1294.93 Reactive 동작 검증 테스트

1294.93 Reactive 동작 검증 테스트

1. Reactive 동작의 검증 대상

ReactiveSequence와 ReactiveFallback의 핵심 특성은 매 Tick마다 첫 번째 자식부터 재평가하는 비상태적 동작이다. 이 동작의 검증은 세 가지 측면에 집중한다. 첫째, 이전에 완료된 자식이 매 Tick 재평가되는지 확인한다. 둘째, 앞쪽 자식의 상태 변화가 뒤쪽 RUNNING 자식의 Halt를 올바르게 유발하는지 확인한다. 셋째, 조건 노드의 동적 변화에 대한 즉각적 반응이 이루어지는지 확인한다(Faconti, 2022).

2. ReactiveSequence의 재평가 검증

2.1 매 Tick 재평가 테스트

TEST(ReactiveSequence, ReevaluatesFromFirst) {
    // condition: 매 Tick 재평가 대상
    // asyncAction: RUNNING 상태 유지
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(condition->tickCount(), 1);
    EXPECT_EQ(asyncAction->tickCount(), 1);
    
    // Tick 2: condition이 다시 평가됨
    condition->resetTickCount();
    asyncAction->resetTickCount();
    
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(condition->tickCount(), 1);  // 재평가됨!
    EXPECT_EQ(asyncAction->tickCount(), 1);
}

Memory 변형(SequenceNode)과 달리, ReactiveSequence는 Tick 2에서도 condition을 재평가한다. condition->tickCount()가 1인 것이 이를 입증한다.

2.2 SequenceNode와의 대비 테스트

// 동일 시나리오에서 SequenceNode의 동작
TEST(SequenceVsReactive, SequenceSkipsCondition) {
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    seq.executeTick();  // Tick 1: condition S, action R
    
    condition->resetTickCount();
    seq.executeTick();  // Tick 2
    
    EXPECT_EQ(condition->tickCount(), 0);  // Memory: 건너뜀
}

// 동일 시나리오에서 ReactiveSequence의 동작
TEST(SequenceVsReactive, ReactiveReevaluates) {
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    rseq.executeTick();  // Tick 1: condition S, action R
    
    condition->resetTickCount();
    rseq.executeTick();  // Tick 2
    
    EXPECT_EQ(condition->tickCount(), 1);  // Reactive: 재평가
}

동일한 시나리오를 SequenceNode와 ReactiveSequence에 적용하여 동작 차이를 명시적으로 검증한다.

3. 조건 변화에 의한 중단 검증

3.1 ReactiveSequence: 조건 FAILURE에 의한 행동 Halt

TEST(ReactiveSequence, ConditionFailureHaltsAction) {
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: condition S, action R → RUNNING
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(asyncAction->haltCount(), 0);
    
    // Tick 2: condition F → FAILURE, action Halt
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::FAILURE);
    EXPECT_EQ(asyncAction->haltCount(), 1);  // Halt 호출됨
}

조건 노드가 SUCCESS에서 FAILURE로 변하면 ReactiveSequence는 즉시 FAILURE를 반환하고, RUNNING이었던 행동 노드를 Halt한다.

3.2 다중 조건의 순차적 검증

TEST(ReactiveSequence, MultipleConditions) {
    // condition1, condition2, asyncAction
    condition1->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    condition2->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: 모든 조건 통과
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 2: condition1 F → 즉시 FAILURE
    condition1->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    condition2->resetTickCount();
    
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::FAILURE);
    EXPECT_EQ(condition2->tickCount(), 0);  // condition2 평가 안 됨
    EXPECT_EQ(asyncAction->haltCount(), 1);
}

첫 번째 조건이 FAILURE를 반환하면 후속 조건과 행동 노드는 평가되지 않는다. 이는 Sequence의 조기 종료 특성에 의한 것이다.

3.3 중간 조건의 FAILURE

TEST(ReactiveSequence, MiddleConditionFailure) {
    condition1->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    condition2->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // 두 번째 조건만 FAILURE로 변경
    condition2->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::FAILURE);
    EXPECT_EQ(condition1->tickCount(), 2);  // 재평가됨
    EXPECT_EQ(asyncAction->haltCount(), 1);
}

4. ReactiveFallback의 우선순위 전환 검증

4.1 하위 대안에서 상위 대안으로의 전환

TEST(ReactiveFallback, HigherPriorityPreemption) {
    // highPriority: 조건-행동 쌍, lowPriority: 대안 행동
    highPriorityCondition->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    lowPriorityAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: 상위 우선순위 불가, 하위 실행
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 2: 상위 우선순위 가용 → 전환
    highPriorityCondition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    highPriorityAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(lowPriorityAction->haltCount(), 1);  // 하위 Halt
}

ReactiveFallback에서 상위 우선순위 대안이 가용해지면, 현재 RUNNING인 하위 대안이 Halt되고 상위 대안으로 전환된다.

