WACATE2013冬状態遷移テスト #wacate2013w

1. + 状態遷移テスト 2013年12月14日（土） WACATE 2013 冬 WACATE実行委員会朱峰錦司

2. + はじめに WACATE 2013 冬 2013/12/14

3. + 3 自己紹介  朱峰錦司（あけみねきんじ）@kjstylepp  某豊洲にあるSIer 技術開発本部プロアクティブ・テスティングCOE    全社向けテストプロセスの策定・普及展開上記プロセスを実現したツールの開発・普及展開その他対外活動   書籍：革新を続けるソフトウェア生産技術 Web連載：実践！テスト自動化の勘所  http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20120919/423524/  WACATE実行委員  テスト自動化研究会  キーワード駆動テスト勉強会 WACATE 2013 冬 2013/12/14

4. + 4 お品書き 1. 状態遷移テスト概要 2. 状態遷移モデル 3. 状態遷移テスト 4. 自動化ツール WACATE 2013 冬 2013/12/14

5. + 1. 状態遷移テスト概要 WACATE 2013 冬 2013/12/14

6. + 6 1.1 状態遷移テストとは  状態遷移モデルを参照してテストケースを作成するテスト設計技法  仕様をもとにテストケースを作成するのでブラックボックステストに該当  仕様モデルをベースにして（ある程度）機械的にテストケースを作成するのでモデルベースドテストに該当 WACATE 2013 冬 2013/12/14

7. + 7 1.2 モデルベースドテストとは  モデルを活用してテスト成果物を作成する技術モデル詳細化・開発生成抽象化されたテスト WACATE 2013 冬この過程がモデルベースドテスト詳細化・開発実システム実行実行可能なテスト 2013/12/14

8. + 8 1.3 モデルベースドテストの注意点  入力となるモデルの質に大きく依存  よい状態遷移モデルをかけないと、状態遷移テストの価値が低くなる  作成されるテストケースは抽象的  実際に実行可能なテストケースにするために、情報を付与する必要がある WACATE 2013 冬 2013/12/14

9. + 2. 状態遷移モデル WACATE 2013 冬 2013/12/14

10. + 10 2.1 モデル  開発対象のシステム（＝テスト対象）の振る舞いや性質を特定の観点で抽象化して表現したもの  ひとつのモデルで全ての仕様を表現することは不可能 WACATE 2013 冬 2013/12/14

11. + 11 2.2 モデルの種類  様々な観点によるモデリング手法が存在  状態遷移モデル  論理モデル本日はこれの話  組合せモデル  フローモデル  代数モデル  統計モデル  システム特性に応じて適切なモデリング手法を選択する必要がある  しっかりと文法／メタモデルを決めて記述  誰かが適当に書いた絵ではモデルとしての価値が低い WACATE 2013 冬 2013/12/14

12. + 12 2.3 状態遷移モデル（1/2）  システムの状態の変化に着目してシステムの振る舞いをモデリング  構成要素  様々な書き方が存在  基本的な構成要素は以下の通り事前状態 WACATE 2013 冬イベント[事前条件] ／アクション事後状態 2013/12/14

13. + 13 2.3 状態遷移モデル（2/2）  構成要素構成要素説明状態ある時点でのシステムの状態を表現。初期状態特殊な状態。モデルで表現したい状態遷移の開始時点を表現。終了状態特殊な状態。モデルで表現したい状態遷移の終了時点を表現。なくてもよい。イベント状態遷移が発生するきっかけ。事前条件状態遷移の分岐条件。アクション状態遷移の結果、システムに発生する状態遷移以外の変化。 WACATE 2013 冬 2013/12/14

14. + 14 （参考）state machineのメタモデル出典：UML Superstructure Specification, v2.4.1 WACATE 2013 冬 2013/12/14

15. + 15 2.4 状態遷移モデルの書き方  状態遷移図  直観的で書きやすい  全体の概要把握に向いている  状態遷移表  仕様の漏れを発見できる  網羅的に整理するのに向いている WACATE 2013 冬 2013/12/14

16. + 16 2.4.1 状態遷移図の例 WACATE 2013 冬 2013/12/14

17. + 17 2.4.2 状態遷移表の例（1/2）  事前状態／事後状態を軸にした場合事前状態／事後状態商品選択不可商品選択不可商品選択可能商品搬出中商品選択商品搬出中懸賞中搬出完了 [懸賞購入でない] 搬出完了 [懸賞購入] 懸賞終了 [落選] WACATE 2013 冬懸賞当選貨幣投入商品選択可能懸賞当選懸賞中懸賞終了 [当選] 商品選択 2013/12/14

