劉小園

（羅定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，羅定 527200）

基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試研究

劉小園

（羅定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，羅定 527200）

隨著Web應(yīng)用軟件的廣泛應(yīng)用，為了保證Web應(yīng)用軟件的質(zhì)量和可靠性，人們?cè)絹?lái)越重視Web應(yīng)用軟件測(cè)試.但目前大多數(shù)基于模型的測(cè)試技術(shù)都很難滿(mǎn)足人們對(duì)Web應(yīng)用軟件的測(cè)試要求，本文在模型測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試方法，并通過(guò)一個(gè)網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)的實(shí)例，驗(yàn)證了該方法在功能覆蓋率和錯(cuò)誤檢測(cè)率兩方面都有較好的表現(xiàn).

Web應(yīng)用軟件；軟件測(cè)試；網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)；測(cè)試用例

隨著 Web技術(shù)的廣泛應(yīng)用，科學(xué)技術(shù)類(lèi) Web系統(tǒng)、電子商務(wù)和電子政務(wù)等Web技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛影響著人們的生活.可是由于Web應(yīng)用軟件的規(guī)模越來(lái)越大、復(fù)雜度越來(lái)越難、開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越長(zhǎng)等特點(diǎn)，使得大量的Web應(yīng)用軟件在部署到實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中都被發(fā)現(xiàn)存在不同程度的錯(cuò)誤，因此人們開(kāi)始重視起 Web應(yīng)用軟件的質(zhì)量問(wèn)題.為了保證Web應(yīng)用軟件的質(zhì)量和可靠性，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試就是Web應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié).但是由于Web應(yīng)用軟件與傳統(tǒng)軟件相比較有著異構(gòu)、并發(fā)、跨組織和跨平臺(tái)等顯著特征，使得傳統(tǒng)的軟件測(cè)試方法基本無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)Web應(yīng)用軟件的充分測(cè)試，這也就給軟件測(cè)試領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)［1］.

1 相關(guān)研究

1.1 Web系統(tǒng)應(yīng)用簡(jiǎn)介

Web應(yīng)用軟件是一系列Web網(wǎng)頁(yè)和部件組成的系統(tǒng)，而與用戶(hù)打交道的實(shí)際上是客戶(hù)端瀏覽器.用戶(hù)使用系統(tǒng)時(shí)通過(guò)客戶(hù)機(jī)瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求后，剩下的邏輯處理和運(yùn)算交給前端Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)完成，最后的處理結(jié)果再通過(guò)客戶(hù)機(jī)瀏覽器返回給用戶(hù)，在這個(gè)過(guò)程它們相互間還會(huì)有數(shù)據(jù)交流和傳遞，圖1是Web系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖.用戶(hù)在客戶(hù)機(jī)上使用瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送訪(fǎng)問(wèn)申請(qǐng)，Web服務(wù)器收到用戶(hù)發(fā)送的申請(qǐng)后向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送需求申請(qǐng)，Web服務(wù)器收到應(yīng)用服務(wù)器返回的需求申請(qǐng)運(yùn)行結(jié)果后，以輸出網(wǎng)頁(yè)的形式轉(zhuǎn)發(fā)到客戶(hù)機(jī)上通過(guò)瀏覽器展示給用戶(hù).在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶(hù)提出的訪(fǎng)問(wèn)申請(qǐng)具有廣泛的多樣性和復(fù)雜性，所以說(shuō)Web系統(tǒng)的應(yīng)用是復(fù)雜的和多變的.如果只是根據(jù)某一種模型來(lái)生成測(cè)試用例，勢(shì)必造成軟件測(cè)試的局限性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足客戶(hù)需求的測(cè)試要求.

