【摘要】? ? 數(shù)據(jù)庫是指在按照一定的規(guī)則與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，來組織、儲存、管理數(shù)據(jù)的倉庫，如今市面上常見的任何一款軟件應用程序都離不開數(shù)據(jù)庫的使用，而每一款軟件都必須要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫測試通過后，才能正式投入使用?；诖耍疚闹饕菍τ嬎銠C軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫測試的內(nèi)容與測試方法進行簡要探究。希望此文能夠在開發(fā)測試上，帶給軟件工作者一點理論幫助。

【關(guān)鍵詞】? ? 計算機? ? 數(shù)據(jù)庫測試? ? 軟件開發(fā)

引言：

隨著人們在多種生活情景中對應用軟件的功能性需求越來越高，催生設(shè)計出了越來越多樣化的軟件應用程序。軟件程序的復雜程度增加之后，就需要功能更加穩(wěn)定、處理更加高效、安全系數(shù)更高的數(shù)據(jù)庫來支持。像是數(shù)據(jù)處理、信息配置、圖像管理這些功能若是完全放到程序中讓程序自行管理，那么將會是一個非常巨大的計算量，那軟件程序就不存在快速響應的優(yōu)勢了。而軟件開發(fā)中，數(shù)據(jù)庫測試正是其中一步關(guān)鍵的測試環(huán)節(jié)。

一、數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)操作

如今市面上的數(shù)據(jù)庫工具多種多樣，舉幾個比較常見的例子，如MS SQL Server2008 r2、Oracle Financial、DB2、PostgreSQL等，在成本、功能性、安全性、穩(wěn)定性上表現(xiàn)各有千秋。但不論是哪種數(shù)據(jù)庫工具，普通用戶在使用軟件對應的數(shù)據(jù)庫時都只有四種操作：

Creat-創(chuàng)建用戶，建立一種與數(shù)據(jù)庫的映射關(guān)系，取得相應的數(shù)據(jù)庫管理權(quán)限、數(shù)據(jù)庫用戶也就是數(shù)據(jù)庫的使用者，擁有在當前數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建對象、調(diào)取數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)以及處理數(shù)據(jù)的權(quán)限。

Retrieve-檢索，為數(shù)據(jù)調(diào)用設(shè)置一條邏輯規(guī)則，以特定的信息需求為目的，在信息庫集合內(nèi)所有的信息元素中，找出對應的內(nèi)容并調(diào)用，通常情況下為視圖檢索。

Update-更新，數(shù)據(jù)表是數(shù)據(jù)庫中最基本的數(shù)據(jù)存儲單元，在舊的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)搭建完成后，根據(jù)某種特殊功能用途，將新的數(shù)據(jù)表以插入的形式來“頂替”舊的信息表，實現(xiàn)對已有數(shù)據(jù)的修改。

Delete-刪除，將已經(jīng)不需要的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫的列表中清除，并且在原有的儲存位置允許其他新數(shù)據(jù)進行覆寫，此后在數(shù)據(jù)庫內(nèi)將不會再檢索到此信息。

二、數(shù)據(jù)庫測試的內(nèi)容

Atocity-原子性，它是數(shù)據(jù)庫能夠正常運行的基礎(chǔ)判定標準。在數(shù)據(jù)庫執(zhí)行某一事務時，它包含的所有數(shù)據(jù)操作，只有全部完成與全部未完成兩個動作，在數(shù)據(jù)處理的中間環(huán)節(jié)將不會突然意外終止，即使事務意外報錯未能完成，也會被自動恢復到事務未被執(zhí)行的狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫中，事務必須是進程的最小量級單位，而軟件事務則是指由數(shù)據(jù)庫的操作所成立的一個完整邏輯事件。以銀行扣款為例，扣除款項后，還必須要有打款賬戶，而一扣一進完成兩個數(shù)據(jù)庫的對接，才能算作一個完整的邏輯事件，而這種邏輯事件就是軟件數(shù)據(jù)庫的事務[1]。

Consistency-一致性，當數(shù)據(jù)庫需要執(zhí)行某一事務時，期間與事務相關(guān)的數(shù)據(jù)完整性不能遭到破壞，在數(shù)據(jù)庫中后寫入的數(shù)據(jù)，必須在預設(shè)規(guī)則上與此前保持一致。這樣才能確保數(shù)據(jù)庫檢索的數(shù)據(jù)是相對準確的，且由于數(shù)據(jù)執(zhí)行同一種預設(shè)規(guī)則，所以數(shù)據(jù)庫中具有相同特征的數(shù)據(jù)才會具有一定關(guān)聯(lián)性關(guān)系。

