CWMT:一种基于并发机制的弱变异测试加速技术

变异测试是一种基于故障的软件测试技术,广泛用来评估测试用例集的充分性与软件测试技术的有效性.尽管变异测试具有较强的故障检测能力,但由于变异体数量多与变异执行时间长导致了高昂的计算开销,限制了其在测试实践中的应用.已有研究从两个维度研究如何降低变异测试的计算开销:(1)变异体精简.通过不同策略减少变异体的数量,往往减弱变异测试的故障检测能力;(2)变异执行加速.通过优化变异测试的执行过程,缩短变异执行的时间.通过分析变异测试过程的特点,不难发现多个变异体之间存在大量重复执行的代码.本文从缩短变异测试执行时间的角度出发,提出了并发弱变异测试,通过并发控制和程序合成相结合的手段优化变异体的执行过程,减少变异体的执行开销.具体说来,并发弱变异测试融合了并发与弱变异两种变异执行的加速机制:并发机制通过共享某个程序块的不同变异体在变异位置之前的程序状态来缩短变异位置前的执行时间;弱变异机制通过比较源程序与变异体在变异位置之后的程序状态确定测试是否通过来缩短变异位置后的执行时间.采用12个C程序以经验研究的方式评估了所提方法的有效性和优化效率,分析了影响优化效率的因素,并比较了所提方法与传统变异测试、弱变异测试、并发变异测试等3种基线技术的性能.实验结果表明,本文提出的并发弱变异测试技术显著提升了变异测试的效率,即减少90％以上的编译时间和70％以上的执行时间.