新兴数据库系统中增强差分测试

近年来，随着各种场景需求的不断涌现，出现了大量数据库管理系统。针对特定用例需要增强功能和性能的时序数据库和流式数据库等新兴数据库系统正被设计出来。然而，由于这些系统通常不够成熟，可能存在导致结果不正确或影响可靠性的错误。为此，我们提出了一种用于发现新兴类 SQL 数据库系统中各种错误的增强差分测试方法。挑战在于如何处理这些新兴数据库之间的差异。我们的洞察是，许多新兴数据库系统概念性地是关系型数据库系统的扩展，利用现有的关系型、可靠的数据库系统来揭示逻辑错误是可行的。然而，由于不可避免的语法或语义差距，仍然面临将差分测试扩展到各种新兴数据库系统的挑战。我们通过三个步骤增强针对新兴数据库系统的差分测试：（i）识别共享子句；（ii）通过将新特性映射回关系型数据库系统的现有子句来扩展共享子句；（iii）使用扩展后的共享子句生成差分输入。我们将方法实现于一个名为 SQLxDiff 的工具，并将其应用于四个流行的新兴数据库系统。总体而言，我们发现了57个未知错误，其中17个为逻辑错误，40个为内部错误。总体来看，厂商修复了50个错误并确认了5个。我们的结果表明，SQLxDiff 在检测新兴数据库系统的错误方面具有实际且有效的方法，具有改善其应用可靠性的潜力。