也可能相互干擾?？傊?，由于w e b 具有分布、異構(gòu)、并發(fā)和平臺(tái) 無關(guān)的特性，同時(shí)w e b 應(yīng)用的開發(fā)通常采用快速應(yīng)用開發(fā)( r a d ) 方式，開發(fā)周期比較短、涉及的技 術(shù)比較廣，可能缺乏軟件開發(fā)過程中必要的文檔，再加上用戶的需求經(jīng)常變動(dòng)，頁(yè)面內(nèi)容不斷更新， 從而增加了測(cè)試和維護(hù)工作的難度，使得對(duì)w e b 應(yīng)用進(jìn)行的測(cè)試要比對(duì)普通程序進(jìn)行的測(cè)試復(fù)雜得 多郵8 ，即w e b 應(yīng)用固有的特性使得傳統(tǒng)的測(cè)試方法不能完全勝任w e b 應(yīng)用測(cè)試，需要一套獨(dú)特的 測(cè)試體系結(jié)構(gòu)、方法和工具。 傳統(tǒng)軟件測(cè)試流程通常由五步組成：首先是決定測(cè)試什么以及要達(dá)到什么樣的測(cè)試覆蓋率等： 其次是生成測(cè)試輸入，這由軟件的規(guī)格說明及其結(jié)構(gòu)生成：再次是生成期望輸出；然后執(zhí)行測(cè)試用 倒并驗(yàn)證輸出：最后是修改軟件，進(jìn)行回歸測(cè)試。這一系列的步驟和流程對(duì)一般的軟件測(cè)試都是適 用的，區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)技術(shù)和手段方面的差異并且這些差異能夠直接影響到最終的測(cè)試效果。針對(duì) 具體的某種類型的軟件，通常根據(jù)需要對(duì)該測(cè)試流程進(jìn)行一定程度上的調(diào)整和修改，使測(cè)試更具針 對(duì)性和適應(yīng)性。對(duì)w e b 應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試的先后順序以及執(zhí)行流程也大致如此，重點(diǎn)體現(xiàn)在所選用的實(shí) 現(xiàn)技術(shù)和手段上。 現(xiàn)有的w e b 應(yīng)用測(cè)試方法和技術(shù)研究還處于起步階段，通常的做法就是將傳統(tǒng)的測(cè)試方法套剛 到w e b 應(yīng)用中h 5 ”】。由于w e b 應(yīng)用與傳統(tǒng)程序存在著一定的共性，這些方法也能起到一定的作用。 但考慮到w e b 應(yīng)用的特性，為了具備更好的針對(duì)性和適應(yīng)性，需要在傳統(tǒng)測(cè)試方法的基礎(chǔ)上有所突 破和創(chuàng)新。 本文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)中興、華為、7 1 6 所等民用和軍工企事業(yè)研究單位的實(shí)際需求， 結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金( 6 0 3 7 3 0 6 6 、9 0 4 1 2 0 0 3 ) 、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃9 7 3 資助項(xiàng)目 ( 0 1 9 9 9 0 3 2 7 0 1 、2 0 0 2 c b 3 1 2 0 0 0 ) 、國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金( 6 0 3 0 3 0 2 4 ) 、江蘇省自然科學(xué)基金 ( b k 2 0 0 1 0 0 4 ) 、江蘇省科技攻關(guān)項(xiàng)目( b e 2 0 0 1 0 2 5 ) 、武漢大學(xué)軟件工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金、u 蘇省計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室殲放基金( 蘇州大學(xué)) 、東南大學(xué)一南瑞繼保公司學(xué)位論文基金、 江蘇省高等學(xué)校研究生創(chuàng)新計(jì)劃等資助基金，旨在研究適應(yīng)w e b 應(yīng)用特性的測(cè)試方法和技術(shù)，并對(duì) 測(cè)試的相關(guān)方面( 