（计算机软件与理论专业论文）web应用测试框架及其实现技术研究.pdf

摘要 w e b 麻用测试是保障w e b 应用质量的一项有效方法和手段，在当前w e b 应用发展日新月异的信息化 时代，w e b 应用测试得到了越来越多的关注并发挥了日益重要的作用。近十多年来，人们对w e b 应用测试 进打rj 1 泛而深入的研究，取得了许多研究成果，主要集中在w e b 应用建模研究、传统测试方法在w e b 商用中的使用、w e b 席用度犀分析以及相廊测试： 具的研究开发等方面。 任现有上作的基础上，论文的主要r 作包括：( 1 ) 重点研究适应w e b 应用特性的测试方法和技术，包 括：通过生成典型虚拟用户来实现高质量的性能测试；通过统计方法获取用户使用情况以获得良好的可用 性：通过切片方法实现w e b 应用的回归测试等。( 2 ) 对测试的相关方面进行较为深入的探讨，包括：建立 合适的w e b 应用模型来描述测试对象；应用适当的策略进行测试用例的生成选择；对测试结果进行分析比 较和度量反馈。( 3 ) 对系统实现的若干问题进行探索，研究开发w e b 应用测试过程中的相关辅助工具。 论文i 。作的主要成果表现在以f 几个方面： 对现有的w e b 应用模型进行了改进，提出了一种新的w e b 应用测试模型。此模型分为三个层次，分别 对应予测试内容的不同范围和阶段，在刻画w e b 应用静态结构、内容和关系的同时，更着重于描述其 交互、变迁、演化等动态特性。 根据w e b 应用内容庞杂、关联程度较弱的特点，提出了一种高效的测试用例生成选择方法。综合应用 等价类划分、边界值分析和组合测试方法等技术，能够以较少数目的测试用例实现对被测w e b 应片j 的 科学有效的测试。 提山了种典型虚拟用户的生成方法，以实现高质量的性能测试。为保证性能测试的真实有效性，虚 拟_ l = 日户必须具备典型性和代表性。在对大量实际用户访问行为进行统计分析的基础上，引入随机过程 的概念使每一个虚拟_ ；i 户同时具备共性和个性，从而模拟出实际用户的访问效果。 利州川户实际使_ 【l = | w e b 应用的具体情况来修改、影响其设计和布局，提出了一种基于信息统计和反馈 机制的w e b 应用可用性测试方法，能够达到较好的用户满意度。 提出了- - t e e 基于切片技术的w e b 应用回归测试方法，能够简洁、有效而又不丢失有用信息地表示w e b 麻用中变动的依赖集。基于这种表示，可以快速构造新增测试用例集，从而提高回归测试的质量和效 率。 在语义标注和x m l 描述技术的基础上，提出了- - t o e 新的测试结果分析比较方法，用以实现w e b 页面 中数据与显示信息的分离，从而方便测试结果与预期结果的比较，提高速度和精度。 确定w e b 应用测试的各项度量指标，以评价w e b 应用的质量和测试的效率，为综合评价w e b 应用及其 测试过程提供了指南，并把测试结果反馈给w e b 应用本身，以指导其发展和演化。 将捕捉回放机制和a g e n t 技术应用于w e b 应用测试的执行过程中，提出了一种自动、智能执行测试的 方法，并开发了一个测试代理工具t p r o x y 和一个表单自动测试工具d t o o l ，为测试提供辅助和支持， 井验证上述方法和技术的有效性。 关键词w e b 麻用、测试、分柝模型、测试方法、度量分析、辅助工具 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 主要符号、术语列表 下面列出本文使用的主要术语和符号清单，其中斜体标注的为我们首次提出或使用的术语和符号。 p a g e ：页面节点1 3 l i n k ：链接1 3 g ：w e b 站点结构图1 3 孤立页面节点1 3 源页面节点1 3 目标页面节点1 3 环路1 3 外部指向链接13 指向外部链接1 3 o b j e c t ( e l e m e n t ) ：w e b 应帮力廓劢缘赞彰1 4 o r d ：对象关系图一1 5 w n s ：状态转移图1 5 三层体系结构1 5 w e b 杰劈别迸2 蝴 磅苣型1 7 黑盒测试2 0 自盒测试2 0 边界值分析2 2 等价类划分2 2 决策表2 2 单因素覆盖方法2 5 两两组合覆盖表2 5 w e i g h t ( e l e m e n t ) ：示赛捉重，3 2 锺擞3 2 动忝芟：互磊3 2 耀 愿3 2 c ? 