本發(fā)明屬于軟件測試，具體涉及一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)規(guī)模迅速增長，其中用于構(gòu)建分布式服務(wù)和數(shù)據(jù)處理、提供基礎(chǔ)計(jì)算措施與軟件托管服務(wù)的云服務(wù)呈爆炸式增長。rest(representationalstate?transfer)是一種軟件架構(gòu)，由royfielding于2000年首次提出，規(guī)范對資源的增刪改查(crud)操作，旨在提供一種簡單、輕量級(jí)、可擴(kuò)展和可靠的方式來構(gòu)建分布式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。restful?api是一種符合rest架構(gòu)風(fēng)格的應(yīng)用程序接口設(shè)計(jì)方式，restful?api的設(shè)計(jì)理念簡單、輕量，依賴http協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具有跨平臺(tái)、跨語言的優(yōu)勢，適用于各種分布式系統(tǒng)和微服務(wù)架構(gòu)?；谝陨咸攸c(diǎn)，restful?api已成為云計(jì)算平臺(tái)(如aws、azure)中標(biāo)準(zhǔn)化接口的一部分，為用戶提供便捷的云端管理工具。其中openapi成為了主流的restful?api接口描述語言，遵循openapi規(guī)范的云服務(wù)會(huì)給用戶提供一個(gè)規(guī)范文檔，其中描述了云服務(wù)中的端點(diǎn)與參數(shù)的相關(guān)信息，方便用戶通過請求訪問云服務(wù)。

2、在restful?api模糊測試中，通常對openapi規(guī)范文檔進(jìn)行分析，得到操作間的依賴關(guān)系，這里的依賴關(guān)系指的是由微軟團(tuán)隊(duì)提出的消費(fèi)者-生產(chǎn)者關(guān)系，消費(fèi)者執(zhí)行時(shí)需要某個(gè)參數(shù)值，生產(chǎn)者執(zhí)行后能獲取到某個(gè)參數(shù)，由這種需求關(guān)系構(gòu)成依賴關(guān)系。分析得到依賴關(guān)系后，根據(jù)依賴關(guān)系生成由多個(gè)操作組成的操作序列作為有狀態(tài)的測試用例，如創(chuàng)建、訪問、刪除構(gòu)成一個(gè)測試序列作為一個(gè)測試用例，生成有狀態(tài)的測試用例的目的是通過長操作序列測試到無法通過單節(jié)點(diǎn)直接測試到的操作節(jié)點(diǎn)，提升測試的覆蓋率，擴(kuò)大對服務(wù)的測試范圍。

3、測試用例生成策略指的是根據(jù)一系列算法或技術(shù)來自動(dòng)化的生成測試用例。目前在黑盒測試中常見的restful?api測試用例生成策略有：基于模型的測試用例生成策略、隨機(jī)測試用例生成策略。其中，基于模型的測試用例生成策略將程序抽象成一個(gè)數(shù)學(xué)模型，將系統(tǒng)狀態(tài)抽象成狀態(tài)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣等，然后應(yīng)用搜索算法在狀態(tài)空間上進(jìn)行搜索，以產(chǎn)生盡可能多、盡可能有代表性的測試用例。隨機(jī)測試即通過為被測操作的每個(gè)參數(shù)分配隨機(jī)值來構(gòu)建測試用例。模糊測試是restful?api測試中廣泛使用的隨機(jī)化測試方法，其核心思想是將自動(dòng)或半自動(dòng)生成的隨機(jī)數(shù)據(jù)輸入到程序中，并監(jiān)視程序異常，如崩潰或斷言失敗，以發(fā)現(xiàn)可能的程序錯(cuò)誤。

4、2019年，由微軟團(tuán)隊(duì)研究提出restler(atlidakis?v,godefroidp,polishchukm.restler:stateful?rest?api?fuzzing.ieee/acm?the?41st?internationalconference?on?software?engineering(icse).748-758,2019.)黑盒模糊(fuzz)測試工具，對openapi規(guī)范文檔(swagger.apidevelopment?for?everyone.http://swagger.io/.2020.)的分析后，得到一個(gè)記錄了依賴關(guān)系與參數(shù)信息的語法文件，根據(jù)語法文件使用廣度優(yōu)先或隨機(jī)選取的搜索策略生成有狀態(tài)的測試序列進(jìn)行測試，但restler使用的搜索策略存在路徑爆炸的問題，導(dǎo)致生成的序列長度不夠且質(zhì)量較低，同時(shí)存在測試參數(shù)的動(dòng)態(tài)反饋問題，導(dǎo)致測試效果一般。

