[發(fā)明專利]一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法

在審

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• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113282495A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李必信;李淵;王璐璐;孔祥龍;廖力;周穎
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明公開了一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法，針對Java應(yīng)用程序構(gòu)建了二次故障定位算法，首先通過動態(tài)插樁技術(shù)獲取程序的執(zhí)行軌跡信息，對獲取的執(zhí)行軌跡信息進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)造出對應(yīng)的函數(shù)調(diào)用樹，在函數(shù)級別對故障進(jìn)行定位。然后對于可疑度高的函數(shù)，進(jìn)行語句塊級別的執(zhí)行軌跡獲取，構(gòu)建出語句塊的控制依賴圖，在語句塊級別進(jìn)行故障定位，輸出故障定位報告。與現(xiàn)有的故障定位方法相比，本發(fā)明方法操作簡單，故障定位效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)軟件自動化調(diào)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法。

背景技術(shù)

軟件開發(fā)過程中進(jìn)行充分全面的軟件測試對于提高軟件可靠性，減少軟件故障的發(fā)生有幫助。在進(jìn)行軟件測試過程中，故障定位是最耗時耗力的階段。需要故障定位人員進(jìn)行手工定位，這要求進(jìn)行故障定位的人員對軟件很熟悉，了解軟件的執(zhí)行流程與交互過程，即使這樣故障定位的過程也往往耗時耗力。相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，軟件開發(fā)廠商往往會將軟件開發(fā)、維護(hù)成本的40％～60％投入到軟件測試與故障定位和修復(fù)中。越到軟件開發(fā)的后期，進(jìn)行相關(guān)故障的定位和修復(fù)所花成本也越大，為了降低開發(fā)、維護(hù)成本，這就需要提高故障定位的效率，對于自動化故障定位方法的需求也越來越迫切。

目前在軟件故障定位領(lǐng)域中，根據(jù)故障的數(shù)量可分為單故障定位與多故障定位。單故障定位方法假設(shè)程序中只有一個故障，找到該故障后即可完成故障定位。這類方法考慮的情形簡單，方法實(shí)現(xiàn)較多故障定位方法簡單。在單故障的情形下，定位效果好，定位時間代價低。單故障定位方法主要可分為以下幾類：基于程序切片的故障定位方法、基于程序頻譜的故障定位方法、基于模型的故障定位方法。多故障定位比單故障定位更復(fù)雜，主要體現(xiàn)在故障數(shù)目未知，故障之間的相互疊加影響，往往需要進(jìn)行多次執(zhí)行，導(dǎo)致故障定位效率下降。目前故障定位算法研究主要集中在單故障定位領(lǐng)域。

自動化故障定位方法主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、簡化故障定位的中間過程，降低操作人員的使用要求。2、能夠提高故障定位的效率，降低軟件開發(fā)維護(hù)成本。自動化故障定位方法能夠根據(jù)執(zhí)行過程的不同，給出故障語句的可疑度排序報告，相關(guān)開發(fā)人員只需按可疑度由高到低順序來進(jìn)行相關(guān)代碼檢查即可，不再需要從頭到尾進(jìn)行檢查，提高了故障定位的效率。因此研究一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法，對于提高Java應(yīng)用程序的故障定位效率，有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法，通過動態(tài)插樁技術(shù)獲取Java程序運(yùn)行時的執(zhí)行軌跡信息，對軌跡信息進(jìn)行處理，采用二次故障定位的方式，分別計算出函數(shù)級別的可疑度值與語句塊級別的可疑度值，并按可疑度值由大到小進(jìn)行排序，給出相應(yīng)級別的故障定位報告。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于軌跡監(jiān)控的Java軟件故障定位方法，包括如下步驟：

步驟1)運(yùn)行待測的Java應(yīng)用程序，利用動態(tài)插樁工具向其中織入獲取函數(shù)級別軌跡信息記錄的代碼。輸入測試用例集合T＝{t₁,t₂,...,t_n}并執(zhí)行，獲得待測程序運(yùn)行時函數(shù)級別的執(zhí)行軌跡信息記錄集合S＝{s₁,s₂,.....,s_n}和測試用例的執(zhí)行結(jié)果集合R＝{r₁,r₂,...,r_n}。；

步驟2)對步驟1)中所獲得的S與R，進(jìn)行預(yù)處理，構(gòu)造出測試用例執(zhí)行成功的函數(shù)調(diào)用樹T_s與測試用例執(zhí)行失敗的函數(shù)調(diào)用樹T_f，對其進(jìn)行可疑度計算，函數(shù)按照可疑度從大到小進(jìn)行排序，輸出函數(shù)級別的故障定位報告；

步驟3)基于步驟2)中獲得的函數(shù)級別的故障定位報告，選擇可疑度高的函數(shù)，作為參數(shù)輸入到動態(tài)插樁工具中，動態(tài)插樁工具向待測程序中織入獲取語句塊級別軌跡信息記錄的代碼；