用動(dòng)態(tài)靜態(tài)工具分析模塊更新兼容性.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)中，計(jì)算機(jī)軟件發(fā)揮越來越重要的作用。計(jì)算機(jī)軟件隨處可見，大到神舟七號(hào)航天器，小到個(gè)人電腦，都有軟件的身影。然而，世上沒有完美的軟件，幾乎所有的軟件都有缺陷，所以需要對(duì)軟件進(jìn)行更新。 軟件更新是很常見的，一般的軟件更新需要停止軟件、更新軟件、啟動(dòng)軟件。但是有的大型系統(tǒng)需要提供不間斷服務(wù)，不能因更新而中斷，如銀行服務(wù)器、門戶網(wǎng)站、大型路由器上系統(tǒng)程序等。更新這類程序時(shí)，要在程序運(yùn)行的過程中進(jìn)行更新。這就提出了動(dòng)態(tài)軟件更新的需求

2、。 但是軟件系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)模塊更新時(shí)，新模塊是否能提供舊模塊所能提供的一切？更新后，系統(tǒng)中的其它模塊是否會(huì)受到影響？整個(gè)系統(tǒng)是否能正常工作？這些問題都不得而知。 本文用動(dòng)態(tài)靜態(tài)的工具分析“多模塊軟件系統(tǒng)中，新模塊是否可以安全更新舊模塊”的問題。在分析方法中，使用了“程序不變量”的概念。所謂“程序不變量”，就是程序中某一點(diǎn)上或某一些點(diǎn)上，程序變量具有的屬性。常見的不變量，如，在程序的某點(diǎn)處，變量x和變量y都有效，且“y

3、=4 * x+3”這個(gè)等式總是成立；在程序的另一點(diǎn)處，變量g有效，且變量g表示一個(gè)圖，而且“g總是一個(gè)無環(huán)圖”。這些都是不變量[2]。 在本文中，軟件更新的前提是：新舊模塊具有一樣的接口，而且正確的新模塊能夠提供舊模塊所能提供的一切，新舊模塊的效率可能不一樣。 軟件系統(tǒng)中，根據(jù)模塊更新與否，可以將所在模塊分為兩大類：不需要更新的模塊，在文中我們稱之為“非更新模塊”，和需要更新的模塊，在文中我們稱之為“被更新模塊”。我們分析

4、方法也相應(yīng)分為兩種：對(duì)非更新模塊的動(dòng)態(tài)分析；對(duì)被更新模塊的靜態(tài)分析。 首先，對(duì)于軟件系統(tǒng)中的非更新模塊，更新前后，這些模塊中的不變量應(yīng)該維持不變。我們用動(dòng)態(tài)分析的方法來檢查，更新后，系統(tǒng)非更新模塊中的不變量是否仍然保持，以此來判斷“更新是否成功”。其次，對(duì)于軟件系統(tǒng)中被更新的模塊，可以通過對(duì)新舊模塊的不變量之間的應(yīng)該滿足某種關(guān)系進(jìn)行邏輯推理，從而得到“更新是否可進(jìn)行”的結(jié)論。 對(duì)一個(gè)大型軟件系統(tǒng)而言，更新很重要，而錯(cuò)誤的

5、更新帶來的不良后果是很嚴(yán)重的。本文中的方法在“更新之前”得到“更新是否可進(jìn)行”的結(jié)論，從而可從源頭上有效的避免了錯(cuò)誤更新帶來的嚴(yán)重后果。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有： 1.從被更新模塊和非更新模塊兩個(gè)方面分析“更新是否可進(jìn)行”，對(duì)被更新模塊使用靜態(tài)分析，對(duì)非更新模塊使用動(dòng)態(tài)分析。這樣會(huì)更全面，更多的反映出更新可能會(huì)帶來的問題。 2.對(duì)于軟件系統(tǒng)中非更新模塊，用“程序不變量”來分析“被更新模塊的更新是否對(duì)系統(tǒng)中的非更新

6、模塊有影響”。在更新前，系統(tǒng)中的非更新模塊中有很多的程序不變量。因?yàn)樾屡f“被更新模塊”的接口和功能一樣，模塊的更新對(duì)于系統(tǒng)中非更新模塊是透明的。更新后，系統(tǒng)中非更新模塊中的程序不變量應(yīng)該仍然成立。 3.對(duì)于軟件系統(tǒng)中的被更新模塊，新模塊要能做到“舊模塊能做到的一切”，而且，更新后，系統(tǒng)中非更新模塊的不變量不應(yīng)被違背。文中通過推理新舊模塊不變量的邏輯關(guān)系，來分析“更新是否可進(jìn)行”； 4.Daikon工具可以用來分析程序