1 概述
面向服务架构(Service Oriented Architecture, SOA)是一种分布式的计算架构模式，具有天然的松耦合特性，使服务的可替换性、可复用性成为可能。而且，通过对服务的编排，企业可以轻松地开发企业级业务流程，实现更加复杂的业务功能。因此，SOA被越来越多的大型企业所采用。如何对大型企业中的SOA进行测试成为研究热点，为此，本文提出一种基于业务数据的大型企业SOA测试方法。
2 SOA 测试分析
2.1 SOA 测试的困难性
与传统软件系统相比，SOA的松耦合特性会为测试工作带来一系列的困难，主要体现在以下3 个方面：
(1)对于服务的使用方来说，服务的内部实现机制是不可见的。因此，服务的演化发展过程也超出了服务使用方可控的范围。传统的白盒测试只可能由服务提供方来实施，而服务的使用方只有在服务运行态下才能获知服务质量。
(2)SOA 的另一个重要特性是服务的动态绑定。动态绑定会导致被测系统在运行时发生变化，从而导致已有的测试结果失效，增加了回归测试的工作量。
(3)在通过服务编排实现的业务流程中，集成后的流程测试是SOA 测试的最大难题。即便单个服务已经通过了测试，串联之后的业务流程仍有可能出现问题。另一方面，流程测试的充分性也很难做到。
2.2 SOA 测试的研究现状
文献[2-3]将SOA 的服务测试技术的研究分为3 个阶段：
(1)第1 阶段：关注企业内部的测试。主要测试服务的基本功能，如功能正确性、SOAP 消息和WSDL 描述等。
(2)第2 阶段：关注面向服务的特征，主要测试服务的发布、查找和绑定3 种行为的能力，以及服务间的异步通信问题和服务质量问题。
(3)第3 阶段：关注服务的动态特性和集成的总体测试，如服务组合测试和版本测试。
从国内外的研究与应用情况来看，目前关于SOA 测试的研究内容和研究成果可分为3 类：
(1)对服务协议、服务状态的测试，例如文献[2]对Web服务测试的理论和方法进行了综述。
(2)采用自动化生成的测试用例来对SOA 系统进行测试，例如，文献[4]提出了基于测试用例生成器和仿真客户端来测试SOA 系统，文献[5]提出了生成基于XML 语言的测试用例文档的方法。
(3)自动化测试工具的研究，例如文献[6]提出使用自动化测试引擎对服务进行测试，文献[7]对Web 服务注错测试工具进行了研究。
从上述论述可以看出，目前SOA 测试的理论研究、应用和测试工具多停留在对服务协议本身或单个服务测试的层面上，对集成后的业务流程测试则考虑较少。自动化测试工具多采用某种规则生成测试用例，使用真实数据作为测试用例输入的较少。
3 基于业务数据的大型企业SOA 测试方法
3.1 基本思想
大型企业中的SOA 系统更应该注重集成测试和业务流程测试。笔者认为，基于历史真实业务数据的测试方法是在大型企业SOA 系统中行之有效的测试方法，理由如下：
(1)业务的本质就是数据。大多数业务操作，实际上就是对业务数据的修改，因此，基于历史真实业务数据的测试就成为测试服务功能正确性的直接入口。
(2)业务流程的分支本质上是由数据不同造成的，因此，保证足够的真实数据测试样本，就能最大限度地接近全覆盖测试。
(3)真实数据可能出现的问题要远远多于测试人员主观想象的范围。因此，有必要使用真实数据进行测试。
(4)在大型企业中，需要做纵向的数据一致性(即一定时间区间内的数据总和)校验。使用历史真实的数据进行测试，可以利用历史报表对数据进行比对。
(5)大型企业的信息化建设起步相对较早，一般都已经建设了信息系统，因此，具有一定的业务数据储备量，可以支持基于数据的测试。
3.2 案例分析
在基于数据的测试方法中，最重要的工作是准备测试数据和测试用例，为了能较清晰地阐述基于业务数据的测试步骤，本文采用案例分析的方式加以描述。
案例说明：某大型企业A 选择了SOA 作为其信息化建设架构，企业系统架构如图1 所示。
图1 企业A 的SOA 系统架构
综合统计系统是企业A 的报表处理及数据分析系统，所有关键的业务数据都会准实时地同步到综合统计系统中，以便为企业管理者提供决策支持服务。企业A 开发了一个大宗订单处理流程，如图2 所示。
图2 企业A 的大宗订单处理流程
该流程是一个进存销类企业中常见的业务流程，涉及到合同管理系统、库存管理系统、采购管理系统、财务系统等。该业务流程的起点是合同录入，后续环节根据起点环节输入的数据自动流转，非常适合使用基于历史真实数据的测试方法进行测试。本案例中的一个测试用例如表1 所示。
