服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格軟件測(cè)試環(huán)境研究

王寶成

摘? ?要：網(wǎng)格軟件測(cè)試是網(wǎng)格研究中的重要組成部分，也是非常關(guān)鍵的技術(shù)。服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格軟件測(cè)試正是其中的重點(diǎn)，通過(guò)運(yùn)用SOA，采取積極有效的方法和措施，從網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試、網(wǎng)格性能測(cè)試和網(wǎng)格軟件測(cè)試實(shí)施和管理3方面對(duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行研究，并針對(duì)性地開(kāi)發(fā)出一個(gè)適用其中的測(cè)試工具。

關(guān)鍵詞：SOA;網(wǎng)格軟件;測(cè)試環(huán)境

面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）是一種具有集成性、可擴(kuò)展性、安全性的以關(guān)注服務(wù)為主的分布式體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格使之亦然，但其更多的作用在于資源的共享以及協(xié)同工作。為了達(dá)到兩者有效聯(lián)合的目的，Web服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生，并且隨著分布式對(duì)象技術(shù)的逐漸應(yīng)用，更加推行了SOA的發(fā)展，Web服務(wù)的導(dǎo)向更進(jìn)一步地落實(shí)了網(wǎng)格軟件的測(cè)試進(jìn)步。因此，基于服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格發(fā)現(xiàn)通過(guò)SOA的應(yīng)用，可以提供方便、快捷的平臺(tái)環(huán)境，調(diào)整相應(yīng)的網(wǎng)格解決方案的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)有效性和透明性。然而，在這樣的優(yōu)勢(shì)下，難免還面臨著較多的分布式對(duì)象技術(shù)的問(wèn)題，因此，需要進(jìn)行相應(yīng)的理解和分析，逐步進(jìn)行改良與發(fā)展[1-2]。

1? ? 網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試

目前，Web服務(wù)在市場(chǎng)上頗受追捧，因而網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試能夠充分借鑒于此，并不斷有效地修訂和完善面向網(wǎng)格服務(wù)的基本準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

為了達(dá)到請(qǐng)求期望的網(wǎng)格服務(wù)目的，需要對(duì)客戶端請(qǐng)求內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，但代價(jià)極大，因?yàn)?，其?qǐng)求輸入功能所需要占用的空間內(nèi)存會(huì)比較多，要求能在較大范圍內(nèi)運(yùn)行檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的請(qǐng)求類(lèi)型和與之相關(guān)的參數(shù)內(nèi)容，就顯得格外地重要。網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試的具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。

（1）請(qǐng)求級(jí)：通過(guò)HTTP或SOAP連接測(cè)試用戶發(fā)送請(qǐng)求到相應(yīng)的服務(wù)器中，確定類(lèi)型和范圍，可以更好地接收到廣泛的請(qǐng)求，保證準(zhǔn)確性。

（2）應(yīng)答級(jí)：通過(guò)檢查網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的準(zhǔn)確性，采用手動(dòng)檢查或腳本分析等方式驗(yàn)證應(yīng)答消息的規(guī)范性，這樣一來(lái)，在XML文檔中通過(guò)期望應(yīng)答比較文本間的差別，抽取特定的信息，執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用測(cè)定。

但是采取這樣的請(qǐng)求類(lèi)型和分析驗(yàn)證應(yīng)答消息不能單單依賴腳本和手動(dòng)操作，這樣不能有效提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和效率。因此，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和改變，使用網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試工具，快速、便捷地形成有關(guān)于網(wǎng)格客戶測(cè)試的用例套件，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的方法和問(wèn)題，自行運(yùn)行基于SOA網(wǎng)絡(luò)模型開(kāi)發(fā)的網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試用例，如圖1所示，最終生成測(cè)試結(jié)果，并用回歸測(cè)試予以驗(yàn)證，以保障用例的正常推行[3-4]。

2? ? 網(wǎng)格性能測(cè)試

為了驗(yàn)證在各種負(fù)載情況下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，需要進(jìn)行包括請(qǐng)求提交和應(yīng)答驗(yàn)證兩項(xiàng)要求的多客戶網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試。

圖1? 網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試

通過(guò)運(yùn)行合理的性能測(cè)試，以監(jiān)視服務(wù)器的各項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)，要關(guān)注其響應(yīng)速率，要測(cè)試負(fù)載情況下各項(xiàng)能誘發(fā)網(wǎng)格服務(wù)功能障礙的情況，設(shè)置相應(yīng)的性能測(cè)試場(chǎng)景，實(shí)行網(wǎng)格性能的測(cè)試套件，主要場(chǎng)景包括Bell曲線、緩沖區(qū)測(cè)試、穩(wěn)定負(fù)載和線性增加等。結(jié)合不同的測(cè)試場(chǎng)景使用相應(yīng)的測(cè)試用例，支持遠(yuǎn)端連線服務(wù)器里的所有虛擬用戶，模擬并運(yùn)行極限和壓力測(cè)試等[5]。

