基于工作流软件测试方法的研究

石淼

摘 要：在测试工作流软件时，采用业务流程作为基本的测试用例单位，采用基于路径和节点结合的方法进行测试用例的编写，大大提高了业务流程中的审批节点、流程走向、流转条件的覆盖，减少了工作流业务流转方面的缺陷，提高了工作流软件测试的完备性和充分性。

关键词： 工作流测试 业务流程 路径和节点结合

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0007-04

工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它能使一系列过程规则、文档、信息或者任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行。工作流管理系统则是一个软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作逻辑推进流程实例的执行。

工作流管理系统是当前企业信息化应用的热点之一，它能够实现企业流程的自动化、提高企业的管理水平和提升企业的核心竞争力。而工作流技术恰好能满足实验室的测试管理工作的信息化。工作流技术是针对日常工作中固有程序的活动提出的一个概念，目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，以期提高办事效率。它是实现企业的业务过程建模、优化、管理与集成的核心技术，它所建立的业务模型本身就是企业的知识库和规则库。

工作流软件技术主要解决的是“使在多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者促使此目标的实现”。工作流管理系统是当前企业信息化应用的热点之一，广泛应用于政府机关、企事业单位的日常业务管理。能够自动处理企业内部各种数据或信息，整合业务流程，实现了企业流程的自动化，提高了企业的运营效率和管理水平，提升企业的核心竞争力。随着工作流软件的应用日益广泛，人们对工作流软件的质量要求也越来越高，工作流技术的快速发展的给业务管理带来方便的同时，却给软件测试带来了新的困难。我们传统的工作流的测试，测试人员往往根据测试经验编写测试用例，导致工作流系统测试的完备性和充分性不高。而且由于工作流程测试要求，要尽可能遍历到所有的参与的角色、活动及活动涉及的转换，此种类似重复的工作造成人力和时间的浪费，因而迫切的需要对工作流测试方法进行深入的研究。

1 工作流软件特点

工作流管理联盟（WFMC）对工作流的定义：工作流是一类在计算机技术的支持下能够完全或者部分实现自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则，使信息、任务能够在不同的参与者之间传递与执行。工作流测试基本目标是检查工作流能否使信息和任务能够地按照定义的过程正确流转，确保工作流具备预期的目标。

工作流软件有别于普通的软件，有其自身的特点。我们要测试工作流软件，就要认识到它的特殊性，从而能够提出高效的工作流测试方法。通过分析工作流的特点，总结如下：

（1）工作流指的是一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。一个工作流一般包括：活动（或任务）、它们的关系以及它们的启动和终止条件。工作流技术强调工作流程，每个工作流程都会涉及过程、活动、转换、执行者、工作流相关数据等相关的内容。对工作流系统的测试首先就要对工作流程进行测试。

（2）每个工作流程由多个活动形成的一个活动网络。活动是一个工作单元，表示流程中的一个执行阶段，是流程执行中可被工作调度的最小工作单元，由活动所有者完成。活动完成后进行提交，工作流引擎会将活动路由到下一个活动。工作流中存在很多工作流程，一个工作流程中的活动也可以重用到其它工作流程当中，由于调用的工作流活动的场景不同，因此每一次调用都得进行测试。工作流的活动是工作流测试的重点对象之一。

（3）工作流路由实现了活动的流转。当前活动完成后，工作流会依据活动的控制信息和过程定义将活动流转至工作流程中下一个活动。工作流可以归纳为6种路由关系：Sequential Routing、AND-split、AND-join、Parallel Routing、OR-Split、OR-join和Iteration。即顺序路由（一个任务接着另一个任务被顺序的执行）、与分支（当任务A完成后，任务B和任务C可以并行执行）、与连接（只有在任务A和任务B都完成后，任务C才可以执行）、并行路由（当任务A完成后，任务B和任务C可以并行执行。任务B和任务C都完成后，任务D才可以执行）、条件路由（任务A完成后，任务B或者任务C只能有一个被执行；任务D在任务B或任务C完成之后可执行）、循环路由（需要多次执行的一个任务）。工作流路由是工作流进行流转的重要组成部分，也是工作流测试的重点对象之一。