圖1 Web體系結(jié)構(gòu)圖

1.2 相關(guān)研究工作

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于Web應(yīng)用軟件測(cè)試方面的研究工作已經(jīng)做的比較多了，每個(gè)研究者的側(cè)重點(diǎn)也各有不同.例如基于狀態(tài)圖的導(dǎo)航模型提出用狀態(tài)來(lái)表示W(wǎng)eb應(yīng)用軟件中網(wǎng)頁(yè)和網(wǎng)頁(yè)中的各種元素，規(guī)定用狀態(tài)的遷移來(lái)表示網(wǎng)頁(yè)的超級(jí)鏈接或各頁(yè)面間的跳轉(zhuǎn)，該方法雖然理解起來(lái)很直觀，但是最終形成的狀態(tài)圖卻錯(cuò)綜復(fù)雜，表達(dá)起來(lái)很麻煩［2］.又有基于用戶(hù)會(huì)話(huà)的測(cè)試方法提出利用Web應(yīng)用軟件的域數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件測(cè)試，但該方法沒(méi)有考慮到Web應(yīng)用軟件具有多用戶(hù)交互的特性，顯然測(cè)試也不夠全面.也有人提出結(jié)構(gòu)測(cè)試方法，該方法注重把與結(jié)構(gòu)相關(guān)的所有實(shí)體如超級(jí)鏈接、表單和窗體等網(wǎng)頁(yè)間的跳轉(zhuǎn)關(guān)系都表示出來(lái)，強(qiáng)調(diào)鏈接和動(dòng)態(tài)交互等帶導(dǎo)航特性的內(nèi)容，由于明顯忽略了Web應(yīng)用軟件的網(wǎng)頁(yè)中包含著腳本、組件、接口對(duì)象以及服務(wù)端網(wǎng)頁(yè)間的重定向關(guān)系，這樣的測(cè)試顯然也是不夠全面的［3］.

綜上所述，以往提出的Web應(yīng)用軟件測(cè)試方法大部分是采用“白盒測(cè)試”技術(shù)，這些測(cè)試方法都需要人工手動(dòng)生成測(cè)試用例，這種測(cè)試用例的生成不光難度大，而且用例生成不充分，都存在一定的局限性.本文在吸收以往Web應(yīng)用軟件的測(cè)試方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種對(duì)Web應(yīng)用軟件網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分類(lèi)，然后針對(duì)不同類(lèi)別的網(wǎng)頁(yè)采用不同的軟件測(cè)試方法.從而一方面提高了測(cè)試效率，另一方面也使得測(cè)試更加全面，并通過(guò)一個(gè)常見(jiàn)的網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)為實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證.

2 基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試

Web應(yīng)用軟件是由大量的Web網(wǎng)頁(yè)和網(wǎng)頁(yè)間的連接組件組成的.Web網(wǎng)頁(yè)是能在客戶(hù)機(jī)瀏覽器上顯示的信息體，有的是用HTML編寫(xiě)的靜態(tài)的，有的是用 ASP（Active Server Pages）或JSP（Java Server Pages）等動(dòng)態(tài)技術(shù)生成的；連接組件則通過(guò)超級(jí)鏈接、表單和窗體等與Web頁(yè)面相關(guān)聯(lián)，用戶(hù)通過(guò)Web網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)及使用.因此我們可以把網(wǎng)頁(yè)分成三種不同的類(lèi)別：

第一種叫做靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)：是用HTML創(chuàng)建的網(wǎng)頁(yè).每個(gè)靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)都有固定的URL，且都存儲(chǔ)在Web服務(wù)器上，都是一個(gè)獨(dú)立的HTML文檔.

第二種叫做動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)：是以HTML為基礎(chǔ)，結(jié)合ASP或JSP來(lái)創(chuàng)建的網(wǎng)頁(yè).動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)并不獨(dú)立存在于服務(wù)器上，只是在用戶(hù)發(fā)送請(qǐng)求后，才在服務(wù)器上運(yùn)行動(dòng)態(tài)生成一個(gè)HTML網(wǎng)頁(yè)返回給用戶(hù).網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)狀態(tài)和用戶(hù)的實(shí)時(shí)操作的不同而發(fā)生變化.

第三種叫做數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)頁(yè)：它本身也是動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的一種，但由于與數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容是讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)元素來(lái)插入到網(wǎng)頁(yè)中的，會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容發(fā)生變化而變化.