5、2020年，意大利的emanuele?viglianisi等人提出resttestgen(viglianisi?e,dallago?m,ceccato?m.resttestgen:automatedblack-box?testing?ofrestfulapis.2020ieee?the?13th?international?conference?on?software?testing,validation?and?verification(icst).142-152,2020.)，其中使用基于操作依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法，提出由操作作為圖節(jié)點(diǎn)，依賴關(guān)系作為邊的有向圖構(gòu)成依賴關(guān)系圖模型，通過圖模型來記錄從文檔中分析得到的依賴關(guān)系并基于圖進(jìn)行測試，不依賴于廣度優(yōu)先的搜索策略，而是自上而下的生成操作序列，但由于其設(shè)計(jì)的依賴關(guān)系圖模型中僅存在操作節(jié)點(diǎn)，圖結(jié)構(gòu)過于單薄，使得在測試過程中會(huì)重復(fù)生成大量相同的測試用例。且該圖模型的構(gòu)建過于依賴api規(guī)范文檔，當(dāng)規(guī)范文檔存在一些問題時(shí)，該依賴關(guān)系圖無法正確的反映操作間的依賴關(guān)系，進(jìn)而影響到生成測試用例的質(zhì)量。

6、2022年，華為的團(tuán)隊(duì)提出morest(liuy,li?y,deng?g,et?al.morest:model-basedrestful?api?testing?with?execution?feedback.proceedings?ofthe?44thinternational?conference?on?software?engineering.1406-1417,2022.)測試工具，其中使用基于服務(wù)屬性圖的測試用例生成方法，在操作依賴圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了服務(wù)屬性圖，服務(wù)屬性圖是有向的、邊標(biāo)記的、屬性的多重圖模型，記錄了操作間的關(guān)系與資源間的關(guān)系。在服務(wù)屬性圖的基礎(chǔ)上使用笛卡爾積的計(jì)算方法遍歷圖中的資源節(jié)點(diǎn)，生成測試序列，并添加了動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，彌補(bǔ)前兩者的不足，但測試用例的生成算法與資源節(jié)點(diǎn)的特性導(dǎo)致序列間存在一定的隨機(jī)性，邏輯性低，測試用例的質(zhì)量較低，且服務(wù)屬性圖中資源節(jié)點(diǎn)少，使得測試用例生成的數(shù)量較少，測試的覆蓋率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、目前，restful?api模糊測試過程中使用不同的方法生成有狀態(tài)的測試用例時(shí)，由于對操作間的依賴關(guān)系分析與記錄的不準(zhǔn)確性與不全面性，導(dǎo)致生成的測試用例有效性偏低，直接影響了測試的端點(diǎn)覆蓋率與測試耗用的資源。因此，為了解決現(xiàn)有方法在restfulapi模糊測試過程中生成的測試用例有效性較低、用例規(guī)模過大與覆蓋度不足的問題，本發(fā)明提供一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法及系統(tǒng)。本發(fā)明通過構(gòu)建一種以參數(shù)與操作構(gòu)成的依賴關(guān)系圖模型，利用圖的特性來反映并利用操作間的依賴關(guān)系，且在過程中根據(jù)反饋實(shí)時(shí)更新依賴關(guān)系圖模型，優(yōu)化生成的測試用例的有效性，可以有效地提高測試用例的有效性并降低測試用例的規(guī)模，優(yōu)化模糊測試效果。

2、本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供的一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法，包括以下步驟：

4、步驟s1：構(gòu)建一種自適應(yīng)依賴關(guān)系圖模型；

5、所述依賴關(guān)系圖模型為：opg＝(v,e,μ)；v表示節(jié)點(diǎn)集合，v＝vparameter∪voperation，voperation表示操作節(jié)點(diǎn)集合，vparameter表示參數(shù)節(jié)點(diǎn)集合；e表示有向邊集合，e＝eop∪epo，eop表示操作指向參數(shù)的邊集合，epo表示參數(shù)指向操作的邊集合；μ表示操作與參數(shù)添加屬性值的映射函數(shù)集合，μ＝μparameter∪μoperation，μparameter表示參數(shù)添加屬性的函數(shù)，μoperation表示操作添加屬性的函數(shù)；

6、步驟s2：建立一種有狀態(tài)的測試用例生成算法；

7、s2.1：采用opg遍歷算法和逆序生成算法生成測試子圖；

8、s2.2：采取多種生成策略結(jié)合的方法在測試過程中實(shí)時(shí)生成測試參數(shù)。

9、進(jìn)一步的，步驟s2.1中，初始化一個(gè)測試子圖與序列，將待測試的節(jié)點(diǎn)a設(shè)置為測試子圖的根節(jié)點(diǎn)，并添加進(jìn)序列中。

10、進(jìn)一步的，步驟s2.1中，在依賴關(guān)系圖模型中訪問節(jié)點(diǎn)a的父節(jié)點(diǎn)，得到該操作所需的參數(shù)值，并訪問每個(gè)參數(shù)值的父節(jié)點(diǎn)，得到能夠生產(chǎn)該參數(shù)的操作集。