因此，在工作流系统测试中我们要尽最大可能遍历到所有工作流程中所涉及的活动、流程及流转条件。这种全面遍历的思想虽然能够保证测试的完整性和充分性，但是由于工作流中工作流程、活动数量巨大，流转条件复杂，很难设计出合理、覆盖充分的测试用例，所以并不具备可行性。因此必须要对测试流程进行合理有效的筛选和优化，设计出覆盖率较高的测试用例。

2 工作流测试过程及方法

工作流系统软件的主要功能包括：业务流程建模；参与的用户，权限，角色设计；工作流运行；业务表单的建立等。涉及到的数据库包括组织/角色模型数据、业务数据库、流程数据库。在工作流系统中，最重要的是业务流程。业务流程是将实际运行中的业务过程抽象出来，由一系列相互衔接的活动节点和流程组成，包含了工作流执行所需要的各种信息，如活动、控制流、数据流、流转条件、角色和执行者等。因此在此我们只对业务流程的测试进行详细分析。

测试时，首先根据业务流程的描述分析各种信息，明确审批节点、流转过程、流转条件以及每个节点的审批人的角色，画出业务流程图。在工作流系统中进行业务流程模型定义，流程定义过程如表1所示。

如果测试能够覆盖业务流程图中描述的所有审批节点、流程走向、流转条件，即可认为测试满足完备性和充分性的要求，每部分测试覆盖完备性要求如下：endprint

（1）审批节点覆盖：所有审批节点必须覆盖。设计原则：减少重复节点，覆盖尽可能多的流程和流转条件。

（2）流程走向覆盖：流程图中的所有走向必须覆盖，包括影响走向的条件判断和审批操作。设计原则：流程图中的箭头至少经过一次，减少重复流向，覆盖尽可能多的流转条件。

（3）流转条件覆盖：逻辑走向中的所有流转条件必须覆盖。

在工作流测试时，采用业务流程作为基本的测试用例单位，采用路径和节点结合的方法编写测试用例。设计测试用例时，流程属性的测试参数不作为单独的测试用例，而是作为一个测试用例的组成部分，验证整个流程处理的正确性。

另外，在软件测试时要注意以下几项原则：

（1）全局性原则。错误在初期有可能是范围很小的隐藏问题，但由于各开发阶段的连续性，使其逐步扩展。因而要从全局上开展测试工作。

（2）系统化原则。如果我们的测试不是系统的，即使很细心的测试者也会被测试的规模和复杂性所击败。

（3）不可穷尽性原则。如果进行穷举测试，在一定程度上确保了测试的彻底性。但是这种方法不具有实用价值，代价太大。

（4）避免程序员自己检查的原则。他人来检测自己编写的程序，会更客观，更有效。

（5）自动化原则。测试工作不可避免地存在很大的重复性和复杂性，测试要自动进行，才能提高测试的效率。

（6）测试中错误群集的原则。要对错误群集的程序段进行重点检查，以提高测试的效率。

（7）测试数据的正确充分性原则。软件在所有的（或是够多的）测试数据上是正确的；测试数据时充分的，即软件在测试数据上的表现能够充分地反映软件的总体表现。

3 工作流软件测试用例的设计与编写

在某自定义工作流程的ERP项目中，在基础信息部分的角色定义中设置需求申请员、部门领导、公司领导等角色。

设置需求申请审批流程的审批节点为提出审请、部门领导审批、公司领导审批、审批结束。在每个审批节点上由具有相应角色的人员进行审批。“需求申请员”角色的人员“提出申请”，“部门领导”角色的人员进行“部门领导审批”，“公司领导”角色的人员进行“公司领导审批”。

