朱曉程 薛 靜 楊 彬 閆雪麗

北京航天自動(dòng)控制研究所，北京100854

并發(fā)軟件設(shè)計(jì)的運(yùn)用已越來(lái)越普遍，它能夠提高程序執(zhí)行效率與系統(tǒng)資源的利用率，但與此同時(shí)，由于并發(fā)軟件執(zhí)行時(shí)行為的不確定性，造成軟件問(wèn)題更加復(fù)雜且難以解決。并發(fā)軟件的發(fā)展對(duì)軟件測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求，目前，并發(fā)軟件測(cè)試主要存在以下問(wèn)題：

1)程序執(zhí)行的不確定性，與順序執(zhí)行的程序相比，可測(cè)試性低，并發(fā)問(wèn)題難以定位與測(cè)試；

2)隨機(jī)輸入程序執(zhí)行過(guò)程的并發(fā)事件序列的不確定性測(cè)試[1](Non-deterministic Testing)，難以保證測(cè)試的充分性，測(cè)試效果不理想；

3)控制程序執(zhí)行過(guò)程并發(fā)事件序列的確定性測(cè)試[1](Deterministic Testing)，不同的同步序列生成方法選擇，可能會(huì)使得并發(fā)測(cè)試用例數(shù)量爆炸，影響測(cè)試效率。

模型驅(qū)動(dòng)測(cè)試方法可實(shí)現(xiàn)測(cè)試前移，滿足軟件測(cè)試驗(yàn)證與軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的并行研制需求，改變軟件測(cè)試滯后于軟件開(kāi)發(fā)的基本狀況。因此，基于模型的測(cè)試用例生成方法也越來(lái)越迎合該行業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求?；顒?dòng)圖是UML[2](統(tǒng)一建模語(yǔ)言)中一種重要的、用于描述系統(tǒng)工作流程的模型圖，它描述系統(tǒng)活動(dòng)的順序及控制流，并且能夠表述同時(shí)發(fā)生的活動(dòng)。這使得活動(dòng)圖適用于建立工作流模型、分析用例以及分析多線程應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)是并發(fā)軟件最常見(jiàn)的故障，且多數(shù)并發(fā)故障的本質(zhì)是由于共享資源的不合理保護(hù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題而造成的，因此，針對(duì)并發(fā)軟件特性提出對(duì)活動(dòng)圖進(jìn)行資源屬性的擴(kuò)展，提出了基于資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的并發(fā)測(cè)試用例生成方法，通過(guò)該方法提高并發(fā)測(cè)試用例的生成質(zhì)量與效率。

1 活動(dòng)圖定義及組成

UML定義活動(dòng)圖是一種UML行為圖，它用于描述控制或?qū)ο罅鞯牧鳎攸c(diǎn)描述流的順序和條件。

活動(dòng)圖的基本組成元素包括：初始節(jié)點(diǎn)、活動(dòng)節(jié)點(diǎn)、活動(dòng)終點(diǎn)、轉(zhuǎn)換、判定、分叉與合并。

1)初始節(jié)點(diǎn)，用實(shí)心圓表示活動(dòng)圖的開(kāi)始，只有1個(gè)；

2)活動(dòng)終點(diǎn)，1個(gè)實(shí)心圓外加1個(gè)圓圈，可以有多個(gè)；

3)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，表示工作流程中執(zhí)行的步驟，彼此間通過(guò)轉(zhuǎn)換連接；

4)轉(zhuǎn)換，是有向連接線，用于描述活動(dòng)節(jié)點(diǎn)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，前一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)結(jié)束，沿著轉(zhuǎn)換連接進(jìn)入下一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行；

5)判定，用菱形表示，輸入為一個(gè)轉(zhuǎn)換，輸出為一個(gè)轉(zhuǎn)換，判定條件用于指導(dǎo)下一步執(zhí)行的轉(zhuǎn)換；

6)分叉與合并，都是用加粗的水平線段表示，其中分叉用于描述2個(gè)或2個(gè)以上并發(fā)運(yùn)行的分支，可以用于描述程序的并發(fā)處理，分叉包括一個(gè)輸入轉(zhuǎn)換和不少于2個(gè)的輸出轉(zhuǎn)換；合并，與分叉相對(duì)出現(xiàn)，用于描述并發(fā)運(yùn)行的分支都達(dá)到合并點(diǎn)后，控制才往下繼續(xù)執(zhí)行，合并包括不少于2個(gè)的輸入轉(zhuǎn)換和一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換。

