Тестирование в Microsoft SQL Server

1. Тестирование вMicrosoftSQL Server Катерина Симонова Разработчик отдела тестированияMicrosoft SQL Server Redmond, WA, USA

2. Содержание • Немного о продукте Microsoft SQL Server • Структура организации Microsoft SQL Server • Процесс тестирования • Инновации в процессе тестирования • Разработка тестов • Исполнение тестов

3. MS SQL Server • Высокопроизводительная СУБД • Преимущества MS SQL Server • Легкость в настройке и сопровождении • Отказоустойчивость и надежность • Основные конкуренты • Oracle • IBM DB2 • MySQL • http://www.microsoft.com/sqlserver/en/us/product-info/competitor-compare.aspx

4. Организация MS SQL Server • ~1200 человек • Основные группы: • SQL Engine (~250 человек) • Data Programmability & Manageability • Business Intelligence • Data Warehousing • Группа поддержки и сопровождения (Central Services)

5. Кадровый состав • Основные позиции • SDET – Software Development Engineer in Test • PM – Program Manager • SDE – Software Development Engineer • Соотношение количества SDE к SDET ~ 1:1

6. SQL Server engine Language Processing (Parse/Bind, Statement/Batch Execution) Utilities (DBCC, Backup/Restore, BCP, …) Query Optimization (Plan Generation, Statistics, Costing) Query Execution (Query Operators, Memory Grants, Parallelism) Storage Engine (Access Methods, Database Page Cache, Locking, Transactions, …) SQLOS (Schedulers, Buffer Pool, Memory Management, Synchronization Primitives)

7. Карьера SDET • Карьерный рост • Формальная лестница уровней и рангов • Lead vs. Individual Contributor • Senior SDET (Test architect, консультант) • Мотивация • Развитие и рост • Интересные проекты • Бюджет на тренинги (~5% времени ~ 1 неделя в год) • Оценка по результатам • Свободный график • Performance reviews • Peer reviews • Ценности • Многообразие опыта и идей - diversity

8. Важность тестирования • Почему тестирование для нас так важно? • Почему мы можем делиться опытом?

9. Задачи SDET • Поддержка существующих версий продукта: • Тестирование Service Packs \ Cumulative Updates • Работа над новыми версиями: • Участие в Virtual Team • Тестирование новой функциональности • Планирование • Разработка тестовых спецификаций, участие в дизайне и создании функциональных спецификаций • Формулирование требований к тестируемости • Разработка тестов • Прогон тестов • Принятие решения о готовности проекта • Сопровождение тестов

10. Типы тестирования • Функциональное тестирование (Functional) • Нагрузочное тестирование (Stress) • Тестирование производительности и масштабируемости (Performance and scalability)

11. Идеология тестирования • Тесты создаются измногократно используемых компонентов • Готовые сценарии запускаются и проверяются автоматически

12. Инновации в тестировании • Разработка тестов • Разделение тестового кода на компоненты • Автоматическая генерация тестов • “Умная” проверка • Оснащение продукта необходимыми средствами эффективного тестирования • Создание инструментов для эффективного исполнения и проверки тестов • SQL Dumper • AutoVerify

13. Разработка тестов • Статические тесты Недостатки • Сложность сопровождения • Неполное покрытие кода • Динамические тесты • Тестирование на основе модели • Создание библиотеки общих компонентов

14. Пример статического тестаСоздание индекса • CREATE TABLE table … • INSERT INTO table … • CREATECLUSTERED INDEX index ON table … • Проверка мета-данных • DBCC CHECKDB … • DROP INDEX index • Повторная проверка мета-данных • DROP TABLE table

15. Динамический тест:pipeline Cluster \ Non-cluster, Column Schema Data Gen Create Table Insert Create Index Проверка мета-данных Auto File Diff results DBCC

16. Библиотека компонентов Каждый компонент • Узко специализирован • Разрабатывается экспертом на основе глубоких знаний о работе подсистемы сервера • Удовлетворяет требованиям, предъявляемым к коду продукта • Соответствие принятым стандартам разработкикода • Соответствие принятым процессам в организации • Branches \ Builds

17. Верификация • Проверка на основе контрольной суммы • Изменение в коде приводит к массивным ошибкам в тестах • “Умная” проверка • Использовать “свидетеля” для сравнения результатов • Проверять только то, что точно определено и фиксировано

18. Тестирование на основе модели • Модель • Описывает возможные действия по отношению к системе • Transaction operations: begin tran, commit, rollback, savepoint etc. • DDL • DML • Описывается как граф переходов из одного состояния в другое • с использованием аннотаций для описания pre-conditions • Конфигурируема и принимает параметры • Число потоков • Типы нагрузки и команд • ... • Движок модели случайным образом проходит по графу