在审批流程定义中定义需求申请单据的审批流程， 生成审批流程图如图1所示。

申请人单据提交审批后，按照事先定义好的审批流程先提交部门领导进行审批。部门领导可以存在多个，在审批过程中可以选择提交单个领导进行审批，也可以选择提交多个领导进行审批。选择单个领导进行审批时，“同意”后直接提交公司领导审批，“不同意”则返回给提出审批人；选择多个领导进行审批，则选择“指定主办人”（以“主办人”的意见为下一步流转的依据，其它人为“经办人”。经办人可以发表意见，但是不能进行提交下一步。）或者“先到先得”（未指定“主办人”，以先提交审批的作为“主办人”，审批意见为下一步流转的依据）。主办人“同意”后则提交公司领导审批，“不同意”则返回给提出审批人。公司领导审批过程与部门领导审批过程一致。

在审批过程中，如果所提交的审批人出差或其它原因无法进行审批，为了不耽误业务单据的流转，可以设置委托办理业务。如果选择了委托人，则在审批的过程中则将该审批人的业务直接转交给委托人进行办理。

如果在“部门领导审批节点”或者“公司领导审批节点”处存在多个审批人，当有审批人未审批时，主办人可以选择“强制流转”，直接提交下一个节点，经办人不可以提交。

根据以上的流程的描述，该单据的审批过程如业务流程图2所示。

根据业务流程图的描述，所包含的路径为：部门审批节点有3*2*2*2*2*2*2=192条路径，由于流程较为复杂，后续公司审批节点就暂不考虑。显然这些路径不论对测试用例的编写或者是执行，工作量都很大。因此需要对这192条路径进行合理有效的筛选。

依据审批节点、流程走向、流转条件的覆盖的完整性，可对流程图进行节点路径覆盖，优化路径覆盖。根据以上描述进行用例的设计：

（1）主路径设计

根据业务流程设置出基本的路径，选择覆盖节点、路径较多的，使用频率较高的路径作为优先的路径。首先不考虑审批节点（部门审批、公司审批）的回退逻辑，选择较长且经常使用的路径。由于流程较为复杂，仅以部门审批过程为例，此例中该路径为：

路径1：提交多领导审批（指定办理人），所有领导人审批结束才能提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下（审批人1、2、3的角色为部门领导）：

XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定办理人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为主办人→主办人填写审批意见→还有审批人未审批→未选择强制提交；

审批人2进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人填写审批意见→还有审批人未审批→未选择强制提交；

审批人3进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人填写审批意见→全部审批人审批通过；

部门审批通过→提交公司领导审批。

路径2：提交多领导审批（先得人办理），所有领导人审批结束才能提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→先得人办理；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为主办人→主办人填写审批意见→还有审批人未审批→未选择强制提交；

审批人2进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人填写审批意见→还有审批人未审批→未选择强制提交；

审批人3进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人填写审批意见→全部审批人审批通过；

部门审批通过→提交公司领导审批。endprint

路径3：提交多领导审批（指定办理人），选择强制提交，主办人审批后即可提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定办理人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为主办人→主办人填写审批意见→还有审批人未审批→选择强制提交→部门审批通过→提交公司领导审批。

路径4： 提交1个领导审批，选择委托办理，主办人审批后提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理；

委托人进行审批→委托人为主办人→主办人填写审批意见→部门审批通过→提交公司领导审批。

（2）审批节点覆盖路径设计

路径5：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束

（3）流程走向覆盖路径设计

路径6：覆盖审批过程中的回退流程。

详细过程描述如下：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束。

路径7：经办人不能强制提交。

详细过程描述如下： XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定主办人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人不能选择强制提交。