Isolation-獨立性，數(shù)據(jù)庫在執(zhí)行多種不同事務時，會同時對各自對應的數(shù)據(jù)進行調(diào)用與修改。而若是不能將它們完全獨立開來，就會因為事務交叉執(zhí)行導致同一組數(shù)據(jù)因前后不一出現(xiàn)邏輯錯誤。因此在數(shù)據(jù)庫中需要將多種并行事務以四個不同的管理級別進行隔離：讀未提交、讀提交、串行化和復讀。

Durability-永續(xù)性，軟件庫在執(zhí)行事務時，數(shù)據(jù)處理必須是永久性質(zhì)的改動。即使是數(shù)據(jù)刪除，也應當是將信息調(diào)出后再進行清除的過程，而不是數(shù)據(jù)丟失。哪怕是系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，改動后的數(shù)據(jù)也應當是被存儲在數(shù)據(jù)庫中的。數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性問題，正是來源數(shù)據(jù)修改儲存的永續(xù)性特點[2]。

三、數(shù)據(jù)庫測試的基本流程

（一）創(chuàng)建查詢

以SQL數(shù)據(jù)庫工具為例，創(chuàng)建查詢首先需要使用Transact-SQL語句創(chuàng)建信息庫的標識，而后將Transact-SQL語句描述的數(shù)據(jù)庫名稱與標識設(shè)置為第一key值，再保存該數(shù)據(jù)庫的信息作為第一value值，得到第一組KV數(shù)據(jù)記錄。然后在該數(shù)據(jù)庫中建立一個數(shù)據(jù)表，將數(shù)據(jù)表的名稱與數(shù)據(jù)庫的名稱設(shè)置為第二key值，再保存建立的數(shù)據(jù)表名稱作為第二value值，得到第二組KV數(shù)據(jù)記錄。最后再在上一步建立的數(shù)據(jù)表中寫入新的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)表與數(shù)據(jù)的名稱設(shè)置為第三key值，保存這組寫入數(shù)據(jù)的信息作為第三value值，得到第三組KV數(shù)據(jù)記錄?？晒㏒QL數(shù)據(jù)庫工具使用的查詢語句只有“Select”，在利用KV數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建查詢時，還需要開發(fā)人員結(jié)合其他語句一同組成不同的查詢功能指令[3]。

（二）數(shù)據(jù)表查詢

查詢數(shù)據(jù)表是數(shù)據(jù)庫測試中最容易簡單理解的過程，它是通過對SQL數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表形成來驗證應用程序GUI操作的結(jié)果是否合理，其主要操作分為單表查詢與多表查詢兩種：

單表查詢的工作相對于多表查詢來說工作量要少，但它需要開發(fā)人員足夠的細致耐心。首先要對數(shù)據(jù)表的所有字段的所以方式進行查詢，制定一個特定的字段條件后，查詢被制定的記錄。而后需要對帶有“in”與“l(fā)ike”字符的所有關(guān)鍵字符的匹配關(guān)系，進行查詢比對。接著需要查詢數(shù)據(jù)表的條件描述，查看“and”與“or”的邏輯關(guān)系是否嚴密，除此之外還要對數(shù)據(jù)庫的COUNT、SUM、MAX、MIN、AVG五類集合函數(shù)進行查詢[4]。最后是對數(shù)據(jù)表中的空值進行查詢，空值Null是一個不可用的，沒有被分配且無法得到的值，它與0和空格有著本質(zhì)上的區(qū)別，在數(shù)據(jù)表中空值可能會引起一些算法結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，會使這組算法的快速訪問與索引功能失效。在完成單表的所有查詢工作后，需要將查詢結(jié)果全部分類排序后，使用LIMIT工具對查詢結(jié)果的數(shù)量進行修改與限制。

