企业如何进行白盒测试

第1页如何选择嵌入式白盒测试工具恩格斯说“劳动从制造工具开始”，人和动物的本质区别是：人会制造与使用工具。IT产品研发也从选择合适的工具开始，工具好坏对项目成败往往起着关键作用，尤其是嵌入式领域的白盒测试工具选型。尽管业界已有众多商用工具，但大部分仍处于可将白盒测试推动起来的边缘状态，选择工具稍有不慎，就导致白盒测试整体做不起来，最终严重影响推向市场的产品质量。先澄清两个概念在分析如何进行工具选型之前，我们先剖析嵌入式软件，当前状况下影响白盒测试开展的最主要障碍是什么？然后才推导嵌入式软件白盒测试工具选型应遵循的评估模型。先澄清两个概念，其一，在嵌入式研发领域，影响白盒测试推行的最主要障碍是工具的使用效率，或者说，借助测试工具，你要花多长时间才将单元测试与集成测试做完整。在《企业如何推行白盒测试》一文中，我们介绍了白盒测试的分区推动理论，如下图：测试同比曲线反映了测试工具的使用效率，测试效率越高，该指标取值就越高。如果测试效率偏低，测试同比小于2/3（大致是每写2天代码要3天才能测完整）是强制推动区，这个区域对于绝大多数企业来说，白盒测试作为一项组织行为注定要失败。而测试效率够高，测试同比超过3/2（大致是每写3天代码2天就测完整）是自发推动区，白盒测试即使没有相关流程推动，研发人员也能自觉、自发的实施起来。所以，选择测试工具至少要求使用它的效率应保证测试同比大于1，测试同比为1是个拐点，即每写一天代码只用一天就测完整，请注意，我这里讲的是“测完整”，不是简单的比划几下，而是用例总量、覆盖率等都达到一定的指标，另外强调“每写一天代码”，指的是代码每次改动，都有白盒测试跟进，而不是一次性编码、一次性测试，如果是一次性测试，相信多数商用工具都能超越拐点，但保证整个产品周期都做到这一点，就很难了。目前适用做嵌入式白盒测试的商用工具中，大多数都没达到该要求，所以，多数情况下必需有良好的组织，有强有力的流程推动，白盒测试才做得起来。第2页另一个概念，嵌入式产品面对复杂的运行环境，形形色色的实时系统、编译器与设备驱动，都导致白盒测试困难重重，但白盒测试必须要到实际运行环境中去做吗？未必，也不应该这样推崇。《实施白盒测试的几个误区》一文已有详细分析，嵌入式软件应在仿真机环境实施白盒测试，“上真实环境做代码级测试”实际上是个伪命题，实践中很难行得通，或者说，行得通但代价太高，远没突破前面所提的效率拐点，所以，在各种条件受限的实时环境下做白盒测试，还不能将它上升到过程有保障的组织行为。嵌入白盒工具的评估模型评估一个测试工具的好坏，采用评估标准不同，所站的角度不同，评估结果大相径庭。所谓每个人的心中都有杆称，让测试人员选工具，他会站在测试的角度去选择，会更注重白盒测试能做得下去，之后才有兴趣深入去做，如果让质量人员去选，他会侧重于质量保障环节，比如非常看重覆盖率评估、测试报告提交等，但如果让企业老板选工具，恐怕他首先考虑的是这个工具的价格。所以，测试工具的选型过程，必然是各种因素综合考虑的权衡过程。进行公正的工具选型首要问题是：如何选择评估要素并赋予不同的权重，套用一句规范术语，我们先建模，确定评估模型，再按条目打分作决策。建立评估模型应考虑如下几个因素：1.应用范围首先明确你期望引入某工具的应用范围，这个业务范围内都有哪几类利益相关人，然后确定评估项目，为各评估项分配权重。如果不明确工具适用的业务范围，或确定范围不恰当，肯定会影响评估的准确性，比如你希望某个白盒测试工具，既支持单元测试，又支持集成测试，这是一种想法，如果把它换成：想要一个能支持单元测试的工具就够了。这两种目的最终的评估结果肯定很不一样，还有，应关注适用范围的条件限定，比如，你想要一款既支持C，又支持C++的测试工具，或限定要支持某特定编译器（如GCC）的。期望工具的适用范围不仅要明确，还要合理，比如：你期望一款既支持白盒测试，又支持功能测试，另外还支持性能测试的工具，最后的选型结论肯定会让你失望，没有这种万能工具。