11、進(jìn)一步的，步驟s2.1中，選取其中能滿足生產(chǎn)者-消費(fèi)者關(guān)系、crud語義約束且不會(huì)形成環(huán)的操作，并依次將參數(shù)節(jié)點(diǎn)與操作節(jié)點(diǎn)添加進(jìn)測試子圖中，操作節(jié)點(diǎn)同時(shí)也依次追加到序列的最前端，循環(huán)以上操作，直至訪問完序列中所有的操作節(jié)點(diǎn)。

12、進(jìn)一步的，步驟s2.2中，所述生成策略包括：成功值生成策略、響應(yīng)值生成策略、示例值/默認(rèn)值生成策略和隨機(jī)值生成策略。

13、進(jìn)一步的，所述生成策略按照優(yōu)化級(jí)排序依次是：成功值生成策略、響應(yīng)值生成策略、示例值/默認(rèn)值生成策略、隨機(jī)值生成策略。

14、進(jìn)一步的，步驟s2.2中，首先選擇成功值生成策略，不存在成功值，則從響應(yīng)值中獲取，按照優(yōu)化級(jí)依次降低應(yīng)用這些生成策略，直到確定每個(gè)測試參數(shù)的值域。

15、進(jìn)一步的，所述成功值為以往成功的測試用例中保存的值；所述響應(yīng)值為從測試反饋的報(bào)文中分析得到的值，分為實(shí)時(shí)響應(yīng)值與總響應(yīng)值；所述示例值/默認(rèn)值為從restfulapi規(guī)范文檔中分析得到的值；所述隨機(jī)值為：當(dāng)以上即成功值、響應(yīng)值、示例值/默認(rèn)值均無法得到有效的數(shù)據(jù)值時(shí)，則根據(jù)參數(shù)要求隨機(jī)生成的數(shù)據(jù)。

16、本發(fā)明提供的一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)所述的一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法，該系統(tǒng)包括：自適應(yīng)依賴關(guān)系圖模型構(gòu)建模塊、測試子圖生成模塊和測試參數(shù)生成模塊；所述自適應(yīng)依賴關(guān)系圖模型構(gòu)建模塊用于構(gòu)建自適應(yīng)依賴關(guān)系圖模型；所述測試子圖生成模塊包括opg遍歷算法模塊以及逆序生成算法模塊，所述opg遍歷算法模塊用于遍歷依賴關(guān)系圖模型中的每個(gè)操作節(jié)點(diǎn)，所述逆序生成算法模塊用于根據(jù)操作節(jié)點(diǎn)生成測試子圖；所述測試參數(shù)生成模塊用于采取多種生成策略結(jié)合的方法在測試過程中實(shí)時(shí)生成測試參數(shù)。

17、本發(fā)明提供的一種電子設(shè)備，包括：

18、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序以及用戶上傳的本地?cái)?shù)據(jù)；

19、處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)所述的一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法的步驟；

20、通信接口，用于電子設(shè)備與其他設(shè)備之間的通信；

21、通信總線，用于實(shí)現(xiàn)處理器、通信接口和存儲(chǔ)器之間的通信。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明提供的一種基于依賴關(guān)系圖的測試用例生成方法及系統(tǒng)，通過對restfulapi規(guī)范文檔的分析來構(gòu)建一種以參數(shù)和操作組成的依賴關(guān)系圖模型，以參數(shù)和操作作為圖結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)，可以更加有效的反映參數(shù)與操作間的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)測試過程中參數(shù)數(shù)據(jù)與邊關(guān)系的實(shí)時(shí)更新，同時(shí)能夠避免如morest的中圖模型中節(jié)點(diǎn)過少而導(dǎo)致的生成的測試用例較少、覆蓋率低的問題；同時(shí)本發(fā)明采用逆序生成算法生成的測試子圖作為測試用例，測試子圖作為測試用例能夠測試更加復(fù)雜的邏輯關(guān)系，而不是單一的線性邏輯關(guān)系，更適配于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中復(fù)雜的應(yīng)用場景，提升測試效果。

24、另外，利用本發(fā)明中構(gòu)建的依賴關(guān)系圖模型能更好的反映操作間的依賴關(guān)系，從操作與參數(shù)兩個(gè)方面提升生成的測試用例的質(zhì)量，基于良好的反饋機(jī)制，能夠減少錯(cuò)誤參數(shù)的數(shù)量，進(jìn)一步減少生成測試用例的數(shù)量，避免測試用例規(guī)模過大的問題；同時(shí)生成測試子圖作為測試用例，反映操作間更復(fù)雜的邏輯關(guān)系，能夠提升測試用例的有效性，進(jìn)而提升對測試目標(biāo)的覆蓋率。