活動(dòng)圖基本元素表示如圖1所示：

圖1 活動(dòng)圖基本組成元素

2 并發(fā)測(cè)試策略

活動(dòng)、轉(zhuǎn)換是活動(dòng)圖中的核心，軟件測(cè)試應(yīng)至少保證每個(gè)活動(dòng)及表達(dá)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)關(guān)系的轉(zhuǎn)換被執(zhí)行一次，即基本路徑覆蓋原則[3]。除此之外，針對(duì)并發(fā)系統(tǒng)，應(yīng)關(guān)注共享資源使用、任務(wù)同步關(guān)系處理的考核，鑒于此，提出并發(fā)處理的測(cè)試覆蓋策略：

1)資源等待覆蓋：每一個(gè)共享資源，對(duì)于使用它的每一個(gè)并發(fā)任務(wù)至少要等待一次資源獲??；

2)資源釋放覆蓋：每一個(gè)共享資源，對(duì)于使用它的每一個(gè)并發(fā)任務(wù)至少要獲取它一次，驗(yàn)證資源釋放；

3)任務(wù)同步覆蓋：具有邏輯依賴(lài)關(guān)系的任務(wù)，不同任務(wù)間的同步關(guān)系至少被覆蓋一次。

事實(shí)上，任務(wù)優(yōu)先級(jí)的設(shè)置也是并發(fā)軟件設(shè)計(jì)的重要方面，隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，多核處理器的運(yùn)用對(duì)并發(fā)軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)生了影響，考慮并發(fā)測(cè)試本身的難度，降低測(cè)試分析的復(fù)雜性，對(duì)于任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置及多核處理的影響的考核，可以進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)試分析與設(shè)計(jì)，在此不進(jìn)行過(guò)多關(guān)注，同時(shí)為了便于活動(dòng)圖對(duì)并發(fā)系統(tǒng)的描述，做以下抽象：

1)對(duì)共享資源的保護(hù)采用統(tǒng)一的方式；

2)任務(wù)間的同步操作采用統(tǒng)一的方式；

3)軟件執(zhí)行的硬件為單核處理器；

4)任務(wù)數(shù)為可表達(dá)測(cè)試覆蓋原則及用例生成方法的最小集合。

活動(dòng)圖中路徑及任務(wù)同步序列的全覆蓋，會(huì)隨著任務(wù)對(duì)象及活動(dòng)的增長(zhǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，測(cè)試用例數(shù)量會(huì)相當(dāng)龐大。因此需要研究一種方法，它能夠在選取較少測(cè)試用例集的情況下，具有較充分的測(cè)試驗(yàn)證能力。

3 活動(dòng)圖建模及測(cè)試用例生成方法

3.1 活動(dòng)圖形式化定義

利用活動(dòng)圖進(jìn)行建模，首先應(yīng)對(duì)活動(dòng)圖進(jìn)行形式化的符號(hào)描述，以便于算法的描述。

定義1[4]活動(dòng)圖D是一個(gè)六元組，D=(A,T,W,G,F,J)，其中，

A={a0 ,a1 , …,am}是一個(gè)有限活動(dòng)集;

T={t0 ,t1, …,tn}是一個(gè)有限轉(zhuǎn)換集;

W包含于(A×T)∪(T×A)是活動(dòng)圖的轉(zhuǎn)換關(guān)系 ;

G(t)是轉(zhuǎn)換的條件表達(dá)式;

F={f0,f1,…,fm}是一個(gè)有限分叉集，其中元素為活動(dòng)圖中并發(fā)路徑的起始點(diǎn)；

J={j0,j1,…,jn}是一個(gè)有限合并集，其中元素為活動(dòng)圖中并發(fā)路徑的終止點(diǎn)；

集合A中有且只有一個(gè)元素a0∈A是初始節(jié)點(diǎn)；

集合A中至少有一個(gè)元素af∈A是活動(dòng)終點(diǎn)；對(duì)于任何t′∈T,(t′,a0)不屬于W， 且(af,t′)不屬于W。

定義2活動(dòng)圖中的路徑集合L是活動(dòng)圖D中活動(dòng)與轉(zhuǎn)換的有向序列集合：

L={l0,l1,…,ln}；

li=a0-t1->a2-t2->fi…-tx->ji-tq->ap-tp->af；

其中,ai∈A，是活動(dòng)集中的元素；tj∈T，是轉(zhuǎn)換集中的元素；fi∈F，是分叉集中的元素；ji∈J，是合并集中的元素。

定義num(x)為集合X中元素個(gè)數(shù)，則對(duì)于任意路徑L，滿足num(ai)>=1；

若路徑元素li、lj中同時(shí)包含任意元素fi，則定義li與lj為并發(fā)路徑。

定義3活動(dòng)圖中活動(dòng)執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)關(guān)系：