基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的測(cè)試技術(shù)有：

（1）黑盒測(cè)試（HHCS）

黑盒測(cè)試也稱(chēng)為功能測(cè)試，是一種窮舉測(cè)試，需要把所有可能作為測(cè)試用例，適合用來(lái)測(cè)試那些功能確定的內(nèi)容.由于靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容和功能確定、URL固定等特點(diǎn)使其非常適合進(jìn)行黑盒測(cè)試.瀏覽靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的每個(gè)頁(yè)面，檢查頁(yè)面中的文字內(nèi)容是否都能正確顯示.檢查網(wǎng)頁(yè)中的每個(gè)超級(jí)鏈接，查看是否能夠跳轉(zhuǎn)到正確的頁(yè)面.檢查網(wǎng)頁(yè)中的每張圖片是不是都能及時(shí)正確顯示.檢查網(wǎng)頁(yè)中的所有表單對(duì)象是不是拒絕錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和接受正確數(shù)據(jù).特別需要強(qiáng)調(diào)的是，由于Web應(yīng)用軟件的用戶(hù)平臺(tái)的不確定性，所以需要針對(duì)Web應(yīng)用軟件的網(wǎng)頁(yè)界面和軟件功能使用多種平臺(tái)和瀏覽器進(jìn)行搭配測(cè)試，以檢測(cè)出軟件的性能錯(cuò)誤.

（2）灰盒測(cè)試（FHCS）

灰盒測(cè)試是以黑盒測(cè)試為主，白盒測(cè)試為輔，動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)動(dòng)態(tài)生成的特點(diǎn)使其非常適合進(jìn)行灰盒測(cè)試.其工作原理是通過(guò)簡(jiǎn)單的查看動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)部代碼（不是像白盒測(cè)試那樣完整地查看），了解動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的運(yùn)行狀況，有助于把測(cè)試用例設(shè)計(jì)的更加合理.動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)相比于程序更容易被查看，利用這點(diǎn)在黑盒測(cè)試基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行檢查以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)的灰盒測(cè)試.

（3）白盒測(cè)試（BHCS）

白盒測(cè)試深入到網(wǎng)頁(yè)代碼一級(jí)進(jìn)行測(cè)試，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題最早，效果最好；缺點(diǎn)是需要開(kāi)發(fā)人員在Web應(yīng)用軟件編碼階段，根據(jù)自己對(duì)代碼的理解進(jìn)行軟件測(cè)試，測(cè)試的工作量大，只適合檢測(cè)少量網(wǎng)頁(yè).在Web應(yīng)用軟件中，數(shù)據(jù)庫(kù)起著重要的作用，為整個(gè)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢(xún)和存儲(chǔ)提供空間.同時(shí)，由于數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)頁(yè)可能發(fā)生的錯(cuò)誤主要有兩種：一種是由于用戶(hù)提交的表單信息不正確而造成的數(shù)據(jù)不一致性錯(cuò)誤；另一種是由于程序設(shè)計(jì)本身引起的.第一種錯(cuò)誤主要靠黑盒測(cè)試時(shí)的表單測(cè)試來(lái)檢查；第二種錯(cuò)誤則需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的白盒測(cè)試.

Web應(yīng)用軟件的測(cè)試用例往往是靠手工生成，造成測(cè)試成本很高，測(cè)試效率很低.為了提高測(cè)試的效率和測(cè)試覆蓋率，基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的白盒測(cè)試的測(cè)試用例可以借助如下算法來(lái)自動(dòng)生成.

①選擇數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)頁(yè) H（h1，h2，…，hn）的 URL地址 Mi（1≤i≤n）作為測(cè)試用例；

②從網(wǎng)頁(yè)hi中選擇一個(gè)操作Ji；

③將Ji跳轉(zhuǎn)到的新網(wǎng)頁(yè)地址登記為Ni；

④若Ni沒(méi)有包含在H中，則將Ni作為新的測(cè)試用例添加到H中，若Ni已經(jīng)包含在H中，直接進(jìn)入下一步；

⑤將Ji登記為“已登記”，重復(fù)第二步到H的所有網(wǎng)頁(yè)的所有操作都已登記；

⑥對(duì)對(duì)最終的H進(jìn)行測(cè)試.

