软件学报

作者：赵英全，张博凯，王赞，郭以勒，陈佳丽，陈翔，陈俊洁

单位：赵英全，天津大学 智能与计算学部, 天津 30035011,张博凯，天津大学 智能与计算学部, 天津 30035002,王赞，天津大学 智能与计算学部, 天津 30035003,郭以勒，天津大学 智能与计算学部, 天津 30035004,陈佳丽，龙岩学院 数学与信息工程学院, 福建 龙岩 36401205,陈翔，南通大学 人工智能与计算机学院, 江苏 南通 22601906,陈俊洁，天津大学 智能与计算学部, 天津 30035007

关键词：大语言模型;测试程序生成;Java编译器;Java虚拟机;编译器测试;JVM测试

基金：国家重点研发计划(2024YFB4506300);国家自然科学基金(62472310, 62322208, 62232001, 12411530122)

Java编程语言自诞生以来，就始终处于不断发展和演变的过程中。随着新语言特性及编程范式的不断涌现，Java的表达能力和执行效率在不断提升，推动了整个软件生态的进步。为了确保Java生态的安全性和稳定性，研究人员设计了多种针对Java编译器及虚拟机的测试程序生成方法，以检测潜在的缺陷。然而，现有工作主要针对成熟的语法设计测试程序生成方法或变异策略，难以对语言新特性进行有效地测试。为此，本文提出一种基于大语言模型的Java新特性测试程序生成方法LumiX。首先，LumiX利用大模型对使用自然语言描述的新语言特性进行总结，概括得到新特性的使用描述；随后，LumiX以历史揭错测试程序作为种子程序，利用程序分析工具提取种子程序中可复用的程序元素，结合新特性的使用描述，利用大模型生成针对新特性的代码片段。新生成的代码片段将被插入至种子程序中，生成能够覆盖新特性的测试程序。最后，LumiX设计了双层的差分测试方法，分别利用不同的Java编译器（javac和ECJ）及Java虚拟机（Hotspot和OpenJ9）对新生成的测试程序进行编译和执行，通过对比不同编译器和虚拟机的执行结果来检测潜在的缺陷。实验结果表明，LumiX能够有效生成覆盖Java语言新特性的测试程序，并提升现有工具对Java语言新特性的测试能力。同时，本文将LumiX应用于最新发布的Java编译器以及虚拟机的测试中，累计发现16个未知缺陷，其中12个已被开发人员确认或修复。

来源：2026年第7期

《软件学报》期刊编辑部

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