基于ＢＰＥＬ的Ｗｅｂ服务组合测试路径生成

摘要：文章以更好地实现服务组合测试为目标，提出基于BPEL的Web服务组合测试路径生成方法。首先将应用于描述BPEL流程的模型WFDAG，通过DAG对Web服务工作流进行建模，有效保证数据流测试路径的生成。然后以此为基础应用扩展后的分析方法，并采取覆盖原则ALL-USES进行数据流测试。最后以变量信息为指标分析所构建的WFDAG模型，从而获取符合所有既定数据流标准的测试路径。

关键词：BPEL；Web服务组合；测试路径生成；WFDAG

中图法分类号：TP393 文献标识码：A

１ 引言

ＢＰＥＬ 能够使当前基础的Ｗｅｂ 服务根据特定的应用逻辑构成特性更加复杂的业务集合，实现服务的重复应用与价值提升［１］ 。但其复杂性会对服务组合测试造成较大的影响。实现服务组合测试需与测试用例相结合，通过测试路径生成测试用例［２］ 。基于数据流覆盖的测试原则保证服务组合的正确性是当前最直接、有效的方式，其主要是对某设定的输入获取对应期望输出［３］ ，同时利用某些变量的定義完成输入、输出间的关联，该方法具有较为直观的呈现结果。当前，国内外针对数据流相关测试标准方面开展的试验工作尚少［４］ 。所以，为解决基于ＢＰＥＬ 的服务组合测试路径生成中存在的问题，需要先提出生成测试路径的方法，以获取符合所有既定数据流标准的测试路径。

２ ＢＰＥＬ 与Ｗｅｂ 服务组合

２．１ ＢＰＥＬ

ＢＰＥＬ（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）是结合业务流程与Ｗｅｂ 服务组合的一种业务流程执行语言，其是以ＸＭＬ 的流程描述语言为基础的一种强有力工具，可为Ｗｅｂ 服务技术提供支持。ＢＰＥＬ 可实现业务流程结构的规范化处理以及Ｗｅｂ 服务的开发，依赖于ＷＳＤＬ 规范且全部需要的外部资源均被称为ＷＳＤＬ 服务，能够对流程内的数据进行管理，以提高其传输有效性，同时还能够实现生命周期管理的优化，提升管理效率。

２．２ Ｗｅｂ 服务组合

Ｗｅｂ 服务组合是通过轻量级服务构建复杂性服务，实现服务体系的整体规范化、系统化、综合化，其具有实践性，为企业服务自动化奠定了基础。其中，轻量级服务表示规模小、简单易操作的任务功能，复杂性服务表示构建功能较全或针对用户需求制定的服务，可最大程度地满足用户需要。在轻量级服务过渡至复杂性服务时，需要对所有Ｗｅｂ 服务进行连接，以构建一个统一的整体，从而提升企业管理效率。

３ Ｗｅｂ 服务工作流建模

ＷＦＤＡＧ （ Ｗｏｒｋ Ｆｌｏｗ ＤＡＧ） 基于有向无环图（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ， ＤＡＧ）增加了对ＢＰＥＬ 并发控制与同步依赖关系的处理并统计了相关数据，以便开展数据流分析，从而获得测试路径。ＤＡＧ 为一个无环的有向图，被广泛应用于描述业务逻辑，其具有简单、直观等优势，因此，通过ＤＡＧ 对Ｗｅｂ 服务工作流进行建模，ＷＦＤＡＧ 构成如下。

３．１ 开始节点和结束节点

整体工作流的入、出口点分别通过开始、结束节点表示。二者分别负责统计整体工作流的输入参数列表和返回值。在ＷＦＤＡＧ 中将开始和结束节点表示为２ 个特殊的节点，开始、结束节点分别通过Ｓ，Ｅ描述，具体见图１。

