关键要点
- 研究表明，Linux 动态库加载、卸载和使用的稳定性测试用例需要覆盖正常操作、边缘情况和异常情况。
- 证据倾向于建议测试包括加载不存在的库、重复加载库、卸载正在使用的库等场景。
- 测试可能涉及使用
dlopen、dlsym和dlclose函数，并需处理潜在的崩溃情况。
概述
Linux 动态库的稳定性测试是确保系统在各种条件下可靠运行的重要步骤。以下是测试用例的设计和实施方法，适合希望深入了解的普通用户。
测试用例设计
测试用例应涵盖以下主要场景：
- 加载异常情况：尝试加载不存在的库或路径错误的库，检查是否正确返回错误。
- 重复加载和卸载：测试同一库的多次加载和卸载，确保引用计数正确。
- 使用中卸载：测试在库仍在使用时卸载，确保不会导致程序崩溃（可能需要子进程处理）。
- 依赖和权限：测试带依赖关系的库加载，以及权限不足时的行为。
实施建议
- 使用 C 语言编写测试程序，调用
dlfcn.h中的函数。 - 为可能导致崩溃的测试（如卸载后使用函数），使用
fork创建子进程，父进程检查子进程是否按预期崩溃。 - 确保测试用例独立运行，避免相互干扰。
意外细节
一个有趣的发现是，dlclose 不会立即卸载库，而是根据引用计数决定，需多次调用才能完全卸载，这可能影响测试设计。
详细报告
Linux 动态库（共享库）的加载、卸载和使用是系统运行中的关键部分，其稳定性测试对于确保软件在各种异常情况下的可靠性至关重要。以下是全面的测试用例设计和实施方法，涵盖了正常操作、边缘情况和异常场景，旨在为用户提供一个系统化的测试框架。
背景与理论基础
动态库在 Linux 中通过 dlopen、dlsym 和 dlclose 函数进行管理。这些函数分别用于加载库、获取函数指针和卸载库。根据官方文档（如 dlopen(3) - Linux man page），dlopen 返回一个不透明的句柄，dlclose 根据引用计数决定是否卸载库。测试的重点是确保这些操作在各种条件下稳定运行，尤其是在异常情况下的行为。
测试用例设计
以下是覆盖各种异常情况的测试用例列表，分为多个类别：
类别 | 测试场景 | 预期行为 |
加载异常 | 加载不存在的库 | 返回 NULL， |
加载路径错误的库 | 返回 NULL， | |
重复加载与卸载 | 加载已加载的库 | 返回相同句柄，引用计数增加 |
多次 | 库在引用计数为 0 时卸载 | |
使用中卸载 | 卸载仍在使用的库（函数指针在使用中） | 可能导致崩溃，需通过子进程测试 |
依赖与版本管理 | 加载带依赖关系的库 | 自动加载依赖库，无错误 |
多个版本库的符号解析 | 按路径或环境变量（如 | |
权限与安全 | 加载权限不足的库 | 返回 NULL， |
线程安全 | 多个线程同时加载/卸载库 | 无死锁或竞争条件，正确管理引用计数 |
异常文件 | 加载损坏的库文件 | 返回 NULL， |
详细测试用例实现
以下是部分测试用例的实现示例，基于 C 语言，展示了如何处理异常情况：
- 加载不存在的库：
- 调用
dlopen("non_existent_library.so", RTLD_LAZY)。 - 预期：返回 NULL，
dlerror返回类似“文件不存在”的错误。 - 代码：
void* handle = dlopen("non_existent_library.so", RTLD_LAZY);
if (handle == NULL) {
const char* error = dlerror();
if (error != NULL && strstr(error, "No such file or directory") != NULL) {
printf("Test passed: Library not found.\n");
} else {
printf("Test failed: Unexpected error.\n");
}
} else {
printf("Test failed: Library loaded unexpectedly.\n");
}- 加载已加载的库：
- 第一次调用
dlopen("", RTLD_LAZY)，保存句柄。 - 第二次调用，检查是否返回相同句柄。
- 预期：返回相同句柄，证明引用计数增加。
- 代码：
void* handle1 = dlopen("", RTLD_LAZY);
if (handle1 == NULL) {
printf("Test failed: Cannot load library.\n");
return 1;
}
void* handle2 = dlopen("", RTLD_LAZY);
if (handle2 == handle1) {
printf("Test passed: Same handle returned.\n");
} else {
printf("Test failed: Different handles.\n");
}
dlclose(handle1);
dlclose(handle2);- 卸载仍在使用的库：
- 使用
fork创建子进程，子进程加载库、获取函数指针、使用函数后卸载，再尝试调用。 - 预期：子进程因调用已卸载的函数崩溃，父进程检查状态。
- 代码：
pid_t pid = fork();
if (pid < 0) {
printf("Test failed: Fork failed.\n");
return 1;
} else if (pid == 0) {
void* handle = dlopen("", RTLD_LAZY);
if (handle == NULL) exit(1);
int (*func)(int, int) = dlsym(handle, "add");
if (func == NULL) exit(1);
int result = func(1, 2);
if (result != 3) exit(1);
dlclose(handle);
result = func(1, 2); // 应崩溃
exit(0);
} else {
int status;
waitpid(pid, &status, 0);
if (WIFSIGED(status)) {
printf("Test passed: Child crashed as expected.\n");
} else {
printf("Test failed: Child did not crash.\n");
}
}测试框架建议
- 独立性：每个测试用例应在独立的环境中运行，避免状态干扰。可以使用
fork或单独进程。 - 错误处理：使用
dlerror检查所有操作的错误信息，确保报告准确。 - 性能考虑：对于长时间运行的测试（如线程安全），设置超时机制。
相关资源与参考
测试设计参考了 glibc 的测试套件文档，特别是在 dlfcn 相关测试中。用户可进一步查阅 Testing/Testsuite - glibc wiki 获取更多细节。
结论
通过上述测试用例，覆盖了 Linux 动态库加载、卸载和使用的各种异常情况，确保系统在复杂场景下的稳定性。用户可根据实际需求扩展测试，特别是在多线程或高负载环境下的行为。