網(wǎng)格性能測(cè)試通過(guò)模擬較多次數(shù)運(yùn)行網(wǎng)格服務(wù)的情況，找出相應(yīng)的問(wèn)題，性能測(cè)試的具體解決方案如下。

（1）多機(jī)測(cè)試：通過(guò)運(yùn)行虛擬用戶和多臺(tái)機(jī)器的網(wǎng)格軟件測(cè)試工具，具備更多數(shù)目的負(fù)載。

（2）定制場(chǎng)景：通過(guò)提供默認(rèn)或自建的負(fù)載測(cè)試場(chǎng)景，模擬可能存在的現(xiàn)實(shí)情況。

（3）監(jiān)視器：需要在負(fù)載情況下監(jiān)視相應(yīng)的系統(tǒng)資源，包括內(nèi)存耗用情況、CPU和請(qǐng)求反映時(shí)間等。

3? ? 網(wǎng)格軟件測(cè)試

由于一開(kāi)始的網(wǎng)格系統(tǒng)設(shè)計(jì)并沒(méi)有采用Web服務(wù)技術(shù)，而采用的是諸如Grid Services等做法，無(wú)法體現(xiàn)SOA具有的可擴(kuò)展性和耦合性，并且平白地增添了系統(tǒng)運(yùn)行中的復(fù)雜性。

隨著Web服務(wù)的不斷進(jìn)步，出臺(tái)了有效的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以更好踐行SOA和網(wǎng)格技術(shù)的有效融合，并促進(jìn)了網(wǎng)格運(yùn)算、系統(tǒng)管理及Web服務(wù)的協(xié)調(diào)合作。目前，存在兩類(lèi)網(wǎng)格軟件測(cè)試程序的實(shí)現(xiàn)方式，即遷移基于Web服務(wù)的測(cè)試程序到網(wǎng)格系統(tǒng)中和開(kāi)發(fā)基于服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格軟件測(cè)試程序。

因此，為了實(shí)現(xiàn)第二類(lèi)所呈現(xiàn)的部分，需要認(rèn)真思考SOA和網(wǎng)格技術(shù)和特征兩方面的內(nèi)容，體現(xiàn)其可擴(kuò)展性和相融性，將程序有效地遷移到服務(wù)導(dǎo)向下的模型中，更為細(xì)致地劃分成具細(xì)的Web服務(wù)單雙眼，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立工作，刪除單一且不必要的程序，重新記錄關(guān)于網(wǎng)格負(fù)載的重要信息，完成Web服務(wù)測(cè)試程序，向服務(wù)導(dǎo)向下網(wǎng)格系統(tǒng)的遷移發(fā)展，建立相應(yīng)的可執(zhí)行操作列表，操作具體步驟下的編譯次序，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格組件和節(jié)點(diǎn)之間的長(zhǎng)效通信，以此構(gòu)建基于服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格軟件測(cè)試環(huán)境，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

4? ? 網(wǎng)格軟件測(cè)試實(shí)施、管理和開(kāi)發(fā)

通過(guò)構(gòu)建一個(gè)有效的網(wǎng)格軟件測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)快捷、便利的測(cè)試用例維護(hù)管理。針對(duì)網(wǎng)格系統(tǒng)軟件中的系統(tǒng)應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）和與其匹配的網(wǎng)格服務(wù)，提供相應(yīng)的插件系統(tǒng)，具備全面統(tǒng)一的調(diào)用和管理功能，兼具可擴(kuò)展性和靈活性。根據(jù)具體的網(wǎng)格系統(tǒng)軟件擴(kuò)展其插件模塊，最大效度地保證該工具的體系結(jié)構(gòu)，滿足各項(xiàng)系統(tǒng)需求。

實(shí)施測(cè)試工具系統(tǒng)中所包括的功能如下。

（1）項(xiàng)目管理功能：創(chuàng)建并操作有關(guān)于網(wǎng)格軟件測(cè)試項(xiàng)目的具體用例。

（2）用例管理功能：閱覽并顯示網(wǎng)格軟件系統(tǒng)測(cè)試和運(yùn)行多類(lèi)型的網(wǎng)格軟件測(cè)試用例，針對(duì)網(wǎng)格西永軟件中的API接口，運(yùn)行相應(yīng)的測(cè)試插件。

（3）用例執(zhí)行功能：通過(guò)輸入相關(guān)參數(shù)，落實(shí)API的具體測(cè)試，讓執(zhí)行結(jié)果信息呈現(xiàn)在用戶面前。

