隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸發(fā)展，軟件工程領(lǐng)域中軟件開發(fā)人員數(shù)量以及代碼量不斷增加。開發(fā)人員在代碼中輸出的日志是故障診斷和缺陷修復(fù)的主要依據(jù)，日志的質(zhì)量是軟件維護(hù)性的關(guān)鍵。目前并沒有一種自動(dòng)化的方法來評估日志的合理性，也缺少對日志合理評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的背景下，提出了基于模型的日志合理性分析評價(jià)指標(biāo)研究。

【關(guān)鍵詞】軟件質(zhì)量管理 日志分析 多維度多指標(biāo) Apriori算法

1 引言

任何一種軟件的軟件日志的合理性分析與評價(jià)管理就是一種可行的有效提高軟件質(zhì)量的新型方法。日志從概念上來說就是按照一定事先約定的規(guī)則將軟件應(yīng)用程序或者軟件用戶的所有相關(guān)的操作行為以及軟件開發(fā)設(shè)計(jì)過程中發(fā)生的事件盡可能詳細(xì)記錄下來。因此，軟件的日志信息成為整個(gè)軟件開發(fā)系統(tǒng)的日常調(diào)試以及軟件監(jiān)察等日常維護(hù)中的一種不可或缺的常用工具。軟件系統(tǒng)日志主要作用及功能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的內(nèi)容上：

（1）首先，日志能夠?qū)浖脩舻母鞣N操作行為進(jìn)行審計(jì)。

（2）對各種類軟件入侵行為的及時(shí)有效檢測。

（3）對軟件系統(tǒng)資源的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（4）必要的時(shí)候幫助恢復(fù)軟件系統(tǒng)。

（5）能夠幫助評估軟件系統(tǒng)被破壞造成的損失情況并生成詳細(xì)的調(diào)查報(bào)告。

2 日志合理性分析評價(jià)指標(biāo)選取

日志合理性分析評價(jià)指標(biāo)選取得是否合適將決定著評價(jià)的準(zhǔn)確性。因此，本論文中將選取多維度多指標(biāo)來表征日志合理性

2.1 效率維度評價(jià)指標(biāo)

（1）日志密度（分析百萬行代碼的用時(shí)）。定義分析代碼所用總時(shí)間為T，代碼行數(shù)為N，則分析百萬行代碼的用時(shí)為（T*1000000）/N。

（2）平均分析單個(gè)日志的時(shí)間。定義日志點(diǎn)的數(shù)量為b，則平均分析單個(gè)日志的時(shí)間t為T/b。

（3）增加的日志變量數(shù)/原變量數(shù)。定義日志增強(qiáng)前，日志中變量的數(shù)量為c1，日志增強(qiáng)后變量的數(shù)量為c2，則該指標(biāo)表述為（c2-c1）/c1。

2.2 正確性維度評價(jià)指標(biāo)

2.2.1 正確標(biāo)記率

定義故障點(diǎn)集合為A，日志點(diǎn)集合為B。故障點(diǎn)即為理論上需要添加日志點(diǎn)的代碼處。則正確標(biāo)記率為（A&B）/A。

2.2.2 誤報(bào)率及漏報(bào)率

誤報(bào)率為（B-A&B）/B，誤報(bào)率是用來評價(jià)錯(cuò)誤判斷故障點(diǎn)的程度。漏報(bào)率為（A-A&B）/A，漏報(bào)率是用來評價(jià)成功判斷故障點(diǎn)的程度。

2.3 可維護(hù)性維度評價(jià)指標(biāo)

本節(jié)重點(diǎn)選擇重復(fù)日志率進(jìn)行介紹。定義重復(fù)日志點(diǎn)的數(shù)量為D，則重復(fù)日志率為D/B。如果日志點(diǎn)重復(fù)數(shù)量很多，則不便于后期的調(diào)試及維護(hù)工作，可維護(hù)性低。日志重復(fù)情形分類如下：