必彦类集合3 3 n o d e ( u ，c ) ? 必越豸# 点3 3 m o d e l ( 叫? 用户各共必趣镆i 錾3 3 r a n d o m v i s i t ：瘟痞0 够户劳廊世穆糖型3 4 日志记录3 8 v i s i t _ c o u n t s 。勇面皴兢觑娩毙辫3 8 t r a n sr a t e ：死面劳鹤7 雅羟3 8 a v et i m e ：平均萨鲚黟甥3 8 回归测试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 ) ：珂砀以磨4 4 s t r u c t u r e ( p a g e ) ：员面第纷4 4 产品度量 5 i 过程度量5l v l 索弓 s i z e ：规模人小 c o m p l e x i t y ：页面复杂性 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 ：测试覆盖率 t e s ts t a t u s ：测试进度 主要算法列表 算法4 1 用户公共兴趣模型生成算法， 算法4 2 心户随机访问过稃模型牛成算法 算法4 3w e b 站点页面可j = ! | 性评测标准及步骤 算法4 4 删除页面、添加页面动作示意， 算法4 5 前向、后向搜索算法 算法6 1h t m l 词法分析算法 算法6 2h t m l 标签处理算法 算法63 表单提取算法 v i l 5 2 5 2 5 2 5 2 5 2 ”弘如钻舶矾矾n 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 1 、# 研究生签名：! 盆日期：型! ! ：! ! ：i 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括 刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：径盘导师签名：组 第一章引言 1 1 选题依据 第一章引言 住过左f i j 近、- 个世纪以来，互联网从早期的醐帕两( a r p a ：n 速发展到目前的因特网 ( i n t e r n e t ) 。i n t e m e t 是个全球共用的网络，它使用t c p i p 协议将遍布全球的许多计算机网络连接起 来，从两实现信息资源和服务的共享。基于互联网的各种应用也应运两生，其中w w w ( 简称w e b ) 趋i n t e r n e t 平台上最有活力和最为广泛的一种应用层服务，它于1 9 9 0 年由欧洲核研究中心( c e r n ) 发起，旨在建立一个分布式的超文本系统，通过i n t e r n e t 实现金球范围内的信息共享，使得人们能够 方便、快捷地发布或获取信息，以交互、动态和易用的特性而备受用户青睐。1 9 9 3 年美国国家计 算机安全协会n c s a 推出第一个基于h t m l 语言的、可以浏览图形的浏览器m o s a i c ，它使得普通 的用户可以轻松使用互联网，从而让互联网逐渐普及。随着互联网和w e b 技术的进一步发展，网上 的信息和用户数目增长非常迅速。第十四次中国互联网络发展状况统计报告1 表明：截止到2 0 0 4 年6 月3 0 日，我国上网用户总数为8 7 0 0 万，比去年同期增长2 7 9 ，上网计算机达到3 6 3 0 万台，c n 下注册的域名数、网站数分别达到3 8 万和6 2 6 6 万其中，获取信息仍然是网民最主要的上网目的， i i 剑4 2 3 的比例。 i n t e r n e t 是一个无集中控制的、不断成医的系统，由众多局部自治的系统构成，其上的资源存在 着形态、性能、功能以及使用和服务方式等多方面的异构性和系统状态的不确定性口】。因而w e b 应 用相应地具有分布式、动态性、多平台、交互式、超文本等特点，运行环境异构、自治，其开发、 应h j 和维护等过程异f 传统软件，相应的计算模型、方法和技术也有所不同。