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Test d’intégration pour des systèmes à objets

Test d’intégration pour des systèmes à objets. Yves Le Traon yletraon@irisa.fr. Contexte. Réalisation d’une «  bonne  » stratégie : pour planifier l’intégration des systèmes à objets, le plus tôt possible dans le cycle de vie, en minimisant le coût du test. Test d’intégration. Objectif

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Test d’intégration pour des systèmes à objets

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Presentation Transcript

  1. Test d’intégration pour des systèmes à objets Yves Le Traon yletraon@irisa.fr

  2. Contexte • Réalisation d’une « bonne » stratégie : • pour planifier l’intégration des systèmes à objets, • le plus tôt possible dans le cycle de vie, • en minimisant le coût du test.

  3. Test d’intégration • Objectif • Vérifier l’interaction entre unités (méthode, classe ou package). • Difficultés principales de l’intégration • Interfaces floues (ex. ordre des paramètres de même type). • Implantation non conforme à la spécification (ex. dépendances entre unités non spécifiées). • Réutilisation d’unités (ex. risque d’utilisation hors domaine).

  4. Unité à tester Dépendance à tester Architecture de dépendances

  5. Intégration – Approches classiques • On obtient une architecture arborescente • SADT, SART, SAO (Aérospatiale) • Approches • Big-Bang : non recommandé • De haut en bas (top-down) • De bas en haut (bottom-up)

  6. Unité à tester Dépendance à tester Unité sous test Dépendance sous test Bouchon de test (stub) Dépendance simulée Unité testée Dépendance testée Approche classique : De haut en bas

  7. Unité à tester Dépendance à tester Unité sous test Dépendance sous test Unité testée Dépendance testée Approche classique : De bas en haut

  8. Analyse détaillée Analyse préliminaire « (de risque) » Conception V1 V2 Réalisation Validation Intégration (…) Cycle de vie en « spirale » Synergie avec approche par objets

  9. Test unitaire et d’intégration • Classiquement • Étapes séparées • Dans un cycle en spirale • Un composant unitaire ne peut pas être testé hors de son contexte d’exécution • > conséquence : test unitaire et test d’intégration sont des activités inséparables

  10. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • The problem domain: Use OO modeling for early Test Planning • Integration • deduced from UML models • to master integration cost and duration • Regression • separation of reusable tests from implementation • the test model must be refinable with design refinement stages.

  11. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • A OO test model must • be as simple as possible • easy to understand • limited to its purpose • catch all the information concerning test • test dependencies between components • from a rough to a precise level of detail • (class method) • determine design parts due to implementation choices • test cases reuse • test cases enhancement with system evolution Integration Regression

  12. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems Where to begin with ? How to organize test ? • Integration plan - What we have to deal with... problem interdependencies loops of dependencies between components into an architecture

  13. S pck1 pck2 pck4 pck3 Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • A simple solution, with constraints on the design • no loops in an architecture • often possible but local optimizations are not always optimal for the architecture but designing interdependent components may also be relevant • The solution presented here • takes any model • optimizes the way to deal with loops of interdependent components

  14. Interdépendance • Interdépendances • Cycle de dépendances • Composantes fortementconnexes (CFC) • Intégration • Big-Bang • Décomposer des CFCs – Utilisation de bouchons

  15. A CA A A C C C’ C B CB B B Bouchon spécifique Bouchon réaliste CFC Décomposition des CFCs – Bouchon • Bouchon : une unité qui • simule le comportement d’une unité • évite l’utilisation des services d’autres unités de la même CFC.

  16. C Test depends on C’ A stub Test depends on B Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems Integration Testing • Based on a TDG, how to order components ? • Minimizing the number of stubs • realistic stub => dedicated simulator, « old component » C’ stub simulates the behavior of C when A and B are tested

  17. C Test depends on Test depends on Test depends on C’ A A B stub Test depends on C’’ B stub Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • Minimizing the number of stubs • specific stub => deterministic component behavior A stub for A and a stub for B

  18. Problème de test d’intégration • Modéliser la structure de dépendances • Décomposer des composantes fortement connexes en minimisant le coût de création des bouchons • Planifier le test.

  19. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems The Test Dependency Graph preliminary modeling inheritance • Two basic types of test dependencies client/provider Contractual dependencies = • specified in the public part of classes • included in the body of internal methods Implementation dependencies = not contractual ones

  20. A A Class A Class node A … mA1(…) ... A mA1 Method mA1 in Class A Method node in a class node Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems The Test Dependency Graph preliminary modeling 2 types of nodes • class node • method node

  21. Semantic of a directed edge A is test dependent from B A B Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems The Test Dependency Graph preliminary modeling 3 types of edges • class_to_class • method_to_class • method_to_method …

  22. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems Method_to_class A ... +mA1(...v1: B...) … mA2(…v: A…) ... B A mA1 mA2 refinement Method_to_method A +mA1(...v: B...) {… v.mB1 …} +mA2(...v: A...) {… v.mA1 …} B A mB1 mA1 mA2 … an action language (ASL/OCL) code level

  23. B A A C B C association class A A A A Interface Name B A B B B B inheritance Interfaces dependency navigability A A B B association Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems Class-to-class A A B B aggregation composition

