基于ＢＰＥＬ的Ｗｅｂ服務組合測試路徑生成

摘要：文章以更好地實現服務組合測試為目標，提出基于BPEL的Web服務組合測試路徑生成方法。首先將應用于描述BPEL流程的模型WFDAG，通過DAG對Web服務工作流進行建模，有效保證數據流測試路徑的生成。然后以此為基礎應用擴展后的分析方法，并采取覆蓋原則ALL-USES進行數據流測試。最后以變量信息為指標分析所構建的WFDAG模型，從而獲取符合所有既定數據流標準的測試路徑。

關鍵詞：BPEL；Web服務組合；測試路徑生成；WFDAG

中圖法分類號：TP393 文獻標識碼：A

１ 引言

ＢＰＥＬ 能夠使當前基礎的Ｗｅｂ 服務根據特定的應用邏輯構成特性更加復雜的業務集合，實現服務的重復應用與價值提升［１］ 。但其復雜性會對服務組合測試造成較大的影響。實現服務組合測試需與測試用例相結合，通過測試路徑生成測試用例［２］ 。基于數據流覆蓋的測試原則保證服務組合的正確性是當前最直接、有效的方式，其主要是對某設定的輸入獲取對應期望輸出［３］ ，同時利用某些變量的定義完成輸入、輸出間的關聯，該方法具有較為直觀的呈現結果。當前，國內外針對數據流相關測試標準方面開展的試驗工作尚少［４］ 。所以，為解決基于ＢＰＥＬ 的服務組合測試路徑生成中存在的問題，需要先提出生成測試路徑的方法，以獲取符合所有既定數據流標準的測試路徑。

２ ＢＰＥＬ 與Ｗｅｂ 服務組合

２．１ ＢＰＥＬ

ＢＰＥＬ（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）是結合業務流程與Ｗｅｂ 服務組合的一種業務流程執行語言，其是以ＸＭＬ 的流程描述語言為基礎的一種強有力工具，可為Ｗｅｂ 服務技術提供支持。ＢＰＥＬ 可實現業務流程結構的規范化處理以及Ｗｅｂ 服務的開發，依賴于ＷＳＤＬ 規范且全部需要的外部資源均被稱為ＷＳＤＬ 服務，能夠對流程內的數據進行管理，以提高其傳輸有效性，同時還能夠實現生命周期管理的優化，提升管理效率。

２．２ Ｗｅｂ 服務組合

Ｗｅｂ 服務組合是通過輕量級服務構建復雜性服務，實現服務體系的整體規范化、系統化、綜合化，其具有實踐性，為企業服務自動化奠定了基礎。其中，輕量級服務表示規模小、簡單易操作的任務功能，復雜性服務表示構建功能較全或針對用戶需求制定的服務，可最大程度地滿足用戶需要。在輕量級服務過渡至復雜性服務時，需要對所有Ｗｅｂ 服務進行連接，以構建一個統一的整體，從而提升企業管理效率。

３ Ｗｅｂ 服務工作流建模

ＷＦＤＡＧ （ Ｗｏｒｋ Ｆｌｏｗ ＤＡＧ） 基于有向無環圖（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ， ＤＡＧ）增加了對ＢＰＥＬ 并發控制與同步依賴關系的處理并統計了相關數據，以便開展數據流分析，從而獲得測試路徑。ＤＡＧ 為一個無環的有向圖，被廣泛應用于描述業務邏輯，其具有簡單、直觀等優勢，因此，通過ＤＡＧ 對Ｗｅｂ 服務工作流進行建模，ＷＦＤＡＧ 構成如下。

３．１ 開始節點和結束節點

整體工作流的入、出口點分別通過開始、結束節點表示。二者分別負責統計整體工作流的輸入參數列表和返回值。在ＷＦＤＡＧ 中將開始和結束節點表示為２ 個特殊的節點，開始、結束節點分別通過Ｓ，Ｅ描述，具體見圖１。