ai

ai>aj，表示活動(dòng)ai晚于aj執(zhí)行；

ai||aj，表示活動(dòng)aj與aj無(wú)執(zhí)行順序的制約關(guān)系，并發(fā)執(zhí)行。

其中,ai、aj∈A，是活動(dòng)集中的元素。

3.2 測(cè)試用例生成方法

3.2.1 基本路徑測(cè)試用例生成

為了描述基本路徑用例生成方法，舉例活動(dòng)圖如下，其中，為了簡(jiǎn)化路徑表達(dá)，將活動(dòng)圖中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抽象，轉(zhuǎn)化為活動(dòng)圖的簡(jiǎn)化流圖?；顒?dòng)圖及簡(jiǎn)化流圖如圖2所示。

圖2 活動(dòng)圖及簡(jiǎn)化流圖示例

基本路徑覆蓋原則：活動(dòng)圖中從初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)間每條路徑被覆蓋一次，對(duì)于循環(huán)路徑，只覆蓋一次。

定義活動(dòng)圖簡(jiǎn)化流圖的基本路徑集合為L(zhǎng)S={lsi|i=0，1，…，n}；

圖2基本路徑集合LS中元素有2條，如下：

ls1=0→1→2→4

ls2=0→1→3→4。

定義測(cè)試用例集為T(mén)C={tci|,對(duì)于任意ri至少存在一個(gè)tci，ri運(yùn)行時(shí)tci被執(zhí)行}。

3.2.2 基本并發(fā)路徑測(cè)試用例生成

對(duì)于一個(gè)描述并發(fā)任務(wù)的活動(dòng)圖，路徑測(cè)試覆蓋策略應(yīng)考慮分叉以后任務(wù)間活動(dòng)的關(guān)系，分叉的后繼節(jié)點(diǎn)(與分叉有直接連接關(guān)系的節(jié)點(diǎn)，順序上在分叉之后)在執(zhí)行的順序關(guān)系上應(yīng)進(jìn)行排列組合，才能保證用例的充分性。圖3為一個(gè)描述并發(fā)系統(tǒng)的活動(dòng)圖及簡(jiǎn)化流圖。

圖3 并發(fā)活動(dòng)圖及簡(jiǎn)化流圖示例

基本并發(fā)路徑覆蓋原則：在基本路徑覆蓋原則的基礎(chǔ)之上，對(duì)分叉節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)的排列組合進(jìn)行覆蓋，如分叉后繼節(jié)點(diǎn)a1、a2，并發(fā)路徑的覆蓋為a1→a2，a2→a1，對(duì)分叉后非直接連接的節(jié)點(diǎn)a3，滿足a1

通過(guò)上述原則生成圖的12條基本并發(fā)路徑集合LS：

ls1=0→1→2→3→4→5→6→7→8

ls2=0→1→2→3→4→6→5→7→8

ls3=0→1→2→3→5→4→6→7→8

ls4=0→1→2→3→5→6→4→7→8

ls5=0→1→2→3→6→4→5→7→8

ls6=0→1→2→3→6→5→4→7→8

ls7=0→1→2→4→3→6→5→7→8

ls8=0→1→2→4→3→5→6→7→8

ls9=0→1→2→4→5→3→6→7→8

ls10=0→1→2→5→3→6→4→7→8

ls11=0→1→2→5→3→4→6→7→8

ls12=0→1→2→5→4→3→6→7→8

3.2.3 并發(fā)測(cè)試用例規(guī)模計(jì)算

通過(guò)基本并發(fā)路徑覆蓋原則生成并發(fā)測(cè)試用例，當(dāng)系統(tǒng)中并發(fā)活動(dòng)數(shù)量、并發(fā)線程數(shù)量增多，按照任意順序?qū)顒?dòng)進(jìn)行排列組合，會(huì)導(dǎo)致用例數(shù)量急劇增長(zhǎng)。