18. + 18 2.4.2 状態遷移表の例（2/2）  事前状態／イベントを軸にした場合事前状態／イベント貨幣投入商品選択不可商品選択可能商品選択可能商品選択商品選択不可 [懸賞購入] 商品選択不可 [懸賞購入でない] 商品選択不可 [落選] 懸賞中懸賞当選懸賞終了商品搬出中商品搬出中 WACATE 2013 冬搬出完了懸賞当選 [当選] 商品搬出中 2013/12/14

19. + 19 （参考）状態変数の扱い（1/2）  状態に変数を持たせることでより効率的なモデリングが可能  例題  非常にシンプルなWebフォームの画面状態遷移を考えるえええええ • あああああ • いいいいい • ううううう WACATE 2013 冬追加削除削除削除追加 • • • • あああああいいいいいうううううえええええ削除削除削除削除 2013/12/14

20. + 20 （参考）状態変数の扱い（2/2）  変数を使わないと… 追加リストが0件追加リストが1件削除リストが2件・・・削除  変数（とアクション）を使うと… 変数x:リスト件数追加／x=1 リストが0件追加／x++ リストが1件以上削除[x==1]／x=0 WACATE 2013 冬削除[x>1]／x-2013/12/14

21. + 21 2.5 状態遷移モデルの使いどころ  組込みシステム  ユーザ操作や信号受信などをイベントとしてモデリング  同期／非同期などの複雑な仕様の表現に適している  近年は状態遷移モデルに対するモデル検査を実施することも増えてきている  業務システム  データモデルのライフサイクル  UIの変化 WACATE 2013 冬 2013/12/14

22. + 22 （参考）モデル検査  モデル（＝設計）自体の妥当性を検証する技術  稀にモデルベースドテストと混同されることがあるが、全く違う技術  テストではないが、品質向上に寄与する技術  テストでは難しい「○○しないこと」をチェックする手段来年の冬あたりに入門セッションできるといいな  モデルがある性質を満たすかどうかをチェック  デッドロックしないこと  一般ユーザが特権業務を実施できないこと WACATE 2013 冬 2013/12/14

23. + 23 2.6 状態遷移モデルを書くコツ（1/2）  図から？表から？  まずは紙ベースで試行錯誤しながら状態遷移図  粒度感が決定したら状態遷移表  抜け漏れのないモデリングのため  必要に応じて状態遷移図に変換  ツールを使う場合は…  リアルタイムで状態遷移表で網羅具合を確認しながら状態遷移図を作成 WACATE 2013 冬 2013/12/14

24. + 24 2.6 状態遷移モデルを書くコツ（2/2）  状態から？遷移から？  どちらでもよい  不慣れなときは遷移からのほうが書きやすい（かも）   振る舞いをイベントとして列挙  「会員登録する」「入金する」…etc イベントの事前条件や期待結果を状態として定義 WACATE 2013 冬 2013/12/14

25. + 25 2.7 誰がモデル書くか？  理想  設計者が設計時に書いてくれる  現実  私はあまり見たことがない…  なければテストエンジニアが書く   モデルを自分で整理することで仕様理解が促進される仕様もれの指摘にもつながる  ex.) 業務フローをもとにデータモデルの状態遷移を整理したら考慮されていない振る舞いのパターンが見つかった WACATE 2013 冬 2013/12/14

26. + 3. 状態遷移テスト WACATE 2013 冬 2013/12/14

27. + 27 3.1 完全なテストは不可能  完全な仕様は誰にも書けないため  網羅型のテスト設計技法で考えるべきこと  網羅対象   何を網羅するか？状態遷移テストの場合は状態遷移モデル  カバレッジ基準（網羅基準）   対象をどう扱えれば100点とするか？  ex.) C0カバレッジ vs. C1カバレッジ状態遷移テストの場合はスイッチカバレッジが一般的 WACATE 2013 冬 2013/12/14

28. + 28 3.2 スイッチカバレッジ  1つ以上の連続する遷移列のパターンを網羅しているかどうか  0スイッチ  個々の遷移をテストすれば100点  1スイッチ  連続する2遷移のパターンを網羅すれば100点  nスイッチ  連続する(n+1)遷移のパターンを網羅すれば100点  どこまでやるかはプロジェクト次第  0スイッチは最低限実施 WACATE 2013 冬 2013/12/14

