Testing and formal verification of the exceptional behavior of Java programs

Estruturas de tratamento de exceção são extremamente comuns em softwares desenvolvidos em linguagens modernas, como Java, e afetam de forma contundente o comportamento de um software quando exercitadas. Apesar destas duas características, as principais técnicas de verificação, teste de software e verificação formal, e as ferramentas a elas vinculadas, tendem a negligenciar o comportamento excepcional. Alguns dos fatores que levam a esta negligência são a não especificação do comportamento excepcional em termos de projeto e a consequente implementação das estruturas de tratamento com base no julgamento individual de cada programador. Isto resulta na não consideração de partes expressivas do código em termos de verificação e, consequentemente, a possibilidade de não serem detectados erros relativos tanto às próprias estruturas de tratamento quanto às estruturas de código vinculadas a estas. A fim de abordar este problema, propomos uma técnica, baseada em model checking, que automatiza o processo de exercício de caminhos excepcionais. Isto permite que seja observado o comportamento de um software quando da ocorrência de uma exceção. Pretendemos, com esta técnica, dar suporte para que seja aplicado aos caminhos que representam o comportamento excepcional de um software as mesmas técnicas de detecção de erros que são aplicadas aos caminhos que representam o comportamento normal e, com isso, agregar um aumento na qualidade do desenvolvimento de software.Software developed in modern languages, such as Java, commonly present structures of exception handling. These structures, when exercised, may affect the software behavior. Despite these two characteristics, the main verification techniques, software testing and formal verification and the tools related to them, tend to neglect the exceptional behavior. The nonexistent specification of software exceptional behaviors at the design level, and, the subsequent implementation of exception handling based on the judgment of each programmer, are some factors that lead to this neglect. These factors result in the non-consideration of the expressive parts of the code in verification terms and, consequently, the impossibility of errors detection concerning either the exception treatment structures or the code structures linked to them. Taking this fact into consideration, we propose a technique based on the model checking process, which automates the process of exercising exceptional paths to address this problem. This allows the observation of the software behavior when an exception occurs. With this technique, we intend to support the application of the same error detection techniques for program normal behavior paths to the paths that represent the software exceptional behavior. Therefore, using the proposed technique, we aim to increase the software development quality