如測(cè)試前期的建模和需求分析、測(cè)試結(jié)果的分析度量等) 進(jìn)彳亍較為深入的探討，以保 證w e b 應(yīng)用的正確性、可靠性和穩(wěn)定性，即：建立合適的w e b 應(yīng)用模型來描述測(cè)試對(duì)象，以方便進(jìn) 行測(cè)試需求分析；應(yīng)用適當(dāng)?shù)牟呗赃M(jìn)行澳4 試用例的生成選擇，以保證測(cè)試用例的質(zhì)量和效率：在此 基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究適合w e b 應(yīng)用特性的測(cè)試方法和技術(shù)包括通過生成典型虛擬用戶來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)暈 的性能測(cè)試，通過統(tǒng)計(jì)方法獲取用戶使用情況以獲得良好的可用性，以及通過切片方法實(shí)現(xiàn)w e b 廊 用的回歸測(cè)試等：對(duì)i 奧4 試結(jié)果進(jìn)行分析度量，以評(píng)價(jià)w e b 應(yīng)用的質(zhì)量和測(cè)試的效率，并且將測(cè)試結(jié) 果反饋給w e b 應(yīng)用本身，迸一步改善系統(tǒng)質(zhì)量；研究開發(fā)w e b 應(yīng)角測(cè)試過程中的相關(guān)i ：具，以輔助 測(cè)試執(zhí)行、提高工作效率。 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 作為w e b 應(yīng)用質(zhì)量保障的一項(xiàng)重要措施和方法，w e b 應(yīng)用測(cè)試受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注并取 得了一些階段性的研究成果嘛8 9 一“1 t ”。目前針對(duì)w 曲應(yīng)用測(cè)試的研究通常分為四個(gè)方面：w e b 2 第一章引言 應(yīng)用建模研究”“2 、w e b 應(yīng)用測(cè)試方法和技術(shù)研究、w e b 應(yīng)用度量研究”，馴7 1 以及w e b 應(yīng)崩測(cè)試輔 助l ：具的研究和開發(fā)。 為了描述w e b 應(yīng)用的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和行為，必須建立相應(yīng)的模型來表述其特征，目前通常采用面 向?qū)ο蟮乃枷雭斫 e b 應(yīng)_ e l j 模型，在模型基礎(chǔ)上開展多種后續(xù)上作：如何進(jìn)行w e b 測(cè)試是研究的 重點(diǎn)，現(xiàn)有的方法通常是將傳統(tǒng)的濃試技術(shù)應(yīng)用到w e b 應(yīng)用程序中，當(dāng)然還要進(jìn)行一些調(diào)整和變動(dòng) 以適廊w e b 應(yīng)用的特性，這些方法不能從本質(zhì)上適應(yīng)w e b 應(yīng)用，因而需要更深入的研究和探索：為 了明確表征w e b 應(yīng)用的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和行為，可以進(jìn)步通過w e b 應(yīng)用度量給出量化數(shù)值，以方便分 析、比較和優(yōu)化；w e b 應(yīng)用測(cè)試輔助工具的開發(fā)和研究是目前工作的熱點(diǎn)所在，一方面是為了滿足 市場(chǎng)的迫切需求，員一方面則是為了驗(yàn)證現(xiàn)有的研究成果。實(shí)踐證明，使用w e b 測(cè)試輔助工具可以 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，半自動(dòng)化的w e b 測(cè)試，能夠提高測(cè)試效率、改善測(cè)試效果，但是也存在著一定的不足， 主要表現(xiàn)為現(xiàn)有的這些測(cè)試+ l 具通用性、可擴(kuò)展性較差。有些工具功能不夠強(qiáng)大，有些工具造價(jià)太 高，要選擇一套性價(jià)比較高的工具比較困難。 目前關(guān)于w e b 應(yīng)用建模、w e b 應(yīng)用測(cè)試方法和技術(shù)、w e b 應(yīng)用度量和w e b 應(yīng)用測(cè)試輔助工具 等方面的研究尚處下起步階段，并將逐漸成為研究的熱點(diǎn)。