而多表查詢，則是在單表查詢的基礎(chǔ)上，展開對含有any、some、all、exists、in等關(guān)鍵字以及運算符的子查詢。除此之外還要對多表連接的形式進行查詢，以雙表連接為例，一共分為：內(nèi)連接查詢、外連接查詢與復合條件查詢?nèi)N形式。但該過程需要軟件開發(fā)人員投入大量的時間精力，對于數(shù)據(jù)容量龐大的數(shù)據(jù)庫，想要完成所有數(shù)據(jù)表的查詢工作也是非常困難的。

（三）開發(fā)人員查詢

開發(fā)人員查詢是測試數(shù)據(jù)庫最容易操作的方法，利用GUI工具在數(shù)據(jù)庫上運行任意CRUD操作與SQL查詢后，在開發(fā)人員中獲得它的驗證結(jié)果。若是在開發(fā)人員中找到了語句描述錯誤，或是與用戶需求不符的語句描述，就可以直接對不合適的語句進行修改了。

四、數(shù)據(jù)庫測試的內(nèi)容

（一）設(shè)計測試

為了使數(shù)據(jù)庫能夠更好地滿足于應用程序的CRUD操作，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表都是采用規(guī)范化設(shè)計的，常見的規(guī)范化范式有很多種，如第一范式到第五范式，和BCNF范式等。而常見類型的應用程序數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計，都以第三范式的要求規(guī)范為參考，這是一種將單個的數(shù)據(jù)表拆分為多表連接結(jié)構(gòu)的查詢管理規(guī)則，盡管犧牲了一定程度的查詢速度，但換來的卻是容易維護的表結(jié)構(gòu)。我們暫時將數(shù)據(jù)庫理解為一個有形實體，它的內(nèi)部主要是由表、視圖與儲存規(guī)則組成的，那么設(shè)計測試就是以數(shù)據(jù)庫的表、視圖、儲存規(guī)則三個實體結(jié)構(gòu)為對象，展開的測試，通過設(shè)計測試可以檢驗數(shù)據(jù)庫的三個組成元件是否在設(shè)計上合理、充分，是否存在邏輯紕漏，以及每個元件是否具備極佳的拓展性。設(shè)計測試主要是為了檢驗應用軟件在功能上存在的不足，以及刪去影響軟件響應效率的冗余數(shù)據(jù)，而設(shè)計測試的過程并不是測試技術(shù)人員獨立完成的，一些存在著爭議的問題，還需要通過與軟件的設(shè)計人員的溝通了解來解決。

設(shè)計方面的測試通常情況下若無特殊需求，可以僅僅對數(shù)據(jù)一致性進行測試，其中主要包括了表主鍵測試、表與表主外鍵關(guān)系測試、刪除一致性測試三種：

1.表主鍵測試。表主鍵的測試應當遵循下列原則：一是測試人員必須要能夠?qū)?shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)擁有一定了解認識，并基于表結(jié)構(gòu)的特性展開相應的測試，如過程性表結(jié)構(gòu)與非過程性表結(jié)構(gòu)的測試邏輯方法和語句描述均有不同;二是在對數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表主鍵進行測試時，必須是基于數(shù)據(jù)庫的實際運行基礎(chǔ)上的，以滿足測試結(jié)構(gòu)的精準性要求;三是按照各個不同的表信息規(guī)定，對測試結(jié)果對應的顯示記錄進行同步記錄，如果出現(xiàn)測試結(jié)果對應多種不同記錄的情況，應當重新對表主鍵進行測試，而如果顯示記錄未出現(xiàn)，則說明在測試過程中，表主鍵始終保持一致性，無需進行下步優(yōu)化。在實際測試時，為了減少測試工作量，可以考慮找出一個SQL腳本，如SELECT * FROM information_schema.tables`類型的循環(huán)代碼，用于測試表內(nèi)主鍵的存在。

