微软的软件测试方法2.doc

微软的软件测试方法（二）我 在前一篇“微软的软件测试方法”中介绍了微软的两类基本测试方法，其基本思想大家应该是比较熟悉的，因为它们还只是传统的软件测试方法的综合。所以单从形 式上，它并没有体现出对传统框架的突破。但是从另一个层面来考察微软软件测试时，你会对一些基本的事实感到惊讶。比如，“微软的测试人员和开发人员数量大 致相等或略多”，“微软的产品成本中测试大约占40%以上”等等。人们会有疑问，仅仅是作为功能验证和搜寻Bug的测试能消耗这么大量的资源吗？有必要付出如此大的代价吗？应该有理由相信，微软作为一个软件企业，其每一份投入都是有意义的，因此也可断定微软在软件测试方面的努力一定超出传统测试方法的范畴。历史回顾 为了更好的理解微软件测试在方法和理念上的突破，我想首先回顾一下软件开发和软件测试的发展历史，并从中揭示其必然性。Edward Kit 在他的畅销书“Software Testing In The Real World : Improving The Process（1995， ISBN: 0201877562）”中将整个软件开发历史分为三个阶段： 第一个阶段是60年代及其以前，那时软件规模都很小、复杂程度低，软件开发的过程随意。开发人员的Debug过程被认为是唯一的测试活动。其实这并不是现代意义上的软件测试，当然一阶段也还没有专门测试人员的出现。 第二个阶段是70年代，这个阶段开发的软件仍然不复杂，但人们已开始思考开发流程问题，并提出“软件工程Software Engineering”的概念。但是这一阶段人们对软件测试的理解仅限于基本的功能验证和Bug搜寻，而且测试活动仅出现在整个软件开发流程的后期，虽然测试由专门的测试人员来承担，但测试人员都是行业和软件专业的入门新手。 第三个阶段是80年代及其以后，软件和IT行业进入了大发展。软件趋向大型化。与之相应，人们为软件开发设计了各种复杂而精密的流程和管理方法（比如CMM和MSF），并将“质量”的概念融入其中。软件测试已有了行业标准（IEEE/ANSI ），它再也不是一个一次性的，而且只是开发后期的活动，而是与整个开发流程融合成一体。软件测试已成为一个专业，需要运用专门的方法和手段，需要专门人才和专家来承担。测试与开发的融合 在这一历史发展过程中，最值得注意的是测试与开发流程融合的趋势。人们对这种融合也许并不陌生。比如测试活动的早期展开，让测试人员参与用户需求的验证， 参加功能设计和实施设计的审核。再比如测试人员与开发人员的密切合作，随着开发进展而逐步实施单元测试、模块功能测试和系统整合测试。的确这些都是测试与 开发融合的表现形式，而且初期的融合也只反映在这个层次上。90年 代以后，软件的规模和复杂程度迅速提高，这种形式上的融合也迅速走向更深层次，更具实际意义。具体地说这种融合就是整个软件开发活动对测试的依赖性。传统 上认为，只有软件的质量控制依赖于测试，但是现代软件开发的实践证明，不仅软件的质量控制依赖于测试，开发本身离开测试也将无法推进，项目管理离开了测试 也从根本上失去了依据。在微软，测试的确有这样的地位和作用。这就是为什么微软在软件测试上有如此大的投入。开发对测试的依赖现代软件开发，特别是大型软件开发通常会遇到以下两个问题：（1） 在开发初期，如何能够展开大规模团队，群体齐头并进，而同时保持开发的有序性。从而有效利用资源，缩短开发周期。（2） 在开发后期，如何解决深层次的Bug，如何面对设计更改，而能够保证产品的质量不出现或少出现回落。 对于小型简单的软件，这两个问题也存在，但不突出，而且容易解决。但对于复杂的大型软件的开发，这两个问题常常会成为难以逾越的障碍。 通常大型项目的功能丰富，但架构、层次也会相当复杂。稳妥的开发方式是，一次投入少量的人员，逐层开发，逐层稳定。但这种方式显然资源利用率低，开发周期长，不能满足现代软件和IT行业高速发展、瞬息万变的需要。因此大型项目需要大型团队。在微软，产品开发团队（主要包括开发、测试和项目管理）一般都有百人以上规模，有些产品甚至上几千人（Windows2000的开发部门曾有3000多 人）。这样大规模的人力资源作用在一个动态的，内部相互联系的系统中，若没有有效的协同，其混乱是不可避免的。试想，有两个开发人员，分别在开发两个不同 的功能模块，其相互有依赖关系。为了相互协调，他们可以随时进行当面讨论。如果这种关系发生在五个开发人员和五个功能模块之间，这种协调就只能通过定期的 会议来进行。而一个大型项目，会有许许多多这样的关系，而且很多时候这种关系有着不确定性和不可预见性。当一个开发人员编写一段新的代码或对已有代码进行 改动和调整时，他（或她）常常无法确定，或无法完全确定究竟有哪些相关的模块会受到影响，以及在什么请况下这种影响会带来什么结果。因为系统的复杂性已远 远超出了人的逻辑思维、技能和经验所能力及的范畴。因此这种传统的协调手段是远不能满足需要的。 在微软，这种协调是通过测试来实现的。具体来说就是：每日建造+自动化测试。