情形一：根據(jù)控制流分析得到的結(jié)果，在必然執(zhí)行的路徑上，如果出現(xiàn)了變量相同的多個(gè)日志點(diǎn)，則判斷為日志重復(fù)，且相同的日志點(diǎn)越多，日志重復(fù)率越高；

情形二：單個(gè)日志點(diǎn)對應(yīng)多個(gè)日志輸出適配器，每個(gè)日志輸出適配器都進(jìn)行了打印操作，通過解析日志配置文件可以發(fā)現(xiàn)并檢測該日志重復(fù)問題；

情形三：日志打印出的信息重復(fù)。比如：日志中需要打印線程信息，如果線程未改變，則只打印一次線程信息即可，打印多次則判斷為重復(fù)。

2.4 可擴(kuò)展性維度評價(jià)指標(biāo)

（1）日志觸發(fā)條件的復(fù)雜度。指標(biāo)：n個(gè)變量觸發(fā)日志，n越大，復(fù)雜度越高，得分越低。

（2）從函數(shù)入口到log點(diǎn)之間的相關(guān)分支數(shù)。指標(biāo)：分支里包含了對日志觸發(fā)條件的賦值則該分支為相關(guān)分支；相關(guān)分支越多得分越低。

3 評價(jià)指標(biāo)提取算法過程模擬

評價(jià)指標(biāo)提取算法的模擬過程如圖1所示。

過程描述：首先是對事務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行一次完整全面地信息掃描。然后根據(jù)算法求出每個(gè)侯選集C1，及其所對應(yīng)的布爾事務(wù)表的詳細(xì)信息。緊接著由最小支持度相關(guān)的算法能夠計(jì)算得到頻繁項(xiàng)目集L1；進(jìn)一步由項(xiàng)目集L1能夠計(jì)算得到候選項(xiàng)目集C2，而在這個(gè)過程當(dāng)中已經(jīng)不需要再對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行掃描了，這也是這種改進(jìn)算法最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

日志合理性分析評價(jià)實(shí)驗(yàn)選取了三個(gè)工程，利用分析工具對部分指標(biāo)進(jìn)行了提取，并在前臺(tái)進(jìn)行了結(jié)果展示，指標(biāo)結(jié)果比較如下：

工程一（lighttpd1.4-master）：日志點(diǎn)總數(shù)575，不合理日志點(diǎn)數(shù)58，故障日志點(diǎn)數(shù)276，正確標(biāo)記率100%，誤報(bào)率52%，分析所有日志點(diǎn)總時(shí)間45.259s，分析單個(gè)日志點(diǎn)時(shí)間0.079s；

工程二（coreutils-6.12）：日志點(diǎn)總數(shù)456，不合理日志點(diǎn)數(shù)47，故障日志點(diǎn)數(shù)157，正確標(biāo)記率100%，誤報(bào)率65.57%，分析所有日志點(diǎn)總時(shí)間37.236s，分析單個(gè)日志點(diǎn)時(shí)間0.082s；

工程三（grep-2.5.3）：日志點(diǎn)總數(shù)973，不合理日志點(diǎn)數(shù)93，故障日志點(diǎn)數(shù)492，正確標(biāo)記率100%，誤報(bào)率49.43%，分析所有日志點(diǎn)總時(shí)間87.742s，分析單個(gè)日志點(diǎn)時(shí)間0.090s；

根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程以及驗(yàn)證結(jié)果的比對，我們有理由相信，論文中使用多維度多指標(biāo)的日志合理性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，能夠較為全面地評價(jià)日志合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]高崇南，余宏亮，鄭緯民.基于日志的系統(tǒng)任務(wù)模型推理工具及其應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2010，47（08）：140-146.

作者簡介

韓放（1991-），男，安徽省六安市人。畢業(yè)于華中科技大學(xué)軟件學(xué)院，碩士研究生學(xué)歷。研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘，云計(jì)算。

作者單位

中國電子商務(wù)協(xié)會(huì)中國電子商務(wù)師培訓(xùn)管理中心 湖北省武漢市 430074