2.表與表外主鍵之間的關(guān)系測試。測試表主外鍵的要點在于建立搜索語句的邏輯，表主外鍵同樣是一種主鍵，應當以表主外鍵的語句字段長度與語句類別為突破口。這種通過檢查表與表主外鍵關(guān)系，來確認數(shù)據(jù)庫檢索邏輯一致性的方法被稱為Dbcc，它是通過兩個方面來實現(xiàn)的：一是利用checkstorage、checktable或checkdb工具，以頁級或行級為單位檢查頁鏈、行鏈以及指針的準確性，其中可供優(yōu)化的部分是指針的空間占用問題;二是利用checkstorage工具來檢查行或頁的分配關(guān)系。關(guān)于表與表外主鍵關(guān)系的一致性測試，通常在下列情況必須要進行：一是備份數(shù)據(jù)庫操作時，為了備份數(shù)據(jù)庫的完整性，必須進行Dbcc測試;二是當軟件系統(tǒng)出現(xiàn)報錯信息時，必須要檢查數(shù)據(jù)庫是否受到損壞;三是對數(shù)據(jù)庫運行有日常維護檢查需求的軟件，這種軟件的數(shù)據(jù)庫完整性完全取決于sa或dbo，需要定期運行Dbcc來進行測試;四是當出現(xiàn)單一某個表損壞時，提取該表的損壞信息，檢查同主鍵關(guān)系性質(zhì)的其他數(shù)據(jù)表是否同樣存在損壞。

3.刪除一致性測試。基于上文中的CRUD操作理論，出于保護隱私或者其它功能目的，數(shù)據(jù)刪除本身就是用戶經(jīng)常使用的一個訪問數(shù)據(jù)庫功能。因此在對存在級聯(lián)性質(zhì)數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)庫進行測試時，必須要保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)刪除的一致性。級聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)表我們可以簡單地理解為一種插入臨時表的性質(zhì)，如數(shù)據(jù)表1是對包括數(shù)據(jù)表2在內(nèi)多種數(shù)據(jù)集合的描述，如果我們將數(shù)據(jù)表2全部刪除，那么數(shù)據(jù)表1中與之相關(guān)的所有數(shù)據(jù)描述都理應被一同刪除。但這種級聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)表經(jīng)常會使用的一種存在關(guān)系是依靠主鍵ID來記錄的，當將下一級表信息刪除后，因為數(shù)據(jù)庫本身在一致性上的邏輯設(shè)計上存在不足，而留下被刪除信息的主鍵ID。因此確保數(shù)據(jù)庫刪除的一致性，能夠為軟件用戶在處理海量無用數(shù)據(jù)時，帶來極大的便利。

（二）容量測試

鑒于數(shù)據(jù)庫容量對于數(shù)據(jù)庫功能實現(xiàn)的重要性，它的測試優(yōu)先級甚至還要高于性能測試。我們都知道數(shù)據(jù)庫所能存儲的數(shù)據(jù)量并不是無限大的，為了使數(shù)據(jù)庫能夠適應不斷激增的數(shù)據(jù)處理量，除了數(shù)據(jù)庫本身邏輯合理之外，還要對數(shù)據(jù)庫容量進行初步估算，為軟件程序的用戶提供可靠的參考。那么數(shù)據(jù)庫的容量測試，可以利用以下公式來進行簡單估算：數(shù)據(jù)庫容量=Sum所有表數(shù)據(jù)量;表數(shù)據(jù)量=每條記錄的單個數(shù)據(jù)量*總記錄目數(shù);記錄數(shù)據(jù)量=Sum單個記錄包含所有字段的占字節(jié)。其中需要注意的是，容量測試時需要分析單表單行的各種數(shù)據(jù)類型占字節(jié)情況，如char類型的字節(jié)是固定的;number類型字節(jié)可變長，但最多也只能占用22字節(jié);而varchar類型的是按照2/3總長度進行折算的。熟悉各個類型數(shù)據(jù)的占字規(guī)律后，利用數(shù)據(jù)字典指令來查詢每張表的占用空間似乎是一個不錯的選擇，具體代碼為：SELECT*FROM USER_TAB_COLUMNS WHERE TABLE_NAME=”。查詢數(shù)據(jù)字典的顯示結(jié)果中，在DATA_LENGTH一項中，就記錄了該數(shù)據(jù)表的最大占用字節(jié)。但數(shù)據(jù)表并不是數(shù)據(jù)庫容量的全部，還要考慮系統(tǒng)表、視圖表以及實體的存儲過程中所占用的實際容量。如何界定一個數(shù)據(jù)庫的容量是否合格，就是看它的容量是否擁有兩倍數(shù)據(jù)庫文件量的預留空間，來存放數(shù)據(jù)庫日志文件。