３．２ 活动和连接

如图１ 所示，小写字母为ＷＦＤＡＧ 内除开始、结束节点外的节点，表示一个活动，指的是某一Ｗｅｂ 服务的一项具体操作；一条有向弧段表示一个连接，负责连接２ 个相邻的活动，描述了活动间的运行顺序，且储存２ 个相邻Ｗｅｂ 服务输入与输出的匹配关系。

３．３ 有效性

为实现有效、正确的解析，要求ＷＦＤＡＧ 设计必须遵循以下要求： （１） ＷＦＤＡＧ 内不存在环； （２）ＷＦＤＡＧ 之外无孤立活动；（３）所有连接表示参数匹配，两端的参数类型一致。

３．４ ＷＦＤＡＧ 的遍历及ＢＰＥＬ 文档的生成

该模型的核心算法主要包括有效性检验、ＷＦＤＡＧ 的遍历２ 部分。在有效性检验方面，主要对ＷＦＤＡＧ 是否存在环进行判断，而通过ＤＡＧ 构建Ｗｅｂ服务工作流模型的重点为ＷＦＤＡＧ 的遍历算法，其过程如下。由于ＷＦＤＡＧ 表示的是Ｗｅｂ 服务工作流的业务流程，对其所有节点的访问次序表示为工作流的业务逻辑，即遍历路径不随机且须从开始节点展开开始遍历，因此工作流中的服务之间存在一种依赖关系。例如，随机相邻的２ 个Ｗｅｂ 服务ａ 与ｂ 的连接方向若为ａ 指向ｂ，则ｂ 依赖于ａ，主要原因是ｂ 可以有效执行的基础是ａ 已经完成执行且将ａ 的返回结果指配给ｂ。基于这种依赖关系，采取的遍历算法称为基于依赖的遍历方式，需要通过Ｖｉｓｉｔｏｒ 设计模式对ＷＦＤＡＧ 进行设计，并对节点进行具体的访问操作，即将生成ＢＰＥＬ 的元素封装至Ｖｉｓｉｔｏｒ 接口的实现类中，

通过实现Ｖｉｓｉｔｏｒ 的具体类来生成ＢＰＥＬ 文档的各个部分。

４ 测试路径生成

４．１ 扩展传统的数据流分析方法

本文采用基于有向无环图的可抵达定义分析法，并应用ＡＬＬ⁃ＵＳＥＳ 的覆盖准则（即测试路径覆盖所有定义⁃使用对）。已知传统的可抵达定义计算公式如下：

５ 结束语

针对基于ＢＰＥＬ 的Ｗｅｂ 服务组合的测试路径生成问题，先对ＢＰＥＬ 流程建模，获取相关变量信息并构建可扩展的有向无环图ＷＦＤＡＧ 模型，并以此为基础按照ＡＬＬ⁃ＵＳＥＳ 准则进行测试，得出服务组合符合ＡＬＬ⁃ＵＳＥＳ 的测试路径。未来还可以通过在建模方法的核心结构中加入复杂语法、验证ＢＰＥＬ 流程中数据流的属性等方式对本文方法展开进一步的研究。

参考文献：

［１］ 徐克圣，王兰．基于ＢＰＥＬ 的ＷＥＢ 服务组合测试路径生成［Ｊ］．大连交通大学学报，２０２０，４１（２）：９４⁃９９．

［２］ 铁威，黄志球，王进．基于ＢＰＥＬ 的ＲＥＳＴＦＵＬ ＷＥＢ 服务异步交互及组合研究［Ｊ］．计算机工程与科学，２０１３，３５（４）：２９⁃３６．

［３］ 周子健，刘冬梅．基于ＰＥＴＲＩ 网自动化构建ＢＰＥＬ 流程的ＳＭＶ 模型［Ｊ］．计算机与数字工程，２０２１，４９（１０）：２０６２⁃２０６８＋２１３２．

［４］ 张亚．服务组合ＢＰＥＬ 测试序列生成研究［Ｊ］．计算机科学，２０１７，４４（１）：２０３⁃２０７＋２２５．

作者简介：董天骄（１９８１—），本科，工程师，研究方向：计算机科学与技术。