定義4軟件系統(tǒng)中并發(fā)任務(wù)數(shù)量為m，分叉節(jié)點(diǎn)到合并節(jié)點(diǎn)間活動(dòng)數(shù)量為n，每個(gè)并發(fā)任務(wù)的活動(dòng)數(shù)量的集合為Q={qi|qi為每個(gè)并發(fā)任務(wù)中活動(dòng)的數(shù)量，1≤i≤m}。

通過(guò)基本并發(fā)路徑覆蓋原則生成的測(cè)試路徑數(shù)量為

利用圖3對(duì)上述計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)證。

從分叉到合并節(jié)點(diǎn)間(即簡(jiǎn)化流圖中)的任務(wù)數(shù)m=3；

從分叉到合并節(jié)點(diǎn)間的活動(dòng)數(shù)n=4；

每個(gè)并發(fā)任務(wù)的活動(dòng)數(shù)量為集合Q={q1=2,q2=1,q3=1}；

從上述推導(dǎo)中可以得出，滿足基本并發(fā)路徑覆蓋原則生成的測(cè)試用例數(shù)量隨著并發(fā)活動(dòng)的總數(shù)成階乘級(jí)別增長(zhǎng)，有限數(shù)量的并發(fā)活動(dòng)即可造成測(cè)試用例數(shù)量爆炸。

3.3 基于資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的并發(fā)測(cè)試用例生成方法

3.3.1 資源擴(kuò)展活動(dòng)圖

通過(guò)之前的實(shí)驗(yàn)分析，揭露了普通活動(dòng)圖描述并發(fā)系統(tǒng)存在缺點(diǎn)：

1)活動(dòng)圖的抽象層次較高，能夠表述活動(dòng)的并發(fā)關(guān)系，但對(duì)共享資源使用缺少描述，進(jìn)而難以利用普通活動(dòng)圖生成充分的并發(fā)測(cè)試用例;

2)基本路徑覆蓋的測(cè)試策略對(duì)并發(fā)任務(wù)間的同步關(guān)系及共享資源的訪問(wèn)沖突的考核缺少針對(duì)性;

3)基本并發(fā)路徑覆蓋的測(cè)試策略產(chǎn)生的測(cè)試用例隨并發(fā)活動(dòng)數(shù)成階乘級(jí)別增長(zhǎng)。

鑒于以上分析，思考將活動(dòng)圖進(jìn)行擴(kuò)展以達(dá)到在滿足測(cè)試充分性的條件下盡量減少用例數(shù)量的目的。對(duì)于并發(fā)任務(wù)而言，并發(fā)任務(wù)間的活動(dòng)若無(wú)資源訪問(wèn)、同步通信的耦合關(guān)系，二者的全排列組合不會(huì)影響軟件的操作結(jié)果及輸出，也就是說(shuō)這些活動(dòng)全排列組合產(chǎn)生的測(cè)試用例，從測(cè)試效果上存在用例重復(fù)設(shè)計(jì)。若將共享資源的使用引入活動(dòng)圖中，定義擴(kuò)展活動(dòng)圖，不僅能夠更準(zhǔn)確地描述并發(fā)系統(tǒng)工作流程，更重要的是能夠排除無(wú)耦合關(guān)系活動(dòng)間的全排列組合產(chǎn)生的路徑，很大程度上減少測(cè)試用例數(shù)量，提高測(cè)試的效率及準(zhǔn)確性。

在活動(dòng)圖中引入資源狀態(tài)，資源狀態(tài)為用于描述被多個(gè)活動(dòng)訪問(wèn)的共享資源，通過(guò)引入資源狀態(tài)描述并發(fā)任務(wù)間與資源相關(guān)的耦合關(guān)系，以排除無(wú)耦合關(guān)系的并發(fā)測(cè)試路徑。

定義5資源擴(kuò)展活動(dòng)圖Dr是一個(gè)七元組，Dr=(A,T,W,G,F,J,R)，其中，R為活動(dòng)圖中共享資源狀態(tài)集合，R={ri|ri在活動(dòng)圖中至少被2個(gè)并發(fā)活動(dòng)所訪問(wèn),i=1,2…,n}。其余元素定義同定義1。

