グラフデータベースをバックエンドとするソフトウェアに対するテスト手法の確立

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11747
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 土屋 達弘 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (30283740)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: グラフデータベース / ミューテーションテスト / グラフクエリ / テストカバレッジ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，NoSQLデータベースの１つであるグラフデータベースを用いるソフトウェアを対象としたテスト手法の確立を目指している．3年度目となる2022年
度では，このようなソフトウェアを対象とするミューテーションテスト（ミューテーション分析）に関する研究を主に進めた．
ミューテーションテストは，プログラムに人為的にバグを埋め込むことで，誤ったプログラムを多数生成する．テストをこれらのプログラムに対し実行し，どの程度，不具合が検出できたかを調べる．このことで，テストスイートのバグ検出能力を計測することができる．
前年度の2021年度でグラフデータベースにおける問合せ言語（クエリ言語）に対するミューテーションテスト方法を開発したが，2022年度では，この方法の実装を中心に行った．この実装では，Neo4J等の代表的なグラフデータベースでサポートされているクエリ言語Cypherに対し，多数のミューテーション操作（バグを埋め込む操作）をNode.jsとJavaScriptを用いて実現した．Cypherで記述されたクエリをこの実装に入力すると，自動的にバグを含む多数のクエリが出力される．
このミューテーションテストを実行するツールの実装に加えて，コードのホスティングサービスサイト上でこのツールを公開するための準備を進めた．さらに，2021年度に国際会議にて論文発表したグラフデータベースを用いたソフトウェアシステム開発工程におけるテストカバレッジの把握についても，用いたデータを公開するため，その準備を進めた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画にはなかった，グラフデータベースを用いたソフトウェアテストの実現は，計画以上に研究が進捗した部分である．また，グラフクエリに対するミューテーションテストの設計を行うだけでなく，自動的に実現するツールの実装も完了した．
一方，開発したツールの有効性を評価をする点は，３年間の当初の期間では完了できなかったため，１年の延長を申請し，許可された．加えて，ツールやデータの公開についても，準備の大半を2022年度中に終えており，1年の延長によって，2023年度中に実現できる見込みである．

Strategy for Future Research Activity

実装したCypherクエリに対するミューテーションテストツールの有効性を評価するため，実験を計画し，実施する．
上記のツール，および，研究前半部分で用いたデータ（実際のソフトウェアテストにおけるアーティファクトのモデル）の公開を行う．
研究成果を記した論文執筆，投稿，国内・国際会議での発表を順次実施する．

Causes of Carryover

感染症の流行により，海外渡航を含む会議参加の機会が滞ったことにより，旅費の支出がほとんどなかった．また，実装したツールの評価の実行が終わっていないため，論文執筆までで至らなかった．その結果，関連する支出が生じなかった．2023年度は海外での研究発表を含む，研究成果の公表に関連する支出を主に予定している．