（三）性能測試

確認過數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計以及容量都能符合用戶需求實際后，還需要對數(shù)據(jù)庫的性能進行測試分析，軟件程序的性能，很大程度是由數(shù)據(jù)庫的性能來決定的。而應用軟件的性能問題，就是用戶最關(guān)注且最能直接反映程序應用體驗的參數(shù)。數(shù)據(jù)庫的性能測試由于計算量與操作量極大，無法完全由軟件開發(fā)測試人員以人工的方式來完成，需要應用一種DATA Factory數(shù)據(jù)產(chǎn)生器來自動對數(shù)據(jù)庫進行測試。在這個數(shù)據(jù)產(chǎn)生器中，可以以每秒上百萬行的數(shù)據(jù)生成量，來實際模擬數(shù)據(jù)庫投入使用后在長期運行的條件下對海量數(shù)據(jù)的存儲處理情況。這樣測試人員就能夠在性能測試過程中，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的潛在問題，對數(shù)據(jù)庫進行性能優(yōu)化了。當然在性能測試中，需要開發(fā)人員注意使用數(shù)據(jù)產(chǎn)生器時，要注意環(huán)境變量條件始終與用戶端保持一致，如操作系統(tǒng)、軟件版本、硬件配置等。若從軟件的長期運行視角來看，在進行性能測試時，必須要能夠?qū)嶋H使用狀況進行有效模擬，用專業(yè)的測試技術(shù)與測試軟件來進行性能測試。軟件性能測試通常情況下，就是通過數(shù)據(jù)發(fā)生器，在正常的使用環(huán)境與系統(tǒng)條件下，通過重復性地物理驗證操作，來驗證軟件是否滿足了某些性能指標。

（四）壓力測試

數(shù)據(jù)庫的壓力測試就是一種對數(shù)據(jù)庫的訪問上限、并行事務上限以及響應速度展開的一種物理測試。假如某一軟件后臺同時登錄訪問數(shù)據(jù)庫的用戶過多，那么數(shù)據(jù)庫同一時間內(nèi)單次訪問操作的響應速率一定會慢于正常情況，一旦超過了軟件數(shù)據(jù)庫的壓力閾值，甚至會使軟件在訪問數(shù)據(jù)庫時出現(xiàn)卡頓甚至崩潰，而這是軟件開發(fā)的客戶所不愿意看到的。我們對軟件進行壓力測試的目的，就是假想一種理論上的該軟件最大用戶承載的情況，查看數(shù)據(jù)庫的壓力閾值是否能夠滿足一定比例的軟件用戶同時訪問數(shù)據(jù)庫操作的需求。該階段與性能測試一樣都無法由人工獨立操作完成，需要借助自動化測試軟件來對數(shù)據(jù)庫的索引、觸發(fā)器、實體存儲過程以及數(shù)據(jù)鎖進行承載性驗證。通過自動化測試軟件描述的測試結(jié)果，我們就可以間接地獲知SQL語句與數(shù)據(jù)存儲過程是否還存在繼續(xù)優(yōu)化的空間與必要了。進行壓力測試的自動化測試軟件的類型有很多，例如Jmeter適用于所有的JAVA基礎(chǔ)的軟件項目，而Net項目則在本身自有的開發(fā)環(huán)境中含有用于壓力測試的工具與方案。

五、結(jié)束語

綜上所述，數(shù)據(jù)庫測試是軟件開發(fā)中必不可少的重要環(huán)節(jié)，它是指對軟件的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、與調(diào)用數(shù)據(jù)的方式和邏輯關(guān)系進行驗證、分析的過程。只有完成數(shù)據(jù)庫測試，找出邏輯設(shè)計與功能性上的缺陷并對其進行修改優(yōu)化，才能使軟件程序各項功能的正常使用，與程序本身的運行穩(wěn)定性得到保障。

參? 考? 文? 獻

[1]王天云.軟件開發(fā)中的數(shù)據(jù)庫測試技術(shù)研究[J].無線互聯(lián)科技，2013（2）：69-69.

[2]周國裕.淺談計算機軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)庫測試技術(shù)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應用，2021（05）：62-63.

[3]郭俊杰.數(shù)據(jù)庫測試技術(shù)在計算機軟件開發(fā)中的應用[J].信息與電腦（理論版），2021，33（07）：113-115.

[4]張赟.計算機軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)庫測試技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（17）：150-151.

作者單位：胡航語? ? 西北工業(yè)大學計算機學院

胡航語（2001.05-），男，漢族，陜西西安，本科，研究方向：數(shù)據(jù)庫、軟件。