表1 服务流程测试用例
操作步骤如下：
(1)明确业务场景。场景是对用户行为的描述，大多数业务可以由若干个场景来描述。基于场景组织测试用例，可以提高测试用例的覆盖程度，也是常规测试中的必要步骤。
在理想情况下，应该根据被测试对象(单个服务或是业务流程)的业务特征枚举出所有的场景。但在复杂的业务流程中，业务场景的数量有时会出现组合爆炸的情况。此时，应按照出现概率对业务场景进行排序，选出主要的业务场景进行优先处理。
(2)准备测试数据。针对上一个步骤分析出的主要业务场景列表，可以从历史真实数据中为每种场景找出数据样本。数据样本从旧系统的数据库中根据条件查询可得。需要注意的是，由于企业中的新旧系统交替，历史数据的数据结构以及质量可能不完全满足新系统输入的需要，需要一些SQL语句对数据的结构进行转换，并进行去空格、去乱码等数据清洗工作。样本的选择还应该具有普遍的统计性。如果历史库中有2006 年、2007 年、2008 年这3 年的数据，则应该从每一年的数据中选择一些。避免集中在某个时间段中选取样本，以提高缺陷暴露的可能性。
对于不属于主要业务场景的小概率业务场景，可采用时间覆盖的方式，即从历史数据库中选择一段连续时间内的数据作为输入样本(例如可选择连续3 个月的数据)，以提高测试的覆盖度。
另外，在流程集成测试和压力测试的过程中，还需要做纵向数据一致性校验。在本案例中，可以选择某一个历史统计月份的所有订单数据作为输入，将综合统计系统生成的订单月报表和订单财务报表与历史已有报表进行比对。
(3)编制输入/输出表。本步骤的主要工作是根据每组测试数据样本，编制输入/输出对比表，以便能够校验测试用例的输出结果是否正确。在通过服务编排实现的业务流程中，需要对每个服务执行后的数据结果进行检查。
编制输入/输出表的工作可以交给客户，或者在客户监督下完成。具体操作是：针对每组业务输入数据，按照业务逻辑进行转换，得出其应该输出的结果。在实际测试过程中可以借助Excel 宏等编程工具，来减少数据计算中的工作量。
(4)编写自动化脚本。自动化脚本主要有3 个功能：1)根据输入数据列表，模拟客户端发起服务请求；2)自动获取服务输出以及测试用例中的输入/输出列表，并自动对比测试结果；3)如果发现不一致，自动报告问题。
(5)运行测试用例。上述步骤都准备完成之后，就可以使用自动化测试脚本完成测试了。如果系统的状态发生了改变，使用自动化测试脚本进行回归测试即可。
3.3 测试方法评价
基于历史真实业务数据的测试方法具有如下优点：(1)易操作。在复杂业务环境的测试过程中，由于业务数据的内在关联性，编制模拟测试数据往往具有很高的难度。本测试方法的步骤具有较强的可操作性，适合于在大型企业的SOA 系统实施项目中应用。
(2)测试覆盖度高。使用模拟数据的测试方法中，由于测试人员对于业务过程的主观认识的局限性，制造的数据往往千篇一律，很难覆盖到所有方面；而使用真实业务数据的测试则使测试过程最大限度地接近系统真实运行环境，测试覆盖度高。
(3)缺陷暴露率高。在使用模拟数据的测试方法中，由于模拟数据本身的业务性差，因此测试人员很难得知服务处理业务数据的过程是否正确。而在使用真实数据的测试方法中，由于输入/输出对比表中的输出都是已有而合理的，因此可以反向暴露出更多的服务处理逻辑缺陷。
但本文测试方法的局限性也较为明显，例如：
(1)需要对历史的真实业务数据进行提取和处理，对测试人员的业务能力要求较高。
(2)没有解决SOA 测试中缺陷定位的难题。
(3)不适用于需要人工参与的业务流程测试，例如审批类型的业务流程。为了对人机交互类型的服务实现自动测试，还需要额外开发模拟人工处理的功能。
4 结束语
本文在分析现有SOA 测试方法的基础上，提出一种面向业务数据的大型企业SOA 测试方法，在企业级SOA 系统开发中具有较高的可操作性。由于本文方法需要历史真实数据的支撑，因此更适用于大型企业的信息系统升级改造过程。下一步将对自动化测试工具、自动化数据比对工具、测试缺陷自动定位等问题进行研究。
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本文标题：基于业务数据的大型企业SOA测试方法
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