路径8：主办人委托办理后原主办人不能再审批。

详细过程描述如下：XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理→原主办人不能办理。

（4）流转条件覆盖路径设计

对流程中覆盖到的流转条件列举分析如下：

（a）部门审批节点中选择“选择部门领导（1个或者多个领导）”，选择1个部门领导审批时（路径4）覆盖，选择多个部门领导审批时（路径1）覆盖。

（b）部门审批节点中选择“审批人（指定审批人或者先到先得）”，指定审批人时（路径1）覆盖，先到先得时（路径2）覆盖。

（c）部门审批节点中“是否委托办理”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径4）覆盖。

（d）部门审批节点中“是否主办人”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（e）部门审批节点中“是否强制提交”，“是”（路径3）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（f）部门审批节点中“是否同意”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径6）覆盖。

以上覆盖了所有的路径。不用重复设计测试用例。将原来的流程由192条路径减少到8条路径，大大减少了工作量，同时也保证了流程路径的完全覆盖，通过以上分析，此种测试用例的编写方法合理可行。

4 结语

工作流管理系统是一个涉及多个领域不断发展的新技术，只有在应用到生产实践中，才能发现不足和新的需求，真正适应企业的需要。

工作流管理的目标是实现部分或者全部业务过程运行自动化，可以有效实企业应用逻辑和过程逻辑的分离，把人、信息和应该工作合理的组织在一起，发挥系统的最大效能，本文通过实际项目的测试，采用此工作流测试方法测试的办公自动化、ERP等工作流系统流程通畅，信息传递正确完整，符合流转规则，未出现流转方面的缺陷，取得了良好效果。

参考文献

[1] Workflow Management Coalition. WFMC-TC-1011. Terminology & Glossary. Winchester：WfMC， 1999.

[2] 王振华.复杂工作流软件自动化测试方法的研究[D].复旦大学，2009.

[3] 夏士峰.工作流软件测试技术的研究与实践[D].北京邮电大学，2006.

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[8] 王兴鹏.工作流管理系统与ERP系统的集成应用[J].微机发展，2003，13（12）： 124-126.

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[12] 张晓雯，徐东.基于工作流的软件测试H模型研究[J].软件导刊，2013（2）.

[13] 丁大伟，李长云，刘小飞.一种基于有向图的工作流测试方法[J].微计算机信息， 2010（12）.

[14] 张孟颖.基于工作流的软件测试管理系统设计与实现[J].南京理工大学，2013.endprint

路径3：提交多领导审批（指定办理人），选择强制提交，主办人审批后即可提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定办理人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为主办人→主办人填写审批意见→还有审批人未审批→选择强制提交→部门审批通过→提交公司领导审批。

路径4： 提交1个领导审批，选择委托办理，主办人审批后提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理；

委托人进行审批→委托人为主办人→主办人填写审批意见→部门审批通过→提交公司领导审批。

（2）审批节点覆盖路径设计

路径5：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束

（3）流程走向覆盖路径设计

路径6：覆盖审批过程中的回退流程。

详细过程描述如下：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束。

路径7：经办人不能强制提交。

详细过程描述如下： XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定主办人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人不能选择强制提交。

路径8：主办人委托办理后原主办人不能再审批。

详细过程描述如下：XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理→原主办人不能办理。

（4）流转条件覆盖路径设计

对流程中覆盖到的流转条件列举分析如下：

（a）部门审批节点中选择“选择部门领导（1个或者多个领导）”，选择1个部门领导审批时（路径4）覆盖，选择多个部门领导审批时（路径1）覆盖。

（b）部门审批节点中选择“审批人（指定审批人或者先到先得）”，指定审批人时（路径1）覆盖，先到先得时（路径2）覆盖。

（c）部门审批节点中“是否委托办理”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径4）覆盖。

（d）部门审批节点中“是否主办人”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（e）部门审批节点中“是否强制提交”，“是”（路径3）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（f）部门审批节点中“是否同意”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径6）覆盖。

以上覆盖了所有的路径。不用重复设计测试用例。将原来的流程由192条路径减少到8条路径，大大减少了工作量，同时也保证了流程路径的完全覆盖，通过以上分析，此种测试用例的编写方法合理可行。