4.2 상위 대안 SUCCESS에 의한 즉시 종료

TEST(ReactiveFallback, HigherPrioritySuccess) {
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: action1 F, action2 R
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 2: action1이 SUCCESS → 즉시 SUCCESS
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::SUCCESS);
    EXPECT_EQ(asyncAction2->haltCount(), 1);  // action2 Halt
}

4.3 FallbackNode와의 대비 테스트

// FallbackNode: 이전 실패 자식 건너뜀 (Memory)
TEST(FallbackVsReactive, FallbackSkipsFailedChild) {
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    fb.executeTick();  // action1 F, action2 R (idx=1)
    
    // action1을 SUCCESS로 변경해도 감지 못함
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    action1->resetTickCount();
    
    fb.executeTick();
    EXPECT_EQ(action1->tickCount(), 0);  // 건너뜀: 변화 미감지
}

// ReactiveFallback: 매 Tick 재평가
TEST(FallbackVsReactive, ReactiveDetectsChange) {
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    rfb.executeTick();
    
    // action1을 SUCCESS로 변경 → 감지
    action1->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    action1->resetTickCount();
    
    rfb.executeTick();
    EXPECT_EQ(action1->tickCount(), 1);  // 재평가: 변화 감지
}

5. RUNNING 이후 자식 Halt 검증

5.1 ReactiveSequence의 후속 자식 Halt

TEST(ReactiveSequence, HaltsChildrenAfterRunning) {
    // 3개 자식: condition, asyncAction1, asyncAction2
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: condition S, action1 R → RUNNING
    // action2는 실행되지 않음
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(asyncAction2->tickCount(), 0);
    
    // Tick 2: condition S, action1 S, action2 R → RUNNING
    asyncAction1->setReturnOnRunning(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 3: condition S, action1 R → RUNNING
    // action1이 다시 RUNNING (재평가로 onStart 호출)
    // action2가 Halt되어야 함
    asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(asyncAction2->haltCount(), 1);  // action2 Halt
}

ReactiveSequence에서 RUNNING을 반환한 자식 이후의 모든 자식이 Halt되는지 검증한다. 이전 Tick에서 더 뒤쪽 자식이 RUNNING이었을 가능성이 있으므로, 이 Halt 동작은 필수적이다.

5.2 ReactiveFallback의 후속 자식 Halt

TEST(ReactiveFallback, HaltsChildrenAfterRunning) {
    asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: action1 R → RUNNING, action2 미실행
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 2: action1 F, action2 R → RUNNING
    asyncAction1->setReturnOnRunning(BT::NodeStatus::FAILURE);
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 3: action1 R → RUNNING, action2 Halt
    asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    EXPECT_EQ(asyncAction2->haltCount(), 1);
}

6. 빈번한 상태 전환 시나리오

6.1 조건 진동(Oscillation) 테스트

TEST(ReactiveSequence, ConditionOscillation) {
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    asyncAction->setReturnOnRunning(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        // 짝수 Tick: 조건 SUCCESS
        condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
        EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
        
        // 홀수 Tick: 조건 FAILURE
        condition->setReturn(BT::NodeStatus::FAILURE);
        EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::FAILURE);
    }
    
    // asyncAction이 10회 Halt되었는지 확인
    EXPECT_EQ(asyncAction->haltCount(), 10);
}

조건이 매 Tick 교대로 SUCCESS/FAILURE를 반환하면, 행동 노드가 매번 시작되고 Halt되는 진동 현상이 발생한다. 이 테스트는 이러한 극단적 상황에서도 노드 상태 관리가 일관되게 유지되는지 검증한다.

6.2 우선순위 진동 테스트

TEST(ReactiveFallback, PriorityOscillation) {
    asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    asyncAction2->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        // action1 가용 → action1 실행
        asyncAction1->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
        EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
        
        // action1 불가 → action2로 전환
        asyncAction1->setReturnOnRunning(BT::NodeStatus::FAILURE);
        EXPECT_EQ(rfb.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    }
    
    // 전환 횟수 검증
    EXPECT_GE(asyncAction1->haltCount(), 4);
    EXPECT_GE(asyncAction2->haltCount(), 4);
}

7. resetChildren()의 효과 검증

7.1 ReactiveSequence의 SUCCESS 시 전체 초기화

TEST(ReactiveSequence, SuccessResetsAll) {
    condition->setReturn(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    asyncAction->setReturnOnStart(BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 1: RUNNING
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::RUNNING);
    
    // Tick 2: action SUCCESS → 전체 SUCCESS
    asyncAction->setReturnOnRunning(BT::NodeStatus::SUCCESS);
    EXPECT_EQ(rseq.executeTick(), BT::NodeStatus::SUCCESS);
    
    // 모든 자식이 IDLE로 초기화되었는지 확인
    EXPECT_EQ(condition->status(), BT::NodeStatus::IDLE);
    EXPECT_EQ(asyncAction->status(), BT::NodeStatus::IDLE);
}

8. Reactive 검증 시 주의 사항

  1. onStart()와 onRunning()의 구분: Reactive 노드에서 자식이 매 Tick 재평가될 때, 자식의 상태에 따라 onStart()(IDLE에서 진입 시) 또는 onRunning()(RUNNING 유지 시)이 호출된다. 테스트에서 이 두 콜백의 호출 시점을 정확히 추적해야 한다.

  2. Halt 후 재시작의 상태 전이: Reactive 동작에 의해 자식이 Halt되면 IDLE로 전환된다. 다음 Tick에서 다시 실행되면 onStart()가 호출된다. 이전 실행의 중간 상태가 보존되지 않음을 검증해야 한다.

  3. Halt 순서의 정확성: ReactiveSequence에서 RUNNING 자식 이후의 자식을 Halt할 때, Halt가 역순(마지막 자식부터)으로 수행되는지 또는 순서에 관계없이 수행되는지는 구현에 의존한다. 테스트에서 Halt 순서에 의존하는 로직이 있다면 이를 명시적으로 검증해야 한다(Faconti, 2022).

참고 문헌

  • Colledanchise, M., & Ogren, P. (2018). Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction. CRC Press.
  • Faconti, D. (2022). BehaviorTree.CPP documentation and API reference. https://www.behaviortree.dev/