A test and verification environment for Java programs

This thesis examines an approach that combines model checking and software testing to improve the reliability of software systems. It employs the Moped model checker [Sch02], which computes reachability analyses on pushdown systems, and jMoped [Suw04], which translates Java programs into said pushdown systems. Both Moped and jMoped have been adapted in this work to compute the coverage of reachable program points of Java programs or single methods of Java class files. Assertion statements, which formulate postconditions, and other exception checks in the program can be verified for all possible input values in a finite range. JUnit test cases [JUN] can be automatically generated for failed assertions or other covered program points of interest and integrate seamlessly with manually written tests in the test suite. We developed an Eclipse plug-in [ECL] that provides an amenable user interface to the aforementioned features. It visualizes the analyzed program points next to the source code of the program and allows the user to interact with the ongoing analysis. Zusammenfassung Diese Arbeit untersucht eine kombinierte Herangehensweise an Model Checking und das Testen von Software, um die Zuverlässigkeit von Softwaresystemen zu verbessern. Sie verwendet den Moped Model Checker [Sch02], der Erreichbarkeitsanalysen auf Pushdown-Systemen berechnet, und den Übersetzer jMoped [Suw04], der Java-Programme in diese PushdownSysteme übersetzt. Sowohl Moped als auch jMoped wurden im Rahmen dieser Arbeit erweitert, um die Überdeckung erreichbarer Programmpunkte eines Java-Programms oder einzelner Methoden zu berechnen. Korrektheitsbedingungen, die durch sog. Assertion-Anweisungen in einem Java Programm formuliert werden können, und andere Ausnahmeüberprüfungen werden für alle möglichen Eingabewerte in einem endlichen Bereich verifiziert. JUnit Testfälle [JUN] können für nicht erfüllte Korrektheitsbedingungen und andere erreichbare und wichtige Programmpunkte automatisch generiert werden. Die erzeugten Testfälle integrieren sich zusammen mit handgeschriebenen Testfällen nahtlos in die Sammlung von Testfällen. Es wurde ein Eclipse Plugin [ECL] entwickelt, das eine leicht zugängliche Benutzerschnittstelle für die Testumgebung zur Verfügung stellt. Die Analyseergebnisse des Model Checkers werden direkt neben dem Quelltext des Programms angezeigt.