为什么要进行类行为的测试分析

面向对象的开发相信很多人都非常清楚其基本的理念。而面向对象的测试，在实际测试工作中很少有人提及。在面向对象的测试中，可以大致分为算法、类、子系统、系统四个级别。除了白盒测试外，一般测试人员都在子系统或者系统级别进行测试，很少能够感受到面向对象与面向过程的测试区别——在测试过程中，采用基于业务的、基于处理过程的、基于事件的、基于场景的等的测试方法都适用于面向对象和面向过程的系统测试。而对于面向对象的测试中，对象和类的概念必然会对测试产生影响。而这一影响被很多人都忽略了。特别是类的行为，其封装性、消息传递、多态特性都是传统测试分析中遗漏的，造成潜在且难以发现的BUG。

为什么使用OOPN网

OOPN网是Petri网的发展。

在系统分析和设计时，状态图、时序图、类图等工具都是很好的描述系统的模型。而petri网在描述实际系统运行时的类之间的行为互动，特别是合适用于描述异步的、并发的过程。经典的Petri网是简单的过程模型，由两种节点：库所和变迁，有向弧，以及令牌组成的。

Petri网

Petri网的详细介绍参考：Petri网

经过多年的发展，在基本的Petri网上，已经扩展出各种高级Petri网模型。将面向对象的思想和Petri网结合，就形成了面向对象的Petri网（Object Oriented Petri Net，OOPN）。本文讨论的是简化的OOPN网下，对类行为的测试分析的一个实例。

定义OOPN网

OOPN网有很多定义。本文对OOPN的定义如下：

定义：一个面向对象的Petri网是一个5元组，OOPN＝｛P，T，C，G，F｝，其中

P＝｛P11，P12……｝，是库所（表示状态）的有限集合，。

T＝｛T11，T12……｝，是变迁（表示操作）的有限集合

C＝｛gray，red，blue｝，是颜色的有限集合。

其中，gray：灰色表示同步路径；red：红色表示异步路径，blue：蓝色表示需要并发控制路径。

G＝｛G11，G12……｝，是消息（调用服务）的有限集合。

F是P、T、G间的有向弧的集合。

业务背景

在一个支付业务中，支付的处理过程可以简要描述为：接收到卡信息，对卡信息进行验证。验证未通过，则提示卡信息错误。验证通过后，调用支付服务。收到支付结果后，更新订单状态。在这个过程中，主要有订单处理类OrderHandle，卡信息类CardInfo，支付服务类PayService，支付回调处理类PayCallBackHandle。

建立OOPN模型

订单处理类与卡信息类交互的OOPN网 支付处理类与支付服务类交互的OOPN网

注：G41属于订单类的服务，未列出。

测试分析

通过建立OOPN模型，很明确订单处理类、卡信息类、支付服务类之间的关系。特别是在订单处理类与支付服务类之间的异步路径、并发控制路径是测试的特别关注点。同时也明确了并发点来源是由于之前的异步路径造成的。并发控制路径的要点就是库所（状态）的变迁是唯一的。

用例生成算法

1 将OOPN模型中的变迁T取出，形成｛输入库所，变迁，输出库所｝的三元组。其中输入库所中，包含门G的，将门作为输入库所。输出库所中，包含门G的，将门作为输出库所。

2 归并所有的三元组。由于输出库所必然是其他三元组的输入库所，所以取输入库所不在输出库所集合中的，作为初始输入库所。将输出库所与输入库所的三元组首位相连，并将连接的三元组标记为已遍历。遇到输出库所作为多个输出库所的，采用深度遍历，直到完成一条路径后再返回走下一节点。若遇到并发控制路径，需要给予并发控制标记。直到输出库所为终态或为异步调用库所，则完成一条路径，加入测试路径集合

3 重复2的过程，当无法找到未遍历的三元组且输入库所不在输出库所集合中时，继续第4步。

4 将测试路径集合中，有相同并发控制标记的测试路径，取出添加到并发测试路径集中。

5 最终得到的测试路径集和并发测试路径集即为测试用例。

对于订单处理类与卡信息类交互的OOPN网，可以得到以下三元组：

(p11,t11,g21)

(g22,t12,p11)

(g23,t13,g31)

(g21,t21,p22)

(g21,t21,p23)

(p22,t22,g22)

(p23,t23,g23)

归并三元组得到测试路径：

(p11,t11,g21,t21,p22,t22,g22,t12,p11)

(p11,t11,g21,t21,p23,t23,g23,t13,g31)

对于支付处理类与支付服务类交互的OOPN网，可以得到以下三元组：

(g31,t31,p32)

(g31,t31,p33)

(p32,t32,g32)

(p33,t33,g33)

(g32,t41,p42)

(g33,t42,p43)

(p42,t43,g41)

(p43,t43,g41)

归并三元组得到2条测试路径：

(g31,t31,p32,t32,g32,t41,p42,t43,g41)

(g31,t31,p33,t33,g33,t42,p43,t43,g41)

得到并发控制测试路径：

(g31,t31,p32,t32,g32,t41＊,p42＊,t43＊,g41＊)

(g31,t31,p33,t33,g33,t42＊,p43＊,t43＊,g41＊)

＊：表示并发控制标记

总结

使用OOPN进行测试分析考虑了对象之间的行为交互，体现了面向对象的封装、消息传递的特性，是能够覆盖到数据流、状态变迁、类之间的消息的同步和异步操作、并发控制的测试分析方法。