确定适用范围后就可以分析利益相关人了，比如你选择单元测试工具，重点是考虑编码人员的需求（注：单元测试的主体应由编码者自己承担，这是另一个话题，本文不展开），而你要的工具既支持单元测试，又支持集成测试，就不能不考虑测试人员的提议了。2.合理选择评估项目，分配不同的权重上面讲到先确定应用范围，由应用范围确定相关人后，选择评估要素就容易明确下来了，最简单的方法是：把相关人叫过来，让他们一条一条的说出他关心哪些问题，把这些问题排个序。当然，叫相关人员过来讨论并非必须，如果评估者对各个适用领域都很熟悉，他站在各个利益相关人的角度细想一遍也行。需要注意两点，一是不要漏掉相关人，比如想买一款性能测试工具，老板也是利益相关人，不站在他的角度考虑问题，申购单可能得不到批准，比如眼下公司的现金流吃紧，你要让老板购买一套奇贵无比的工具（尽管可能带来很大的效益），该项申购多半会流产。二是保证各个评估要素是恰当的、合理的，比如选择一款单元测试工具，许多人会要求这个工具应支持上单板做测试，根据前面我们分析的，这个评估项实际上似是而非。第3页3.注意阶段时效性这一点是分析工具的应用范围要考虑，但很容易被大家忽略。前面我们介绍了白盒测试的分区推动特性，当前企业所处的区段不同，会有不同的要求。比如当前本企业的白盒测试尚处强制推动区，那首要考虑的问题是怎样把白盒测试做起来，如果当前已经在组织推动区了，如何保证深入测试会考虑得多些，而到自发推动区，质量评估环节应加大份量，像覆盖率评估等应赋予较高权重来评估。本人曾见过有企业刚开始推行白盒测试，就因为某工具尚未支持MCDC覆盖评估，就立即将它拒之门外，选择了别一款很贵，看起来很牛X的工具。这种评估偏差很大，他错过一款测试效率奇高的工具了，像覆盖率，刚才始推白盒测试，有语句覆盖与分支覆盖就足够了，MCDC覆盖对高复杂度、重要的代码才必要，白盒测试都没做起来，首先保证工具有足够的效率才是最重要的，有没有MCDC是锦上添花的事，等白盒测试顺畅起来日显必要。这里提供一份来源于长期实践，适用于嵌入式白盒工具的评估模型，模型先把评估要素划为两大类：商务属性、价值属性。商务属性主要包括价格、品牌、服务等，价值属性主要评估一个测试工具在不分背景、不论出处的情况下的应用价值。评估测试工具主要是对比功能，但同类测试工具功能差异可能很大，比如两个工具遵循的理念大相径庭，比如拿XUnit与CodeTest作对比，前者属第3代白盒方法，后者是第2代方法，后者除覆盖测试还支持性能测试，针对这种可比性存在偏差的情况该如何处理？这时，最忌讳的是失去自我主见，倾向某个工具就以它现成功能为基准列出评估项目。恰当的做法应是：先理清自己到底想要什么，关心哪些问题，然后看看两个工具支撑得怎么样，如果某关键功能两者都不支持，评估者可能还要另想招去解决。由于白盒工具的核心功能比较确定，都离不开写脚本做测试，要打桩、构造测试数据、看覆盖率等，所以，鉴于本领域的特殊性，我们不必按功能逐项评估，只需评价这些功能服务于“测试效率提升”、“工具易用性”、“对质量保证的促进”的能力如何就可以了。如果被评价的工具在常规功能之外的，如CodeTest的性能测试，我们另列，按差异化功能逐条列出即可。将差异化功能分开考虑，可保证某些非核心的条目干扰我们决策过程，尤其在对比遵循不同方法论的工具时，象第4代白盒方法要求在线测试（在线测试驱动、在线脚本桩、在线测试改进），前3代白盒方法对此不作要求，如果按功能对比，可比性缺失，但按照设置这些功能的目的还是可以比较的，在线测试主要目的是提高测试效率。又如，某工具提供“指定参数范围后用例自动生成”的功能，另一个工具没有，那是不是前者比后者一定好出不少呢？未必，这个功能只对工具易用性与工作效率产生影响，但如果指定参数范围要弹出一个接一个对话框，用户要不停点击鼠标，还用键盘输入上限值与下限值，那他的工作效率没有提升，反倒下降了，因为如此选参数远没有写一句for循环脚本来得快。