近几年来，尽管网络 速度得到了很大的提高，但是由于接入i n t e m e t 的用户数量增长太快，w e b 服务和硬件设施又存在 着创有的延迟，这就使得整个网络越来越拥挤，用户的服务质量( q o s ) 得不到很好的保证，需要采用 适当的策略和措施来尽量满足用户的需求”j 。 麻瑚挂序从最初的单机应用发展鳓以客户，服务器模式为主的分布式应用 之后，客户糯务器模 式由两层结构逐渐演变成三层结构；当w e b 普及后，基于w e b 的三层结构浏览器j l i 务器模式 ( b s 模式) 便开始涌现，以这种形式存在的应用程序可视为w e b 应用。目前缺乏对w e b 应用的精确 定义，通常认为一个w e b 应用( w e ba p p l i c a t i o n ) 包, 括浏览器、h r i p 协议、网络、w e b 服务器和数 据库服务器等几大部分”i ，其中浏览器端的用户输入( 可以为导航或数据输入1 通过耳r t p 协议在网 络上传输并发送到服务器端，经过服务器端的处理( 包括与数据库的交互) ，响应结果传输并返回到浏 览器，通过浏览器的解析显示，用户获取到自己断请求的页面。 与传统软件相比，w e b 应用有很多独特之处“，主要体现在以下几个方面：其一，w e b 应用的 用户数量巨大，对一个热门站点来说，每时每亥4 都有成千上万的用户与之交互。这对其并发处理事 务的能力以及性能是个严峻的考验i 其二，由于用户端的软硬件配置存在着很大的差异，这就要 求w e b 应用必须适应各种异构、自治的工作环境，以满足广大用户的不同需求：其三，w e b 应用着 重于信息的发布、搜索和获取，相对于传统软件强调的运算功能，w e b 应用在功能上没有传统软件 复杂，但其内容、技术更新速度较快。 互联网上存在着数量巨人的w e b 应用，如新闻站点、搜索引擎、在线零售和在线交易等。每个 站点都希望能够吸引划尽可能多的用户以及f e j 户尽可能长久的关注，因而对网页功能的正确性、有 效性利完善性以及访问的便捷性提出了较高的要求。作为w e b 应用质量保障的一项重要措旆和方法， w e b 应用测试受到人们越来越多的关注，因为只有通过充分地测试才能保证w e b 应用的可靠性且能 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 东南大学博士学位论文 满足最初的设计规格说明。通过系统、深入的w e b 测试，我们可以尽可能多地发现w e b 应用中( 包 括浏览器端和服务器端) 存在的各种错误和问题，并及时加以修正，从而确保整个系统的可靠性、 稳定性和安全性。 由于w e b 应用具有多层体系结构，客户、数据通信、硬件以及服务器之间的依赖关系义非常复 杂使得在每层内以及备层间都有可能发生故障。在客户端，由于浏览器的型号、版本以及对应的 显示技术箨不相同，使得有些信息不能正常显示，从而产生兼容性问题以及显示故障；在服务器端， 可能存在超链接不可达或者根本不存在的问题，影响用户的使用效果；服务器、数据库的负载能力 有限，在用户访问达到高峰时，响应时间太长甚至不再接受用户的访问请求；并发用户的行为会影 响到与站点交互的情况，用户之间也可能相互干扰。总之，由于w e b 具有分布、异构、并发和平台 无关的特性，同时w e b 应用的开发通常采用快速应用开发( r a d ) 方式，开发周期比较短、涉及的技 术比较广，可能缺乏软件开发过程中必要的文档，再加上用户的需求经常变动，页面内容不断更新， 从而增加了测试和维护工作的难度，使得对w e b 应用进行的测试要比对普通程序进行的测试复杂得 多邮8 ，即w e b 应用固有的特性使得传统的测试方法不能完全胜任w e b 应用测试，需要一套独特的 测试体系结构、方法和工具。 传统软件测试流程通常由五步组成：首先是决定测试什么以及要达到什么样的测试覆盖率等： 其次是生成测试输入，这由软件的规格说明及其结构生成：再次是生成期望输出；然后执行测试用 倒并验证输出：最后是修改软件，进行回归测试。这一系列的步骤和流程对一般的软件测试都是适 用的，区别在于实现技术和手段方面的差异并且这些差异能够直接影响到最终的测试效果。针对 具体的某种类型的软件，通常根据需要对该测试流程进行一定程度上的调整和修改，使测试更具针 对性和适应性。对w e b 应用进行测试的先后顺序以及执行流程也大致如此，重点体现在所选用的实 现技术和手段上。 