基于動態(tài)調(diào)用圖的Java程序修改影響分析技術

摘 要：在當前靜態(tài)分析技術對于分析算法有著重要的影響，由于其方法比較復雜這就出現(xiàn)了精度不高，因此本文針對在靜態(tài)分析中存在的實際問題進行具體的研究，能夠從其問題中提出改進的方案，并且采用動態(tài)分析技術構造Java程序的動態(tài)調(diào)用圖，文章中采用k-類方法后向切片計算修改影響的集合，之進行具體的試驗，提高了精度，該技術的革新便于在大型Java程序中進行應用，改善了測試效果。

關鍵詞：動態(tài)調(diào)用圖；Java程序；影響分析

中圖分類號：TP311.5

由于大部分軟件是面向對象方法編寫，逐漸的形成了回歸測試技術，面向技術中，其對象之間是一種繼承和組合的關系，并且各個對象之間是通過消息相互影響的，本文在研究影響分析算法中，是在程序靜態(tài)分析技術的基礎上進行的，針對其中存在的問題以及在靜態(tài)分析中精度不高的現(xiàn)狀具體的改善，研究出了動態(tài)分析技術構造程序的類成員防火墻，提高了分析精度，同時降低了計算的復雜程度，這樣就促進了修改影響分析技術的應用效果。

1 基于動態(tài)信息的修改影響

為了提高計算的精度，改善計算的復雜程序，這就提出了動態(tài)信息的修改影響分析，首先在獲得動態(tài)信息中，一般需要在程序中插樁，促進程序能夠正常的將信息進行輸出，這就需要在設計中將編譯后的Java字節(jié)碼程序插樁，然而本文在實施的過程中采用的是將每個方法插樁，來記錄調(diào)用信息，在設計中其動態(tài)信息的修改影響分析的原理是：如圖1所示，在進行插樁后的Java程序設計中，能夠根據(jù)輸出執(zhí)行軌跡信息并且構造出動態(tài)調(diào)用圖，然后進行修改影響分析，最終得出需要重新測試的模塊，保障了高效的回歸測試。

2 動態(tài)信息調(diào)用圖的設計

由于軟件測試在開銷中應用的范圍比較廣，這就提出了軟件回歸測試，其中該軟件是指針對修改之后的軟件進行測試，然后需要達到修改后能夠完成新的功能測試，并且在修改之后能否引入新的錯誤。但是在設計的過程中由于各個程序之間的元素關系比較復雜，這就需要在設計中提出詳細的分析方法，能夠使其在使用中對于整個程序進行重新測試，從此注重軟件的后期開發(fā)以及軟件的維護階段，能夠頻繁并且在少量修改的狀態(tài)下使用軟件，在使用中每次修改時都要重新運行全部的測試，這就導致了軟件開發(fā)和維護的效率比較低，這種形式就是修改影響分析。因此在修改影響分析中其主要的目的是提高測試的效率，降低測試的費用，簡化測試的程序，本文提出了動態(tài)信息的修改設計，采用的是動態(tài)信息調(diào)用圖，對程序中函數(shù)調(diào)用關系的一種靜態(tài)描述，節(jié)點表示的是具體的函數(shù)關系，邊表示的是函數(shù)之間的調(diào)用關系，由于虛函數(shù)主要是針對函數(shù)調(diào)用點來研究的，因此在設計中必須要根據(jù)運行時接受對象的實際類型以及確定出函數(shù)調(diào)用的目標之后具體進行，當遇到如果在編譯期對虛函數(shù)調(diào)用點時采用的是不同靜態(tài)處理的方式，這種處理方式是通過靜態(tài)分析來構建函數(shù)調(diào)用圖，并且在程序的設計中進行實際的函數(shù)調(diào)用分析，建立一定的模擬器程序函數(shù)調(diào)用圖來分析，但是針對虛函數(shù)調(diào)用點在應用中，需要在靜態(tài)調(diào)用圖不精確的結果。

然而本文在研究動態(tài)調(diào)用圖中，將其作為一種修改影響分析的對象，并且給予靜態(tài)調(diào)用圖的基礎上進行，在程序的設計中將其從程序執(zhí)行的動態(tài)信息中構造調(diào)用圖，直接從程序中進行，該技術采用的是執(zhí)行信息，然后修改之后的精度卻比靜態(tài)調(diào)用圖高，在簡化了程序中，提高了效率。動態(tài)調(diào)用圖在設計中，重點是對構造算法具體確定，在確定出具體的節(jié)點以及邊的信息之后，根據(jù)節(jié)點來將軌跡中記錄的調(diào)用信息加入動態(tài)調(diào)用圖中，在實施的過程中采用先進后出的方式進行，在遇到了標志為in的節(jié)點后，將其表示的方法被調(diào)用，然后將算法從所有的軌跡中提出出來，并且將調(diào)用的信息構造出新的動態(tài)調(diào)用圖。

3 修改影響分析算法

通過分析設計，最終得出了動態(tài)調(diào)用圖，然后進行修改影響分析，在后向切片來計算修改影響集合過程。在定義為k-類方法后向切片，然后令E是一個程序，并且將給定的切片準則確定，在設計中具體的規(guī)定，其中具體的算法是：當BSLice（E）m，k={m′|（m′→km）∈DCG}，m′→k，m是m′到m中存在著一條長度是k的可達路徑，并且m′屬于切片集合，當且僅當m′在動態(tài)調(diào)用圖中存在著一條長度是k的可達路徑到達m。然而在設計中，后切片是BSLice（E）m中的元素與m是調(diào)用關系，將修改影響分析設定為：當m′調(diào)用m，那么m的修改影響分析就會影響到m′，但是m′卻不會影響到m，其中k表示的是調(diào)用層次對修改的影響關系，當與 靠近時，其中產(chǎn)生的影響關系就比較大，之后設定的k層之后就不會影響。但是在BSLice（E）m，k中，其計算方法是標準的圖，最終可達到算法，在修改之后達到了影響集合的效果，這就形成了修改影響分析技術。將其算法表示為：

輸入：動態(tài)信息調(diào)用圖，被修改的方法是集合M，并且調(diào)用層是k；

輸出：修改影響集合是affectedM

For each mi∈M do|

affectedM=affectedM∪BSLice（E）m，k

通過具體的算法設計，將Java程序進行研究，進行引入錯誤，設定k=4之后，進行新測試方法，通過程序開發(fā)人員和測試人員具體設定的。具體的試驗結果如表1：

表1 實驗結果對比分析圖

程序方法/個修改的方法數(shù)量/個修改影響集合的大小遺漏的需要重新測試的方法數(shù)量/個

TK-simulate5436351

Automata-Graph7425522

通過上述實驗結果表明：在使用動態(tài)信息調(diào)用圖中，能夠改善修改影響分析的效率，并且提高了使用的價值，在該軟件的設計以及應用中提高了測試的效率。

4 結束語

通過分析軟件回歸測試，進行修改之后實施測試，當遇到了沒有分析方法時，需要對設計修改之后的軟件進行重新測試，避免軟件在開發(fā)以及維護中受到影響，因此針對這種現(xiàn)狀，改善了精度不高以及靜態(tài)分析中存在的不足，結果構造出了Java程序的動態(tài)調(diào)用圖，為促進我國大型Java程序測試的具體應用做出了有效的保障，提高了軟件的應用效果。

參考文獻：

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作者單位：湖北工業(yè)大學 計算機學院，武漢 430068