由于起步較晚，再加上研究條件所限， 國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究工作與國(guó)外相比還存在著較大的差距。 1 ) w e b 應(yīng)用建模 w e b 應(yīng)用是由眾多的w e b 頁(yè)面組成的，用戶通過瀏覽頁(yè)面來獲取自己所需的信息。頁(yè)西不是孤 立存在的，而聯(lián)系它們的紐帶通常就是超級(jí)鏈接，沿著超鏈可以很方便地從一個(gè)頁(yè)面跳轉(zhuǎn)到另一個(gè) 頁(yè)亟。眾多的頁(yè)面通過鏈接聯(lián)系在一起，組成一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖。通過建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ涂?以直觀地表述w e b 應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)、頁(yè)面之間的聯(lián)系、頁(yè)面包含的元素、元素之間的聯(lián)系等方面的 內(nèi)容，從面能夠清晰地表達(dá)測(cè)試對(duì)象和測(cè)試內(nèi)容，為測(cè)試奠定基礎(chǔ)。 由丁w e b 應(yīng)用由眾多的具備屬性和操作性質(zhì)的元素或構(gòu)件組成，通常采用面向?qū)ο蟮乃枷雽?duì)其 建模”1 。6 ?！眔 ，將每個(gè)元素或構(gòu)件看成一個(gè)具有定獨(dú)立性和自治性的對(duì)象，并通過對(duì)象之間的 關(guān)系或者請(qǐng)求響應(yīng)等w e b 應(yīng)用之間特有的關(guān)系將其聯(lián)系為一個(gè)整體。同時(shí)針對(duì)w e b 應(yīng)用的交互動(dòng) 態(tài)特性，還需要描述其狀態(tài)變遷過程。目前比較有影響的w e b 應(yīng)用模型有j c o n a l l e n 等提出的用擴(kuò) 展u m l 形式化描述的w e b 應(yīng)用模型3 】，頁(yè)面是一個(gè)對(duì)象，采用類圖表示客戶端頁(yè)面、服務(wù)器端頁(yè) 面、窗體頁(yè)面、框架等內(nèi)容以及它們之間的聯(lián)系，從而體現(xiàn)w e b 應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯。er i c c a 等提出 了一個(gè)w e b 應(yīng)用的元模幫”，以頁(yè)面為核心比較全面地描述了頁(yè)面之間的聯(lián)系以及頁(yè)面內(nèi)元素間的 聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)鏈接與交互等動(dòng)態(tài)內(nèi)容，可用于靜態(tài)站點(diǎn)結(jié)構(gòu)評(píng)估、白盒測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定義以及相關(guān)測(cè)試用 例的半自動(dòng)化生成。d c k u n g 、c h “u 等提出了一個(gè)形式化的、面向?qū)ο蟮膚 e b 應(yīng)用測(cè)試模型1 “f ， 在傳統(tǒng)測(cè)試模型( 如控制流圖、數(shù)據(jù)流圖、狀態(tài)機(jī)) 的基礎(chǔ)上加以擴(kuò)展，用對(duì)象關(guān)系圖來表示w e b 應(yīng) i e f 的實(shí)體以及它們之間的關(guān)系，用頁(yè)面導(dǎo)航圖和對(duì)象狀態(tài)圖來描述w e b 應(yīng)用的動(dòng)態(tài)行為，用基于控 制流年l i 數(shù)據(jù)流信息的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖來深入刻畫頁(yè)面內(nèi)部以及頁(yè)面之間的聯(lián)系。