19. Статические и динамические тесты • Статические тесты + Легки в создании + Гарантируют выполнение определенных сценариев - Сложны в поддержке и понимании -Предоставляют ограниченное покрытие кода (code coverage) • Динамические тесты + Существенно расширяют покрытие кода - Не гарантируют покрытия кода - Требуютначальное время на изучение (learning curve) - Сложны для анализа проблем

20. Инструментарий (Supportability) • Стандартные инструменты мониторинга внутреннего состояния сервера, доступные клиентам • DMVs • Catalog Views \ System Tables \ stored procedures • Server log (ERRORLOG) • Memory dumps • Windows Event log • XEvents \ SQL Trace events

21. Инструментирование продукта для тестирования • Не все критические сценарии можно гарантировано достичь без контроля над исполнением кода • Инструментирование продукта (testability hooks) позволяет контролировать выполнение определенной последовательности операций

22. Trace flags • Изменяют поведение продукта требуемым образом • Включают \ выключают определенный функционал • Обеспечивают замедленное выполнение определенных методов \ добавляют паузу • Имитируют server crash • Включают расширенную диагностику • Типы trace flags • Документированные –для клиентов • Недокументированные – для внутреннего тестирования / CSS • Только для тестирования

23. XEvents • SQL Extended Events – события, генерируемые сервером при исполнении определенного кода • Появились в SQL Server 2008 • Обработка событий пользователем • Записывать события в файл • Назначить Synchronous Target • Sleep • Abort thread • Abort transaction • Kill server • Associate callback function

24. XEvents • Особенности XEvents • Не изменяют функциональность • Легковесны – не влияют на производительность • Пользователь может привязать определенное действие к любому Xevent -встроенное или тестовое

25. Использование XEventsдля проверки устойчивости к сбоям • 2-phase commit 1. Будь готов! Участник 1 Менеджер транзакций 3. Commit 2. Всегда готов! 1. Будь готов! 2. Всегда готов! Участник 2 3. Commit

26. Использование XEventsдля проверки устойчивости к сбоям XEvent -> Kill Server 1. Будь готов Участник 1 Менеджер транзакций 3. Rollback 2. Всегда готов 1. Будь готов 2. Всегда готов Участник 2 3. Rollback

27. Инструменты для тестирования • Stackhasher • Проверяет обработку исключений на сервере • Вызывает определенные действия в каждом возможном stack trace • Simulated exceptions • Out-of-resource errors • Interrupts (control-C) • Fuzzing • Проверяет работу сервера с некорректными и случайными входными данными • Programming interfaces • SQL statements • File formats • Network protocols

28. Автоматизация тестирования • Все тесты автоматизированы • Тысячи машин различной архитектуры для разного типа тестирования • Отдельная группа (Central services), ответственная за обеспечение работоспособности всей инфраструктуры

29. Цикл исполнения тестов Запустить тесты • Система запуска тестов: • OS \ Архитектура • SQL Version:Branch \ Build • Test store • Система исполнения тестов: • Выбор машины • Установка ОС \ SQL Server • Запуск тестов Health monitor AutoVerify: Анализ сбоев и обработка результатов

30. Автоматизация тестирования • Система мониторинга • Управляет запуском тестов и следит за ходом их выполнения • При обнаружении сбоев создает отчет о всех обнаруженных сбоях и ошибках

31. AutoVerify • Автоматически создает отчет об ошибках (file bug) • Анализирует проблему по Call Stack • Просматривает базу существующих проблем,выясняя известна ли текущая проблема • Назначает новый баг соответствующему разработчику • Собирает достаточно отладочной информации для оффлайн-анализа проблемы

32. AutoVerify • Расширяемая архитектура • Изначально использовался только для asserts \ AVs • Сейчас используется при обнаружении повреждения данных, ошибках в стресс-тестах, функциональных ошибках • За последние 3 года • Проанализировано ~267000 проблем; создано ~16000 багов;сэкономлено ~30000 человеко-часов • ~50% багов при функциональном тестировании создано автоматически • ~90% багов при стресс-тестировании создано автоматически • Патент

33. SQL Dumper • Вызывается в случае ошибки сегментации (Access Violation) или assert и создает файл дампа памяти (*.mdmp) • Собирает информацию об объектах из оперативной памяти, необходимую для offline-отладки • С клиентских машин информация о сбоях автоматически отправляется в Microsoft программой Watson (при согласии клиента)

34. Заключение • Тестирование – серьезная дисциплина, которой должно уделяться должное внимание ещё на этапе проектирования программного продукта • Автоматизация тестирования сокращает затраты организации на разработку ПО • Множество интересных задач • Динамическая генерация тестов • Повышение эффективности работы отдела тестирования • Поддержание существующего кода • Разработка нового кода • Эффективное исполнение тестов

35. Спасибо! • О докладчике • Образование • СУНЦ УрГУ • УГТУ-УПИ, РТФ, инженер • University of Vermont, MS in Computer Science • C 2007 года – Microsoft, SDET SQL Server • email: KateSi@microsoft.com