29. + 29 3.2.1 0スイッチ網羅の例  個々の遷移をテストケースとして抽出  下記の例では4パターン [x] A B C 1. A -> B 2. B -> C 3. C -> C 4. C -> B [¬x]  0スイッチ網羅のコツ  状態遷移表を作成する   表のセル1つが1遷移を表現全セルに対応するテストケースを作成すれば0スイッチ網羅ができる WACATE 2013 冬事前状態／事後状態 A A B ○ ○ B C C ○ [¬x] ○ [x] 2013/12/14

30. + 30 3.2.2 1スイッチ網羅の例  連続する2遷移をテストケースとして抽出  下記の例では6パターン [x] A B C [¬x] WACATE 2013 冬 1. A -> B -> C 2. B -> C -> C 3. B -> C -> B 4. C -> C -> C 5. C -> C -> B 6. C -> B -> C 2013/12/14

31. + 小演習 WACATE 2013 冬 2013/12/14

32. + 32 題材  シンプルな音楽プレイヤー  ボタンは「停止」「再生」「早送り」の3つ WACATE 2013 冬 2013/12/14

33. + 33 問題  状態遷移表に変換して仕様もれを指摘しよう  状態遷移表から0スイッチ網羅をするようなテストケースを作成しよう WACATE 2013 冬 2013/12/14

34. + 34 状態遷移表事前状態／イベント WACATE 2013 冬 2013/12/14

35. + 35 テストケース項番事前条件操作期待結果 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WACATE 2013 冬 2013/12/14

36. + 36 小演習の回答（1/2）事前状態／イベント再生ボタン押下停止ボタン押下早送りボタン押下電源OFF 停止中電源OFF 電源OFF 停止中再生中電源OFF 停止中再生中一時停止停止中再生中一時停止再生中停止中一時停止 WACATE 2013 冬 2013/12/14

37. + 37 小演習の回答（2/2）事前条件項番操作期待結果 1 電源OFFであること再生ボタン押下停止中となる 2 電源OFFであること停止ボタン押下電源OFFのまま 3 電源OFFであること早送りボタン押下電源OFFのまま 4 停止中であること再生ボタン押下曲が再生される 5 停止中であること停止ボタン押下電源OFFとなる 6 停止中であること早送りボタン押下停止中のまま曲送りされる 7 再生中であること再生ボタン押下曲が一時停止する 8 再生中であること停止ボタン押下曲が停止する 9 再生中であること早送りボタン押下曲送りされて再生される 10 一時停止していること再生ボタン押下曲が再生される 11 一時停止していること停止ボタン押下停止中となる 12 一時停止していること早送りボタン押下一時停止のまま曲送りされる WACATE 2013 冬 2013/12/14

38. + 4. 自動化ツール WACATE 2013 冬 2013/12/14

39. + 39 4.1 状態遷移テストの自動化ツール  モデルベースドテストの自動化  入力となるモデルとテスト設計プロセスが明確なため自動化が可能  状態遷移テストの自動化ツール  stateMatrix  astah* 品質スイート  ZIPC WACATE 2013 冬 2013/12/14

40. + 40 4.2 stateMatrixのデモ  OSSの状態遷移テスト支援ツール  メンテはもうだいぶ前に止まっている  Excelで記述した状態遷移表から指定のスイッチカバレッジにもとづいた遷移列を生成 WACATE 2013 冬 2013/12/14

41. + 41 4.3 astah* 品質スイートのデモ  有償のastah*製品のプラグイン  状態遷移モデリングをサポート  状態遷移表をリアルタイム表示  指定のスイッチカバレッジにもとづいた遷移列を生成 WACATE 2013 冬 2013/12/14

42. + 42 （参考）テストツールまるわかりガイド  NPO法人ASTERから発行されたテストツールの辞書のようなドキュメント  テストツールをジャンル別に整理したのが特徴  「状態遷移テストツール」も存在  組織のテスト自動化具合の診断もついているのでぜひやってみてください WACATE 2013 冬 2013/12/14

43. + まとめ WACATE 2013 冬 2013/12/14

44. + 44 状態遷移テストとは  状態遷移モデルを参照してテストケースを作成するテスト設計技法  状態遷移テストの適用手順  状態遷移モデルの作成  スイッチカバレッジを用いて網羅的にテスト設計  0スイッチ網羅は状態遷移表を書くことで実現  必要な情報を付与して実行可能なテストケースに WACATE 2013 冬 2013/12/14

45. + 45 使う上でのポイント  まずは状態遷移モデルを書こう  図から？表から？  状態から？遷移から？  設計者が書く？テストエンジニアが書く？  自動化をしよう  有償/無償さまざまなツールが存在 WACATE 2013 冬 2013/12/14

46. + 2013/12/14 まずはモデリングから！ WACATE 2013 冬

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