另外還有一些其它的 w e b 應(yīng)用建模方法如t i s a k o w i t z 等人提出了用關(guān)系管理方法( 嗍來構(gòu)建超媒體應(yīng)用捕j ，k l e t t n 2 等則提出一種基丁狀態(tài)圖的w e b 應(yīng)用導(dǎo)航建模方法 1 9 1 現(xiàn)有的w e b 應(yīng)用模型都是從研究者實(shí)際需要的角度建立的，因而存在著種類繁多、內(nèi)容龐雜、 結(jié)構(gòu)凌亂的問題。為了便于進(jìn)行w e b 應(yīng)用測(cè)試，我們需要簡(jiǎn)潔、有效地給出一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容全 面、關(guān)系清晰的w e b 應(yīng)用模型，并且能反映出w e b 應(yīng)用的動(dòng)態(tài)演化特征。 2 ) w e b 應(yīng)用測(cè)試方法和技術(shù) 根據(jù)w e b 應(yīng)片j 測(cè)試側(cè)重內(nèi)容的不同，我們將其劃分成功能測(cè)試、性能測(cè)試、瀏覽器兼容性測(cè)試、 可用性測(cè)試、回歸測(cè)試等五大主要方面，相關(guān)的測(cè)試方法和技術(shù)也各不相同。 功能i 9 i | f 試就是結(jié)合規(guī)格說明的要求，驗(yàn)證w e b 應(yīng)用能否正確執(zhí)行各種功能，其內(nèi)容包括h t i v l l 3 東南大學(xué)博士學(xué)位論文 語(yǔ)法檢查、鏈接檢查、表格測(cè)試、端到端交互驗(yàn)證、j a v a 組件測(cè)試等。功能測(cè)試通常采用黑盒測(cè)試， 設(shè)計(jì)測(cè)試用例的目的是找出典型的測(cè)試用例以達(dá)到最大程度的測(cè)試覆蓋率，一般采用的是邊界值法、 等價(jià)劃分法等。與傳統(tǒng)程序相比，w e b 的分布性和復(fù)雜性造成了w e b 程序執(zhí)行時(shí)的不確定性：同一 個(gè)輸入在不同狀態(tài)下的輸出往往會(huì)有很大的不同”。解決的辦法一是多次運(yùn)行程序，綜合分析比較； 二是人為干預(yù)，使其向預(yù)想的狀態(tài)轉(zhuǎn)移或者執(zhí)行預(yù)定的動(dòng)作。第一種方法能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，但結(jié)果不 一定很全面；第二種方法人為干預(yù)太多，效率不是很高。 性能測(cè)試( 或負(fù)載測(cè)試) 主要是確定在處理眾多并發(fā)用戶時(shí)，w e b 應(yīng)用是否能維持一個(gè)用戶可接 受的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)獲取系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)”“?？梢酝ㄟ^腳本來生成成千上萬(wàn)的“虛擬用戶”，同 時(shí)訪問站點(diǎn)并與站點(diǎn)交互。在虛擬用戶執(zhí)行這些任務(wù)的同時(shí)，記錄f 服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)測(cè)試執(zhí) 行完成以后，分析通過負(fù)載測(cè)試得到的數(shù)據(jù)，如在不同交互清況下的網(wǎng)頁(yè)傳送所需時(shí)間、網(wǎng)頁(yè)傳送 出錯(cuò)信息等；經(jīng)過定的分析、運(yùn)算，得出網(wǎng)站能同時(shí)支持的用戶數(shù)目、交互數(shù)目等，并盡可能找 出多用戶訪問的瓶頸，最后以報(bào)告和圖表的形式來顯示測(cè)試情況下網(wǎng)站的執(zhí)行情況以及潛在問題存 在的地方。這就要求虛擬用戶具有較高的質(zhì)量，能夠反映出實(shí)際用戶的訪闖行為利訪問效果。因而 實(shí)現(xiàn)起來有較大的難度。 瀏覽器兼容性澳4 試主要是在不同的瀏覽器環(huán)境下對(duì)w e b 應(yīng)用的顯示作測(cè)試，使得w e b 應(yīng)用的功 能能夠正確運(yùn)行于廣泛的操作平臺(tái)之上，保證某些代碼( 如j a v a a p p l e t s 、a c t i v e xc o n t r o l s 、j a v a s c r i p t 、 c s s 、h t m l ) 的功能在不同配置上都具有正確性。瀏覽器有各種版本的n e