（4）消息日志功能：查看關(guān)于測(cè)試工具的消息視圖，并以此記載與之相關(guān)的全部情況。

如今主要基于服務(wù)導(dǎo)向下的測(cè)試工具包括JUnit和TCPMonitor工具兩種。JUnit的操作更加方便簡(jiǎn)單，通過(guò)自動(dòng)化的運(yùn)行，積累相關(guān)的JUnit測(cè)試程序，減少失誤的發(fā)生。除此之外，JUnit還可以與編譯單元及集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment，IDE）單元有效集成，便于測(cè)試人員完成測(cè)試。但同樣地，它存在一定的不足：僅能支持同步測(cè)試，不能支持重現(xiàn)其他異步單元，再加上JUnit是一個(gè)黑箱測(cè)試平臺(tái)，當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏或用戶并發(fā)數(shù)等問(wèn)題時(shí)，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行測(cè)試，只會(huì)在一個(gè)Java虛擬機(jī)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，進(jìn)而缺乏效度。TCPMonitor工具通過(guò)調(diào)試并監(jiān)測(cè)關(guān)于Web服務(wù)的SOAP報(bào)文，分析HTTP Web服務(wù)會(huì)話，所生成的請(qǐng)求應(yīng)答報(bào)文以確定該功能的準(zhǔn)確性。但這些內(nèi)容只能通過(guò)簡(jiǎn)單腳本或手工代行，但其效率和自動(dòng)化特征難以保證。所以基于測(cè)試對(duì)象的考量，此類(lèi)工具僅限于Web服務(wù)，而不能踐行網(wǎng)格服務(wù)，存在一定的弊端。

針對(duì)這樣的特點(diǎn)和不足，根據(jù)細(xì)致的分析和理解，嘗試性地開(kāi)發(fā)出基于服務(wù)導(dǎo)向的網(wǎng)格軟件測(cè)試工具，具體包括以下特點(diǎn)。

（1）應(yīng)用Java技術(shù)完善JUnit結(jié)構(gòu)，能夠跨越平臺(tái)的局限，實(shí)現(xiàn)多主機(jī)運(yùn)行情況下的遠(yuǎn)程Java虛擬機(jī)測(cè)試，具有異構(gòu)性和分布性的特征。

（2）通過(guò)實(shí)現(xiàn)JUnit的擴(kuò)展性，應(yīng)用有效插件，借此加載測(cè)試軟件，動(dòng)、靜態(tài)資源都可以進(jìn)行測(cè)試，靜態(tài)資源如HTML，動(dòng)態(tài)資源如Servlets、腳本、Web服務(wù)和Java對(duì)象等。

（3）通過(guò)模擬并發(fā)用戶，配置相應(yīng)的線程組，設(shè)置相關(guān)請(qǐng)求屬性，模擬更多的服務(wù)器、網(wǎng)路和軟件負(fù)載，全面測(cè)試網(wǎng)格軟件的性能。

（4）提供多樣化的可擴(kuò)展性能測(cè)試和相關(guān)的分析方案，形成一個(gè)測(cè)試計(jì)劃，保存為可定制用戶和可擴(kuò)展的XML格式，提供諸如圖片、表格等的分析工具，以此來(lái)更方便地得出相應(yīng)的結(jié)果。

（5）根據(jù)所得結(jié)果和相應(yīng)測(cè)試用例，以此發(fā)送請(qǐng)求給網(wǎng)格程序，并發(fā)揮準(zhǔn)確的驗(yàn)證功能，使之更具信度。

（6）通過(guò)分析測(cè)試數(shù)據(jù)和文件，進(jìn)行腳本的錄制和播放，再現(xiàn)與之匹配的測(cè)試場(chǎng)景，可以更好地維護(hù)測(cè)試用例。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)服務(wù)導(dǎo)向下的網(wǎng)格軟件測(cè)試環(huán)境的研究，發(fā)現(xiàn)其在網(wǎng)格服務(wù)測(cè)試、網(wǎng)格性能測(cè)試和網(wǎng)格軟件測(cè)試實(shí)施和管理3方面存在些許不足，并以此采取相應(yīng)的解決措施，開(kāi)發(fā)出新的、行之有效的測(cè)試工具。貼合Web服務(wù)的導(dǎo)向作用，構(gòu)建一個(gè)新的網(wǎng)格軟件測(cè)試環(huán)境，更加促進(jìn)SOA的完善和發(fā)展。

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Research on grid software testing environment based on service

Wang Baocheng

（China Academy of Information and Communications Technology， Beijing 100191， China）

Abstract：Grid software testing is an important part of grid research， and it is also a very key technology. Service-oriented grid software testing is one of the key points. By using SOA， to take active and effective methods and measures， the test environment is studied from three aspects： grid service testing， grid performance testing and grid software testing implementation and management， and a suitable testing tool is developed.

Key words：SOA; grid software; test environment