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試方法對(duì)Web應(yīng)用軟件的測(cè)試的有效性.電子商務(wù)作為時(shí)下最為流行的一種Web應(yīng)用系統(tǒng)，我們選定一個(gè)開(kāi)源網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，網(wǎng)站的功能主要面向顧客.顧客可以注冊(cè)會(huì)員、站內(nèi)搜索、瀏覽商品陳列頁(yè)面、管理購(gòu)物車(chē)、在線(xiàn)訂購(gòu)等共70個(gè)主要功能.由于系統(tǒng)原來(lái)的錯(cuò)誤不多，為了達(dá)到測(cè)試效果，請(qǐng)了幾個(gè)有豐富網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的程序員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)分別插入了三種不同類(lèi)型的錯(cuò)誤共45個(gè).首先是與變量和控制流有關(guān)的腳本錯(cuò)誤15個(gè)；其次是與表單對(duì)象有關(guān)的表單錯(cuò)誤15個(gè)；最后是與數(shù)據(jù)庫(kù)操作有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)錯(cuò)誤15個(gè).

我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)框架，如圖2所示，包括4個(gè)步驟：

（1）將Web應(yīng)用軟件的網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分類(lèi).

（2）對(duì)不同類(lèi)別的網(wǎng)頁(yè)分別生成測(cè)試用例.

（3）單個(gè)激活錯(cuò)誤，進(jìn)行測(cè)試，并記錄測(cè)試結(jié)果.

（4）根據(jù)測(cè)試記錄，主要從功能覆蓋率和錯(cuò)誤檢測(cè)率兩方面對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行有效性評(píng)估.

為了評(píng)估基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試方法的錯(cuò)誤檢測(cè)有效性，每次只激活一個(gè)錯(cuò)誤，但執(zhí)行所有測(cè)試用例.

圖2 實(shí)驗(yàn)框架圖

表1顯示了基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的Web應(yīng)用軟件測(cè)試方法在功能覆蓋率和故障檢測(cè)方面都有很不錯(cuò)的表現(xiàn)，比以往其他的測(cè)試方法不管在功能覆蓋率上還是在錯(cuò)誤檢測(cè)率上都要高.

表1 功能覆蓋率和錯(cuò)誤檢測(cè)率（%）

4 結(jié)論

本文提出了Web應(yīng)用軟件測(cè)試的一個(gè)改進(jìn)型的新方法，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行分類(lèi)，并針對(duì)不同類(lèi)型網(wǎng)頁(yè)采用不同的測(cè)試方法.基于網(wǎng)頁(yè)分類(lèi)的測(cè)試方法可以有效的改善Web應(yīng)用軟件測(cè)試技術(shù)中測(cè)試用例代價(jià)高和生成不充分的問(wèn)題.并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法在功能覆蓋率和錯(cuò)誤檢測(cè)率等方面都有更好的表現(xiàn).除了上述介紹的測(cè)試方法，未來(lái)將重點(diǎn)研究Web應(yīng)用軟件測(cè)試框架，Web應(yīng)用軟件測(cè)試的對(duì)象模型與應(yīng)用，Web應(yīng)用軟件測(cè)試中測(cè)試用例及復(fù)用等方面［4］.

［1］路曉麗，董云衛(wèi).Web應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)測(cè)試研究［J］.計(jì)算機(jī)科學(xué)，2010，37（12）：110－113.

［2］Kong J，Zou C，Zhou H.Improving Software Security via Runti－me Instruction－level Taint Checkingp［C］.Proc.of the 1st Workshop on Architectural and System Support for Improving Software Dependability.Califorria：ACM Press，2006：18－24.

［3］Alfond W，Orso A，Manolios P.Using Positive Tainting and Syntax－aware Evaluation to Counter SQL Injection Attacks［C］.Proc.of the 14th ACM SIGSOFT International Symposiumon Foundations of Software Engineering.New York：ACMPress，2006：175－185.

［4］尚冬娟，郝克剛，葛瑋，等.軟件測(cè)試中的測(cè)試用例及復(fù)用研究［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2006，16（1）：69－72.

Web Application Software Testing Research Based on Web－page Classification

LIU Xiao－yuan
（Luoding Polytechnic，Luoding 527200，China）

With the wide application of Web application software，to ensure the Web application software quality and reliability，people pay more and more attention to Web application software testing.But most of the current models based on testing technology are difficult to satisfy the peoples reguirement on the Web application software testing.Based on the model test technology，the Web application software testing method is proposed through The Web－page classification and an online shopping system example is given.The validation of the method in functional coverage and error detection rate shows better performance.

application of Web software；software testing；Web－page classification；test use case

TP393.1

A

1671－119X（2013）02－0037－03

2012－11－26

劉小園（1978－），男，碩士，講師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件與理論、軟件工程.