將圖3進(jìn)行資源擴(kuò)展，假使圖中動(dòng)作狀態(tài)a2、a3間的共享資源為r1，a4、a5間的共享資源為r2，資源擴(kuò)展活動(dòng)圖見(jiàn)圖4左側(cè)。基于前文所示的并發(fā)測(cè)試覆蓋策略，使每個(gè)任務(wù)對(duì)資源的訪問(wèn)至少考核一次資源等待、一次資源釋放操作。資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的簡(jiǎn)化流圖應(yīng)凸顯共享資源的并發(fā)訪問(wèn)，簡(jiǎn)化無(wú)資源關(guān)聯(lián)的任務(wù)關(guān)系。因此，簡(jiǎn)化流圖的繪制相對(duì)于普通活動(dòng)圖做以下改變：

1)以資源作為中心，簡(jiǎn)化流圖的數(shù)量與資源的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)；

2)并發(fā)關(guān)系不再以“分叉”為起點(diǎn)，改以共享資源為起點(diǎn)；

3)無(wú)資源關(guān)聯(lián)的并發(fā)活動(dòng)由并發(fā)結(jié)構(gòu)變換為順序結(jié)構(gòu)；

4)活動(dòng)在不同簡(jiǎn)化流圖中按照一致順序排列；

5)圖中并發(fā)活動(dòng)按照BFS(廣度優(yōu)先搜索)遍歷順序編號(hào)。

圖4左側(cè)資源擴(kuò)展活動(dòng)圖通過(guò)以上規(guī)則繪制簡(jiǎn)化流圖如圖4右側(cè)。

圖4 資源擴(kuò)展活動(dòng)圖及簡(jiǎn)化流圖示例

3.3.2 資源擴(kuò)展活動(dòng)圖用例生成

資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的每一個(gè)簡(jiǎn)化流圖與一個(gè)共享資源一一對(duì)應(yīng)，對(duì)每一個(gè)子流圖只需關(guān)注該圖中資源的并發(fā)使用關(guān)系，對(duì)于并發(fā)訪問(wèn)的活動(dòng)，無(wú)需進(jìn)行活動(dòng)的全排列組合，只通過(guò)循環(huán)排列即可滿足一次資源等待、一次資源釋放的測(cè)試覆蓋策略。所謂循環(huán)排列，即將訪問(wèn)同一資源的活動(dòng)用一個(gè)循環(huán)隊(duì)列來(lái)存儲(chǔ)，記錄循環(huán)隊(duì)列原始頭，順序從隊(duì)列頭訪問(wèn)置隊(duì)列尾，形成一次排列，結(jié)束后，將頭元素出隊(duì)循環(huán)插入隊(duì)尾，按此規(guī)律生成全部排列直至再次訪問(wèn)到原始頭結(jié)束。此過(guò)程示意圖如圖5。

圖5 測(cè)試路徑生成示意圖

通過(guò)上述用例生成方法，生成圖4的各子流圖中并發(fā)測(cè)試路徑集合。

子流圖1：

ls11=0→1→2→3→4→5→6→7 (首路徑)

ls12=0→1→3→2→4→5→6→7

子流圖2：

ls21=0→1→2→3→4→5→6→7 (首路徑)

ls22=0→1→2→3→5→4→6→7

按照3.3.1中資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的繪制原則產(chǎn)生各簡(jiǎn)化流圖中的首路徑是彼此重復(fù)的，生成的測(cè)試路徑數(shù)量總和應(yīng)為各子流圖路徑數(shù)量減去重復(fù)路徑數(shù)。將子流圖1和2的測(cè)試路徑取并集，獲得圖4測(cè)試路徑集合：

ls1=0→1→2→3→4→5→6→7

ls2=0→1→3→2→4→5→6→7

ls3=0→1→2→3→5→4→6→7

實(shí)際上，ls2與ls3可以通過(guò)ls4= 0→1→3→2→5→4→6→7進(jìn)行替代，進(jìn)一步減少用例數(shù)量。但活動(dòng)與資源的關(guān)系可以是無(wú)序網(wǎng)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合并方式靈活，但會(huì)增加用例設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，考慮用例生成效率，不再對(duì)路徑做進(jìn)一步復(fù)雜合并，本方法已較大程度地篩檢了重復(fù)用例數(shù)，提高了用例設(shè)計(jì)的效率。如此例相較于未經(jīng)資源擴(kuò)展的活動(dòng)圖3(測(cè)試路徑數(shù)12個(gè))，生成的測(cè)試路徑數(shù)明顯減少。

在測(cè)試用例數(shù)與測(cè)試路徑數(shù)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系下，通過(guò)上述方法生成的測(cè)試用例數(shù)量：

