自動(dòng)化測試實(shí)現(xiàn)研究

付曉+楊海根

[摘要]隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，需要消耗大量的人力才能進(jìn)行的大量重復(fù)測試帶來的低效率，使進(jìn)行自動(dòng)化測試成為軟件測試的必然趨勢。理想的自動(dòng)化測試能夠按計(jì)劃完全自動(dòng)地運(yùn)行，在開發(fā)人員和測試人員不可能實(shí)行三班倒的情況下，自動(dòng)化測試可以勝任這個(gè)任務(wù)，充分地利用了公司的資源，也避免了開發(fā)和測試之間的等待。對于功能已經(jīng)完整和成熟的軟件，每發(fā)布一個(gè)新的版本，其中大部分功能和界面都和上一個(gè)版本相似或完全相同，這部分功能特別適合于自動(dòng)化測試，從而可以讓測試達(dá)到測試每個(gè)特征的目的。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)化測試；實(shí)現(xiàn)；需求

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.096

軟件測試一個(gè)特點(diǎn)是重復(fù)性，重復(fù)測試讓我們產(chǎn)生厭倦心理，因此人們想到用工具來解決重復(fù)的問題。另外手工還存在精確性的問題，尤其是面對大量數(shù)據(jù)需要檢查時(shí)候，人工的比較和搜索存在效率問題，易出錯(cuò)，覆蓋面低。手工測試存在效率問題，這在軟件產(chǎn)品的研發(fā)后期階段尤其明顯，隨著功能日趨增多，需要檢查的點(diǎn)和測試內(nèi)容也越來越多，人工回歸測試難度增大，很難在短時(shí)間完成大面積測試覆蓋。當(dāng)然，手工測試也有不可替代的地方，比如測試用例的設(shè)計(jì)，界面和用戶體驗(yàn)性測試，正確性的檢查，而自動(dòng)化通過計(jì)算能力，不知疲倦地運(yùn)行，對于數(shù)據(jù)能精確運(yùn)行。因此，在需要重復(fù)執(zhí)行界面操作、計(jì)算、數(shù)值比較、搜索等方面。我們需要充分利用自動(dòng)化測試工具的高效率來幫助測試人員完成測試用例的執(zhí)行，加快回歸速度，提高測試覆蓋率。

1 自動(dòng)化測試準(zhǔn)備

在進(jìn)行項(xiàng)目自動(dòng)化測試之前，首先要考慮以下5個(gè)方面，其次是衡量項(xiàng)目開展自動(dòng)化的一些條件。

（1）測試自動(dòng)化類似于軟件開發(fā)過程

錄制/回放腳本開發(fā)方式是不可能應(yīng)付所有自動(dòng)化測試需求的，因此需要測試人員掌握必要的開發(fā)知識和代碼。

（2）測試自動(dòng)化是一個(gè)長期的過程

自動(dòng)化測試只有長期多次運(yùn)行才能體現(xiàn)出價(jià)值，同時(shí)需要考慮自動(dòng)化測試維護(hù)成本。

（3）確保自動(dòng)化測試的資源，包括人員和技能

最好有專門的自動(dòng)化測試工程師來保證測試自動(dòng)化持續(xù)，需要對項(xiàng)目負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)測試框架和腳本結(jié)構(gòu)，解決各種測試腳本開發(fā)問題。

（4）循序漸進(jìn)開展自動(dòng)化測試

（5）確保測試過程的成熟度

2 自動(dòng)化測試開展

自動(dòng)化測試只有在多次運(yùn)行后，才能體現(xiàn)出自動(dòng)化的優(yōu)勢，只有不斷地運(yùn)行自動(dòng)測試，才能有效預(yù)防缺陷，減輕測試人員手工的回歸測試工作量，如果一個(gè)項(xiàng)目是短期的，則不適合開展，另外，不宜在一個(gè)進(jìn)度非常緊迫的項(xiàng)目中開展自動(dòng)化測試。

自動(dòng)化測試不應(yīng)該在界面尚未穩(wěn)定的時(shí)候開始，但是此時(shí)可以著手準(zhǔn)備自動(dòng)化測試計(jì)劃和準(zhǔn)備工作，自動(dòng)化測試工具評估使用。

首先分析項(xiàng)目的特點(diǎn)，軟件系統(tǒng)采用的開發(fā)工具、語言、技術(shù)平臺等，結(jié)合測試的類型，測試的要求，同時(shí)還要了解目前存在的各種測試工具的情況，根據(jù)選擇的測試工具，進(jìn)行試用，制訂一份詳細(xì)的測試工具使用計(jì)劃。

3 自動(dòng)化測試工具

軟件測試可以按照自動(dòng)化工具類型進(jìn)行分類，軟件自動(dòng)化測試工具是實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)化測試必不可少的關(guān)鍵，因此，選擇一個(gè)優(yōu)秀的、適合自己的測試項(xiàng)目的測試工具是實(shí)現(xiàn)成功自動(dòng)化測試的第一步。