３．２ 活動和連接

如圖１ 所示，小寫字母為ＷＦＤＡＧ 內除開始、結束節點外的節點，表示一個活動，指的是某一Ｗｅｂ 服務的一項具體操作；一條有向弧段表示一個連接，負責連接２ 個相鄰的活動，描述了活動間的運行順序，且儲存２ 個相鄰Ｗｅｂ 服務輸入與輸出的匹配關系。

３．３ 有效性

為實現有效、正確的解析，要求ＷＦＤＡＧ 設計必須遵循以下要求： （１） ＷＦＤＡＧ 內不存在環； （２）ＷＦＤＡＧ 之外無孤立活動；（３）所有連接表示參數匹配，兩端的參數類型一致。

３．４ ＷＦＤＡＧ 的遍歷及ＢＰＥＬ 文檔的生成

該模型的核心算法主要包括有效性檢驗、ＷＦＤＡＧ 的遍歷２ 部分。在有效性檢驗方面，主要對ＷＦＤＡＧ 是否存在環進行判斷，而通過ＤＡＧ 構建Ｗｅｂ服務工作流模型的重點為ＷＦＤＡＧ 的遍歷算法，其過程如下。由于ＷＦＤＡＧ 表示的是Ｗｅｂ 服務工作流的業務流程，對其所有節點的訪問次序表示為工作流的業務邏輯，即遍歷路徑不隨機且須從開始節點展開開始遍歷，因此工作流中的服務之間存在一種依賴關系。例如，隨機相鄰的２ 個Ｗｅｂ 服務ａ 與ｂ 的連接方向若為ａ 指向ｂ，則ｂ 依賴于ａ，主要原因是ｂ 可以有效執行的基礎是ａ 已經完成執行且將ａ 的返回結果指配給ｂ。基于這種依賴關系，采取的遍歷算法稱為基于依賴的遍歷方式，需要通過Ｖｉｓｉｔｏｒ 設計模式對ＷＦＤＡＧ 進行設計，并對節點進行具體的訪問操作，即將生成ＢＰＥＬ 的元素封裝至Ｖｉｓｉｔｏｒ 接口的實現類中，

通過實現Ｖｉｓｉｔｏｒ 的具體類來生成ＢＰＥＬ 文檔的各個部分。

４ 測試路徑生成

４．１ 擴展傳統的數據流分析方法

本文采用基于有向無環圖的可抵達定義分析法，并應用ＡＬＬ?ＵＳＥＳ 的覆蓋準則（即測試路徑覆蓋所有定義?使用對）。已知傳統的可抵達定義計算公式如下：

５ 結束語

針對基于ＢＰＥＬ 的Ｗｅｂ 服務組合的測試路徑生成問題，先對ＢＰＥＬ 流程建模，獲取相關變量信息并構建可擴展的有向無環圖ＷＦＤＡＧ 模型，并以此為基礎按照ＡＬＬ?ＵＳＥＳ 準則進行測試，得出服務組合符合ＡＬＬ?ＵＳＥＳ 的測試路徑。未來還可以通過在建模方法的核心結構中加入復雜語法、驗證ＢＰＥＬ 流程中數據流的屬性等方式對本文方法展開進一步的研究。

參考文獻：

［１］ 徐克圣，王蘭．基于ＢＰＥＬ 的ＷＥＢ 服務組合測試路徑生成［Ｊ］．大連交通大學學報，２０２０，４１（２）：９４?９９．

［２］ 鐵威，黃志球，王進．基于ＢＰＥＬ 的ＲＥＳＴＦＵＬ ＷＥＢ 服務異步交互及組合研究［Ｊ］．計算機工程與科學，２０１３，３５（４）：２９?３６．

［３］ 周子健，劉冬梅．基于ＰＥＴＲＩ 網自動化構建ＢＰＥＬ 流程的ＳＭＶ 模型［Ｊ］．計算機與數字工程，２０２１，４９（１０）：２０６２?２０６８＋２１３２．

［４］ 張亞．服務組合ＢＰＥＬ 測試序列生成研究［Ｊ］．計算機科學，２０１７，４４（１）：２０３?２０７＋２２５．

作者簡介：董天驕（１９８１—），本科，工程師，研究方向：計算機科學與技術。