其中，R為共享資源集合；num(R)為集合元素總數(shù)；pi∈P，P={pi|pi為訪問(wèn)共享資源ri的活動(dòng)數(shù)}。

從上述推導(dǎo)中可以得出，基于資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的并發(fā)測(cè)試用例生成方法生成的用例數(shù)量與訪問(wèn)共享資源的活動(dòng)總數(shù)為線性關(guān)系，相較于未擴(kuò)展的活動(dòng)圖的基本路徑覆蓋方法，用例數(shù)量明顯減少，有效地防止了測(cè)試用例數(shù)量爆炸的問(wèn)題。

4 實(shí)例驗(yàn)證

選取航天某型號(hào)主控軟件的部分功能作為實(shí)例驗(yàn)證該方法的有效性。主控軟件的時(shí)間同步功能為：接收上級(jí)指控系統(tǒng)的時(shí)間信息，更新本機(jī)時(shí)間，將更新后時(shí)間發(fā)送至本系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備，同時(shí)軟件界面更新時(shí)間顯示。與該功能相關(guān)的并發(fā)任務(wù)有4個(gè)，分別是接收信息任務(wù)RecvTask、發(fā)送任務(wù)SendTask、軟件功能主任務(wù)MainTask及界面更新任務(wù)UpdateTask，各任務(wù)功能均為循環(huán)執(zhí)行，在程序退出前不結(jié)束執(zhí)行。

該功能相應(yīng)的活動(dòng)圖見(jiàn)圖6。

圖6 主控軟件時(shí)間同步功能活動(dòng)圖

按照本文定義4，生成測(cè)試路徑的相關(guān)參數(shù)值分別為：

并發(fā)任務(wù)數(shù)量m=4；

分叉節(jié)點(diǎn)到合并節(jié)點(diǎn)間活動(dòng)數(shù)量n=6；

每個(gè)并發(fā)任務(wù)的活動(dòng)數(shù)量的集合Q={1，3，1，1}。

按照改進(jìn)前的用例生成方法計(jì)算測(cè)試用例數(shù)量N=120。

按照本文的方法生成測(cè)試用例，分析程序共享資源的使用情況，見(jiàn)表1。

表1 資源使用情況

繪制資源擴(kuò)展活動(dòng)圖，見(jiàn)圖7。

圖7 主控軟件時(shí)間同步功能資源擴(kuò)展活動(dòng)圖

通過(guò)繪制資源擴(kuò)展活動(dòng)圖的簡(jiǎn)化流圖，獲得測(cè)試路徑包括4條，如下：

ls1=0→1→2→3→4→5→6→7→8

ls2=0→1→7→3→4→5→6→2→8

ls3=0→1→2→4→3→5→6→7→8

ls4=0→1→2→3→4→6→5→7→8

使用上述測(cè)試路徑對(duì)被測(cè)軟件該部分處理進(jìn)行考核，發(fā)現(xiàn)界面更新的時(shí)間值顯示異常，存在時(shí)間值為0的閃現(xiàn)情況。問(wèn)題發(fā)生的原因?yàn)镸ainTask在更新時(shí)間值時(shí)首先將存儲(chǔ)時(shí)間的變量復(fù)位為0，但未進(jìn)行共享資源保護(hù)處理。經(jīng)需求分析，此變量復(fù)位為0的處理為多余處理，刪除程序中的相關(guān)語(yǔ)句，該軟件問(wèn)題得到解決。

通過(guò)上述實(shí)例證明，本文方法能夠在減少測(cè)試用例數(shù)量的同時(shí)生成充分、有效的測(cè)試用例。

5 結(jié)論

從生成并發(fā)測(cè)試用例的目的出發(fā)，提出了擴(kuò)展活動(dòng)圖的描述方法，分析基于活動(dòng)圖的并發(fā)測(cè)試覆蓋策略，從而提出基于擴(kuò)展活動(dòng)圖的并發(fā)軟件測(cè)試用例生成方法。利用該方法生成的測(cè)試用例能夠檢測(cè)多線程軟件共享資源保護(hù)異常、任務(wù)同步缺陷等并發(fā)軟件問(wèn)題，減少測(cè)試用例數(shù)量，防止用例數(shù)量爆炸，提高軟件測(cè)試質(zhì)量與效率。未來(lái)，利用該方法結(jié)合擴(kuò)展活動(dòng)圖的形式化描述及模型工具，可以進(jìn)一步研究測(cè)試用例生成的自動(dòng)化工具，使本方法的應(yīng)用更準(zhǔn)確、更效率。