  24. Modélisation statique 1/2 B A B A A A Une classe Un nœud A A A A A A A A A A B B B B B B B B B B

  25. Modélisation statique 2/2 A A B B A A B B B A A B T A AB «bind» A A A <B> B B B B

  26. Modélisation dynamique A C A C A C A C B B B B A «abstract» BA A F et E CA F E DA B C D

  27. Éliminer les doublons A A A A B B B B A A A A B B B B

  28. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems pD1 D E D - pD1(v1:E, v2 : F) A E +mA1(v1: C) {….} #pA1(…) {…} A F F pA1 C C mA1 B +mB1(v1: C) … -pB1(v: C) -pB2(v: G) …. #redefine pA1 {…} H B pA1 mB1 pB1 G G H pB2 Implementation dependency Client contractual dependency Inheritance contractual dependency

  29. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems D pD1 E A F A pA1 C mA1 mA1 D Delete non-reusable part B B pA1 mB1 C mB1 pB1 G H pB2 Contractual graph Implementation-dependent graph

  30. Loss of information B A A B Problem : Not a classical graph mB1 mA1 mB2 mA2 class-to-class graph mB3 Preliminary test dependency graph solution 1 solution 2 A mA1 B homomorphism mA2 mB2 mB1 mB3 mixed classes and methods graph No loss of information Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems Normalization rules

  31. a f b i g e c j h d k l Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • An efficient strategy (1) Optimal ordering => NP-complete complexity = n!

  32. a f b i g e c j h d Determination and ordering of connected components k l Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems a B f • An efficient strategy (2) Tarjan’s algorithm b i g e c j h d k l A C [(e) or C] then [A or B] then [(a)] Complexity linear with #nodes

  33. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems 5 f Bourdoncle’s algorithm • An efficient strategy (3) f i 4 i Candidate node = # max(fronds) g j 3 j g h h 2 1 B [(e) or C] then [A or B] then [(a)] Break the connected component Reapply Tarjan [l, k] [c, b, d] [g, h, j, i, f]

  34. a c i b j f e h l Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • Result = a partial ordered tree • all possible strategies g Optimized algorithm d #specific stubs = 4 #realistic stubs = 3 Random selection k #specific stubs = 9.9 Partial ordered tree #realistic stubs = 5

  35. D F H I J G Exo • Plan de test d’intégration pour : A E C B

  36. Cases Studies • SMDS • Telecommunication Switching System: Switched Multimegabits Data Service • running on top of connected networks such as the Broadband Integrated Service Digital Network (B-ISDN) • based on the asynchronous transfer mode (ATM). • 22 Kloc • Gnu Eiffel Compiler • open-source Eiffel compiler • 70 Kloc of Eiffel code • (http://SmallEiffel.loria.fr)

  37. Case study SMDS UML diagram

  38. Case study SMDS Test Dependency Graph

  39. SMDS realistic stubs

  40. Gnu Eiffel Compiler

  41. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems A comparison with • 4 strategies • RC : Random Components selection • MC : Most Used Components • RT : Random Thread of Dependencies • MT : Most Used Components Threads of Dependencies (intuitive integration) 100 000 times for random strategies

  42. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • Specific stubs 60 48 47 50 39 38 36 40 34 Min 28 27 26 26 26 30 #stubs 25 Mean 20 20 20 Max 20 10 0 RC MC RT MT Optim. Strategies

  43. Efficient Strategies for Integration and Regression Testing of OO Systems • Realistic stubs 35 30 29 30 27 25 24 25 21 Min 18 19 19 19 19 20 #stubs Mean 13 15 Max 9 9 9 10 5 0 RC MC RT MT Optim. Strategies

  44. Specific stubs counting Realistic stubs counting 60 48 47 50 30 27 29 30 39 38 25 36 24 40 34 21 19 19 26 28 25 18 27 #stubs 20 30 #stubs 13 SMDS case study 20 20 9 10 10 0 0 RC MC RT MT Optim. RC MC RT MT Optim. Min Mean 100 46 85 Max 87 50 43 80 63 63 40 35 34 GNU Eiffel case study 32 60 25 28 30 40 38 #stubs 34 25 22 22 #stubs 28 40 27 27 20 17 20 9 10 0 0 RC MC RT MT Optim. RC MC RT MT Optim. Results summary

  45. Variantes possibles • Mixte Big-Bang/Incrémental strict • Planifier aussi le contexte dont on dépend (Pascale Thévenod)

  46. Subsystem that can be integrated in one block (would need at least 1 stub) Remaining part of the system

  47. D F H I J G • Mixte Big-Bang/incrémental strict A E C B

  48. F H I J G Mixte Big-Bang/incrémental strict • 3 classes par composante : problème NP-complet … encore ! D A E C B

  49. J Mixte Big-Bang/incrémental strict • 6 classes par composante D A E C F B H I G

  50. Taille max SCC 1 5 SMDS, 37 classes, 72 connects 9 9 SmallEiffel, 104 classes, 140 connects 1 1 InterViews, 146 classes, 419 connects 6 3 Pylon, 50 classes, 133 connects 3 1 Java, 588 classes, 1935 connects 7 6 Swing, 694 classes, 3819 connects 14 1 Mixte Big-Bang/incrémental strict

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