所以，我们以期望工具能达到的目标为基准，以“测试效率提升”、“工具易用性”、“对质量保证的促进”3个大类作评估，分析起来更为准确。把工具的价值属性与商务属性分开是有现实意义的，因为嵌入式领域的白盒测试普遍不够成熟，技术难度与风险偏高，考虑工具的实用价值不应受商务因素干扰。另外，本企业的白盒实践是否成熟，对工具选型影响也比较大，把价值属性独立出来利于在不同阶段给它分配不同权重。下图描述了白盒测试实践从强制推动区向自发推动区演进时，在各阶段应关注的不同重点：第4页处于强制推动区，企业应更关心选择高效率的测试工具，让白盒测试能做得下去，所以测试工具的使用效率与易用性最为关键，要达到一定的基准（否则如果用不下去就一票否决了），此阶段的白盒测试即便没有太明显的绩效也算成功了，因为测试做得下去，就有了可改善的基础。在组织推动区，须要解决一些基础的质量保证问题，至少，要保证白盒测试实践富于实效，测试能深入进去，比如测试先行等实践能有效的支撑起来。到了自发推动区，工具在测试效率、易用性与质量保证各环节都达到较高水准，对质量环节提升的要求更多些，此时质量要求集中于“平稳、无风险、可拷贝的运作”。本评估模型的一个实例化表格如下：大类小类评估项目权重差异化功能功能差异1功能差异2功能差异3价值属性测试效率各项测试操作的使用效率与衔接能力（测试设计/调试/运行及改进等）对其它研发过程的重用或促进的能力（代码审查、调试、问题定位、其它类型测试等）构造测试数据的能力与效率测试代码快速生成能力编辑器的使用效率易用性操作是否直观（否在线操作，是否所见即所得，拖拉、拷贝等操作的易用程度）操作是否便捷（快捷键、提示信息如何，在线帮助是否易用）工具的学习成本配套工具集成性质量保证能力支持测试设计的深度测试能力的完备程度第5页测试评估手段持续平稳运作的能力报表与统计商务属性产品价格技术支持产品成熟度提供配套解决方案能力品牌工具选型常见误区上面已详细介绍嵌入式白盒工具选型的过程与方法，这里我们再补充选型中常见的认识误区：1.过于追求不必写脚本的测试业界有少数白盒工具，宣称不必编写脚本（一行都不写）就完成测试，因为所有用例都是自动生成的。此类工具学习成本较低，易用性无疑比较好，但不见得完全符合测试的价值，如果它生成的脚本是自闭的，不允许用户修改，那么这个优点会立即变为致命缺点。因为测试代码与被测代码是对等的，代码的性质，包括复杂性与易变性很接近，甚至，如果进行完备测试的话，测试脚本的规模应接近于被测代码的规模，所以，一行脚本都不写的测试有点难以理喻，如果不是功能太弱，就是操作太复杂，这是必然的，操作界面一个接一个，表面上易用性提高了，但用例的设计、调试、维护效率直线下降。2.找一款让白盒测试一步到位的工具相对产品研发的其它软件过程，白盒测试总体还不够成熟，还没有充分发展，尤其是嵌入式领域的白盒测试，运行环境复杂，又主要针对C代码做测试，推动白盒测试的门槛较高。所以，我们不必寄希望引入一个工具就解决所有问题，至少，白盒测试过程不纯粹是工具的问题，还与流程管理、人员素质等因素相关。企业应该规划白盒测试的发展线路图，从强制推动区到组织推动区，再到自发推动区循次渐进的去发展。许多事情不可一躇而就，尤其在组织推动区向自发推动区迈进时，测试要向深层次发展，推行测试先行等实践需要有个过程。这对工具选型提出要求：最好选择跨越各阶段，能够持续促进的白盒工具。3.追求功能大而全商用白盒工具除了支持写脚本做测试，还通常具备其它辅助功能，比如：静态代码检查，代码可维护性评估，编程规范检查，支持性能测试、内存泄露检查等。毫无疑问，一个工具支持功能越多当然越好，但如果因为多支持一些功能而大幅抬升售价，评估者就不能不小心权衡了。一般而言，多数附带上述辅助功能的商用工具，辅助功能的品质往往不能与专业工具相提并论，比如C/C++语言的代码检查，业界最佳是pclint，代码质量或编程规范检查，业界较佳的是logiscope，内存泄露既有商用工具purify、BoundCheck