现有的w e b 应用测试方法和技术研究还处于起步阶段，通常的做法就是将传统的测试方法套刚 到w e b 应用中h 5 ”】。由于w e b 应用与传统程序存在着一定的共性，这些方法也能起到一定的作用。 但考虑到w e b 应用的特性，为了具备更好的针对性和适应性，需要在传统测试方法的基础上有所突 破和创新。 本文在广泛调研的基础上，根据中兴、华为、7 1 6 所等民用和军工企事业研究单位的实际需求， 结合国家自然科学基金( 6 0 3 7 3 0 6 6 、9 0 4 1 2 0 0 3 ) 、国家重点基础研究发展规划9 7 3 资助项目 ( 0 1 9 9 9 0 3 2 7 0 1 、2 0 0 2 c b 3 1 2 0 0 0 ) 、国家自然科学基金青年科学基金( 6 0 3 0 3 0 2 4 ) 、江苏省自然科学基金 ( b k 2 0 0 1 0 0 4 ) 、江苏省科技攻关项目( b e 2 0 0 1 0 2 5 ) 、武汉大学软件工程国家重点实验室开放基金、u 苏省计算机信息处理技术重点实验室歼放基金( 苏州大学) 、东南大学一南瑞继保公司学位论文基金、 江苏省高等学校研究生创新计划等资助基金，旨在研究适应w e b 应用特性的测试方法和技术，并对 测试的相关方面( 如测试前期的建模和需求分析、测试结果的分析度量等) 进彳亍较为深入的探讨，以保 证w e b 应用的正确性、可靠性和稳定性，即：建立合适的w e b 应用模型来描述测试对象，以方便进 行测试需求分析；应用适当的策略进行澳4 试用例的生成选择，以保证测试用例的质量和效率：在此 基础上，重点研究适合w e b 应用特性的测试方法和技术包括通过生成典型虚拟用户来实现高质晕 的性能测试，通过统计方法获取用户使用情况以获得良好的可用性，以及通过切片方法实现w e b 廊 用的回归测试等：对i 奥4 试结果进行分析度量，以评价w e b 应用的质量和测试的效率，并且将测试结 果反馈给w e b 应用本身，迸一步改善系统质量；研究开发w e b 应角测试过程中的相关i ：具，以辅助 测试执行、提高工作效率。 1 2 国内外研究现状 作为w e b 应用质量保障的一项重要措施和方法，w e b 应用测试受到人们越来越多的关注并取 得了一些阶段性的研究成果嘛8 9 一“1 t ”。目前针对w 曲应用测试的研究通常分为四个方面：w e b 2 第一章引言 应用建模研究”“2 、w e b 应用测试方法和技术研究、w e b 应用度量研究”，驯7 1 以及w e b 应崩测试辅 助l ：具的研究和开发。 为了描述w e b 应用的结构、内容和行为，必须建立相应的模型来表述其特征，目前通常采用面 向对象的思想来建立w e b 应_ e l j 模型，在模型基础上开展多种后续上作：如何进行w e b 测试是研究的 重点，现有的方法通常是将传统的浓试技术应用到w e b 应用程序中，当然还要进行一些调整和变动 以适廊w e b 应用的特性，这些方法不能从本质上适应w e b 应用，因而需要更深入的研究和探索：为 了明确表征w e b 应用的结构、内容和行为，可以进步通过w e b 应用度量给出量化数值，以方便分 析、比较和优化；w e b 应用测试辅助工具的开发和研究是目前工作的热点所在，一方面是为了满足 市场的迫切需求，员一方面则是为了验证现有的研究成果。实践证明，使用w e b 测试辅助工具可以 实现自动化，半自动化的w e b 测试，能够提高测试效率、改善测试效果，但是也存在着一定的不足， 主要表现为现有的这些测试+ l 具通用性、可扩展性较差。有些工具功能不够强大，有些工具造价太 高，要选择一套性价比较高的工具比较困难。 目前关于w e b 应用建模、w e b 应用测试方法和技术、w e b 应用度量和w e b 应用测试辅助工具 等方面的研究尚处下起步阶段，并将逐渐成为研究的热点。由于起步较晚，再加上研究条件所限， 国内的相关研究工作与国外相比还存在着较大的差距。 1 ) w e b 应用建模 w e b 应用是由众多的w e b 页面组成的，用户通过浏览页面来获取自己所需的信息。页西不是孤 立存在的，而联系它们的纽带通常就是超级链接，沿着超链可以很方便地从一个页面跳转到另一个 页亟。众多的页面通过链接联系在一起，组成一个错综复杂的网状结构图。