4 结语

工作流管理系统是一个涉及多个领域不断发展的新技术，只有在应用到生产实践中，才能发现不足和新的需求，真正适应企业的需要。

工作流管理的目标是实现部分或者全部业务过程运行自动化，可以有效实企业应用逻辑和过程逻辑的分离，把人、信息和应该工作合理的组织在一起，发挥系统的最大效能，本文通过实际项目的测试，采用此工作流测试方法测试的办公自动化、ERP等工作流系统流程通畅，信息传递正确完整，符合流转规则，未出现流转方面的缺陷，取得了良好效果。

参考文献

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[13] 丁大伟，李长云，刘小飞.一种基于有向图的工作流测试方法[J].微计算机信息， 2010（12）.

[14] 张孟颖.基于工作流的软件测试管理系统设计与实现[J].南京理工大学，2013.endprint

路径3：提交多领导审批（指定办理人），选择强制提交，主办人审批后即可提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定办理人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为主办人→主办人填写审批意见→还有审批人未审批→选择强制提交→部门审批通过→提交公司领导审批。

路径4： 提交1个领导审批，选择委托办理，主办人审批后提交下一节点进行审批。

详细流程描述如下：

XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理；

委托人进行审批→委托人为主办人→主办人填写审批意见→部门审批通过→提交公司领导审批。

（2）审批节点覆盖路径设计

路径5：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束

（3）流程走向覆盖路径设计

路径6：覆盖审批过程中的回退流程。

详细过程描述如下：XX申请→提交1个部门领导审批→部门审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批未通过→返回申请人→提交1个部门领导审批→部门审批通过→提交1个公司领导审批→公司审批通过→审批结束。

路径7：经办人不能强制提交。

详细过程描述如下： XX申请→提交部门领导审批→选择3个领导→指定主办人；

审批人1进行审批→未选择委托办理→审批人为经办人→经办人不能选择强制提交。

路径8：主办人委托办理后原主办人不能再审批。

详细过程描述如下：XX申请→提交部门领导审批→选择1个领导→选择委托办理→原主办人不能办理。

（4）流转条件覆盖路径设计

对流程中覆盖到的流转条件列举分析如下：

（a）部门审批节点中选择“选择部门领导（1个或者多个领导）”，选择1个部门领导审批时（路径4）覆盖，选择多个部门领导审批时（路径1）覆盖。

（b）部门审批节点中选择“审批人（指定审批人或者先到先得）”，指定审批人时（路径1）覆盖，先到先得时（路径2）覆盖。

（c）部门审批节点中“是否委托办理”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径4）覆盖。

（d）部门审批节点中“是否主办人”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（e）部门审批节点中“是否强制提交”，“是”（路径3）覆盖，“否”（路径1）覆盖。

（f）部门审批节点中“是否同意”，“是”（路径1）覆盖，“否”（路径6）覆盖。

以上覆盖了所有的路径。不用重复设计测试用例。将原来的流程由192条路径减少到8条路径，大大减少了工作量，同时也保证了流程路径的完全覆盖，通过以上分析，此种测试用例的编写方法合理可行。

4 结语

工作流管理系统是一个涉及多个领域不断发展的新技术，只有在应用到生产实践中，才能发现不足和新的需求，真正适应企业的需要。

工作流管理的目标是实现部分或者全部业务过程运行自动化，可以有效实企业应用逻辑和过程逻辑的分离，把人、信息和应该工作合理的组织在一起，发挥系统的最大效能，本文通过实际项目的测试，采用此工作流测试方法测试的办公自动化、ERP等工作流系统流程通畅，信息传递正确完整，符合流转规则，未出现流转方面的缺陷，取得了良好效果。

参考文献

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[12] 张晓雯，徐东.基于工作流的软件测试H模型研究[J].软件导刊，2013（2）.

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[14] 张孟颖.基于工作流的软件测试管理系统设计与实现[J].南京理工大学，2013.endprint