关于每日编译和自动化测试，我将来会作专门介绍，这里简单的说就是每天都建造一个新版本，每个版本都要运行通过一定量的自动测试用例，以检验当天工作的质量。这里所说的质量当然有一般意义上质量的概念，但同时它也反映项目在开发过程中的整体协调性。 自动测试的最大优点在于它的高度可重复性。一个理想的自动测试系统能够让人随时、方便和迅速的运行大量的测试用例。因此一个开发人员可以通过检查当天的自 动测试结果来分析前一天代码的质量（事后检查），也可以在当天存入代码前，先运行自动测试以进一步确保存入代码的质量（事前检查）。 在微软，每日建造都是在午夜开始，完成后紧接着就是全面的自动测试，到早晨上班时间之前就会把结果自动通过e-mail等 方式发送出来。开发人员上班后的第一件事往往就是检查测试结果。如果没有问题就会开始新的工作。如果有测试有用例没有通过，开发人员则必须协同测试人员一 起立刻找出原因，解决后才能开始新的代码。有时一个小的失误会引起大面积的测试用例失败，很大一部分开发团队会受到影响。为尽量避免这种情况，要求开发人 员在存入代码之前先在自己的个人建造版本上运行一定量的自动测试，全部通过后在存入。如开发人员没有按照这样的要求，而擅自存入质量不高的代码而造成大量 测试失败，这种不负责任的行为是要受到严厉批评的。从这一过程可以看出，开发人员依赖测试来保证开发工作的质量，使开发整体地协调地向前推进。 当开发进入后期阶段，尽管项目已总体成型，开发人员也会不时遇到一些技术上的挑战。比如一些Bug的解决涉及对项目深层次结构的调整；再比如由于客户反馈的意见造成设计的修改。每一次这样的修改和调整事实上都是对一个稳定系统的破坏，如果处理不当往往一个Bug的修改会生成很多新的Bug， 就像一系列联锁的恶性循环。很多项目工期的延误都是这样造成的。要避免或至少将这种破坏减少到最低限度，开发人员首先需要知道这种破坏的影响面。在这里单 靠开发人员自身的逻辑思维、技能和经验是远远不够的，自动测试再一次成为一种有效的工具。往往开发人员会制定不止一个方案，对每个方案上都运行一遍同样一 套自动测试用例，然后比较结果，选出最佳方案。自动测试在这方面所起的作用不仅在产品的开发过程中，它还延续到产品发布后。产品支持部门在为客户提供应急 解决方案时也要依赖自动测试。管理对测试的依赖 在微软，软件项目管理的主要线索就是Bug的管理，其中最直接具体的管理活动就是“Bug三方讨论会（Bug Triage）”。会议一般由项目管理Program Manager（简称PM）来主持，有开发人员和测试人员参加（所以叫三方会议）。会上对每个新生成的Bug进行讨论，并决定（1）是否接受这个Bug；（2）Bug的严重级别和优先级别；（3）Bug由谁来负责，是由测试提供进一步详细信息，还是交由开发人员解决，以及大致的解决方案等等。会议还要对老的Bug检查解决进度。这种讨论会常常会发生争论，要求测试人员具有足够的技术基础和用户经验，来捍卫产品的质量。可以说项目开发到了某一阶段后就是由这种Bug的管理所驱动的。这其中的原动力来自测试。 项目管理中一项非常重要但也十分困难的工作是衡量项目的进度，包括判断项目的状态，确定项目是否能预期完成。这方面，测试提供了两个非常重要的参数，一个是Bug数量的趋势，另一个是测试结果的趋势。 Bug趋势就是将每天新生成的Bug数和每天被解决的Bug数标成一个趋势图表。一般在项目的开始阶段新生Bug数曲线会呈上升趋势，到项目中后期被解决Bug数曲线会趋于上升，而新生Bug数曲线应下降，到项目最后，两条曲线都趋向于零。PM会持续观察这张图表，确保项目健康发展，同时通过分析预测项目Bug趋于零的时间。在一定的历史经验的基础上分析使用这一图表会得到很多有价值的信息，比如说，可分析开发和测试在人力资源的配比上是否恰当，可以分析出某个严重的Bug所造成的项目质量的波动。每天的自动测试结果同样可以形成类似的图表。它同样非常有助于了解当前项目的质量状况，开发测试进度。 由测试产生的这些数据不仅在项目开发过程中为项目管理提供有效的依据，而且也是产品通过发布的必要条件。在微软，每个产品都要经过评审才能通过发布。前面 介绍的几个图表是发布评审的重要内容，如果从图表中发现临评审前还出现过较大的质量波动，评审人员一定会对此提出质疑。因此软件项目管理依赖软件测试提供其基本的管理素材。 可以说，现代大型软件开发过程中开发和管理对测试的依赖性是测试与开发流程融合的一个根本因素。从另一个角度看，测试与开发流程融合决不仅仅是简单的时间 上的同步，更不是双方空间上的接近，而是这种内在的依存关系的外在表现。开发对测试的这种依赖性对测试和测是人员提出了更高的要求。在理念上，软件测试已 远不仅仅只是软件功能的验证和Bug的搜寻；在具体方法上，自动测试和测试工具的使用已成为基本的要求。在微软，测试不仅使用一些通用的工具，每一个产品还有专门开发的专用工具库，测试的代码量常常超过项目本身的代码量。 一个软件企业要提高其软件开发的能力，特别是针对大型软件的大规模的快速开发能力，在测试方面对传统理念和方法进行突破是必要的。微软的实践就是一个很好的印证。