通过建立适当的模型可 以直观地表述w e b 应用的体系结构、页面之间的联系、页面包含的元素、元素之间的联系等方面的 内容，从面能够清晰地表达测试对象和测试内容，为测试奠定基础。 由丁w e b 应用由众多的具备属性和操作性质的元素或构件组成，通常采用面向对象的思想对其 建模”1 。6 。”o ，将每个元素或构件看成一个具有定独立性和自治性的对象，并通过对象之间的 关系或者请求响应等w e b 应用之间特有的关系将其联系为一个整体。同时针对w e b 应用的交互动 态特性，还需要描述其状态变迁过程。目前比较有影响的w e b 应用模型有j c o n a l l e n 等提出的用扩 展u m l 形式化描述的w e b 应用模型3 】，页面是一个对象，采用类图表示客户端页面、服务器端页 面、窗体页面、框架等内容以及它们之间的联系，从而体现w e b 应用的业务逻辑。er i c c a 等提出 了一个w e b 应用的元模帮”，以页面为核心比较全面地描述了页面之间的联系以及页面内元素间的 联系，强调链接与交互等动态内容，可用于静态站点结构评估、白盒测试标准定义以及相关测试用 例的半自动化生成。d c k u n g 、c h “u 等提出了一个形式化的、面向对象的w e b 应用测试模型1 “f ， 在传统测试模型( 如控制流图、数据流图、状态机) 的基础上加以扩展，用对象关系图来表示w e b 应 i e f 的实体以及它们之间的关系，用页面导航图和对象状态图来描述w e b 应用的动态行为，用基于控 制流年l i 数据流信息的内部结构图来深入刻画页面内部以及页面之间的联系。另外还有一些其它的 w e b 应用建模方法如t i s a k o w i t z 等人提出了用关系管理方法( 嗍来构建超媒体应用捕j ，k l e t t n 2 等则提出一种基丁状态图的w e b 应用导航建模方法 1 9 1 现有的w e b 应用模型都是从研究者实际需要的角度建立的，因而存在着种类繁多、内容庞杂、 结构凌乱的问题。为了便于进行w e b 应用测试，我们需要简洁、有效地给出一个结构合理、内容全 面、关系清晰的w e b 应用模型，并且能反映出w e b 应用的动态演化特征。 2 ) w e b 应用测试方法和技术 根据w e b 应片j 测试侧重内容的不同，我们将其划分成功能测试、性能测试、浏览器兼容性测试、 可用性测试、回归测试等五大主要方面，相关的测试方法和技术也各不相同。 功能i 9 i | f 试就是结合规格说明的要求，验证w e b 应用能否正确执行各种功能，其内容包括h t i v l l 3 东南大学博士学位论文 语法检查、链接检查、表格测试、端到端交互验证、j a v a 组件测试等。功能测试通常采用黑盒测试， 设计测试用例的目的是找出典型的测试用例以达到最大程度的测试覆盖率，一般采用的是边界值法、 等价划分法等。与传统程序相比，w e b 的分布性和复杂性造成了w e b 程序执行时的不确定性：同一 个输入在不同状态下的输出往往会有很大的不同”。解决的办法一是多次运行程序，综合分析比较； 二是人为干预，使其向预想的状态转移或者执行预定的动作。第一种方法能够自动实现，但结果不 一定很全面；第二种方法人为干预太多，效率不是很高。 性能测试( 或负载测试) 主要是确定在处理众多并发用户时，w e b 应用是否能维持一个用户可接 受的反应时间，同时获取系统的各项性能指标”“。可以通过脚本来生成成千上万的“虚拟用户”，同 时访问站点并与站点交互。在虚拟用户执行这些任务的同时，记录f 服务器的响应时间。当测试执 行完成以后，分析通过负载测试得到的数据，如在不同交互清况下的网页传送所需时间、网页传送 出错信息等；经过定的分析、运算，得出网站能同时支持的用户数目、交互数目等，并尽可能找 出多用户访问的瓶颈，最后以报告和图表的形式来显示测试情况下网站的执行情况以及潜在问题存 在的地方。这就要求虚拟用户具有较高的质量，能够反映出实际用户的访闯行为利访问效果。因而 实现起来有较大的难度。 浏览器兼容性澳4 试主要是在不同的浏览器环境下对w e b 应用的显示作测试，使得w e b 应用的功 能能够正确运行于广泛的操作平台之上，保证某些代码( 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确性。浏览器有各种版本的n e