3.1 按用途分類

軟件自動(dòng)化測試工具按安裝用途可分為

測試管理工具

自動(dòng)化功能測試工具

性能測試工具

單元測試工具

白盒測試工具

測試用例設(shè)計(jì)工具

自動(dòng)化測試工具可基于GUI層面進(jìn)行測試，也可基于代碼層面進(jìn)行測試，只要實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化執(zhí)行測試用例，自動(dòng)檢測測試數(shù)據(jù)的測試工具，替代人工進(jìn)行測試步驟的執(zhí)行，從而驗(yàn)證應(yīng)用程序是否滿足了特定功能的測試工具。

3.2 基于代碼層面的功能自動(dòng)化測試工具

基于代碼層面的功能自動(dòng)化測試工具主要是一些單元測試工具，例如junit，這些工具直接訪問被測試的應(yīng)用程序的代碼，對其中的類和函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，輸入各種測試數(shù)據(jù)，檢查函數(shù)的返回值，通過比較返回值與期待值是否一致來判斷測試是否通過。

3.3 基于瀏覽器和DOM 對象模型的功能自動(dòng)化測試工具

例如selenium，這些測試工具直接訪問Web瀏覽器，利用腳本語言操作瀏覽器和Web頁面中包含的DOM對象，從而達(dá)到模擬用戶控制瀏覽導(dǎo)航、頁面元素的操作等效果，并直接獲取DOM對象的屬性，從而獲得Web頁面元素的各種屬性，通過這些屬性判斷測試步驟結(jié)果是否正確。

3.4 基于GUI對象識別的測試工具

目前，大部分自動(dòng)化功能測試工具，尤其是商業(yè)的測試工具，如QTP都是基于GUI對象識別技術(shù)來設(shè)計(jì)的，基于GUI層面的測試需要與各種節(jié)目元素打交道，而且不同的編程語言和開發(fā)工具在界面的表現(xiàn)、事件的響應(yīng)上都略有不同。

QTP同樣是通過查找應(yīng)用程序界面中的各個(gè)控件的屬性來判斷是否與測試對象匹配，還可以根據(jù)控件的類型，把其擁有的可操作方法列舉出來，針對不同平臺和語言編寫的控件，依據(jù)該控件與其他控件能區(qū)分的屬性來判斷其身份，例如控件的類名、控件的文本等。

QTP自動(dòng)化測試工具是一種自動(dòng)測試工具。使用QTP的目的是想用它來執(zhí)行重復(fù)的手動(dòng)測試，主要是用于回歸測試和測試同一軟件的新版本。因此在測試前要考慮好如何對應(yīng)用程序進(jìn)行測試，例如要測試哪些功能、操作步驟、輸入數(shù)據(jù)和期望的輸出數(shù)據(jù)等。QuickTest針對的是GUI應(yīng)用程序，包括傳統(tǒng)的Windows應(yīng)用程序，以及現(xiàn)在越來越流行的Web應(yīng)用。它可以覆蓋絕大多數(shù)的軟件開發(fā)技術(shù)，簡單高效，并具備測試用例可重用的特點(diǎn)。其中包括：創(chuàng)建測試、插入檢查點(diǎn)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、增強(qiáng)測試、運(yùn)行測試、分析結(jié)果和維護(hù)測試等方面。

4 自動(dòng)化測試基本流程

基本流程圖如下。

4.1 制訂測試計(jì)劃

在展開自動(dòng)化測試之前，我們需要做個(gè)測試計(jì)劃，明確測試對象、測試目的、測試的項(xiàng)目內(nèi)容、測試的方法、測試的進(jìn)度要求，并確保測試所需的人力、硬件、數(shù)據(jù)等資源都準(zhǔn)備充分。

4.2 分析測試需求

用例設(shè)計(jì)者根據(jù)測試計(jì)劃和需求說明書，分析測試需求，設(shè)計(jì)測試需求樹，以便用例設(shè)計(jì)時(shí)能夠覆蓋所有的需求點(diǎn)。一般來講，基于Web功能測試需要覆蓋以下幾個(gè)方面：

（1）頁面鏈接測試，確保各個(gè)鏈接正常；

（2）頁面控件測試，確保各個(gè)控件可靠；

（3）頁面功能測試，確保各項(xiàng)操作正常；

（4）數(shù)據(jù)處理測試，確保數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確、處理精確可靠；

（5）模塊業(yè)務(wù)邏輯測試，確保各個(gè)業(yè)務(wù)流程暢通。

4.3 設(shè)計(jì)測試用例

通過分析測試需求，設(shè)計(jì)出能夠覆蓋所有需求點(diǎn)的測試用例，形成專門的測試用例文檔。由于不是所有的測試用例都能用自動(dòng)化來執(zhí)行，所以需要將能夠執(zhí)行自動(dòng)化測試的用例匯總成自動(dòng)化測試用例。必要時(shí)，要將登錄系統(tǒng)的用戶、密碼、產(chǎn)品、客戶等參數(shù)信息獨(dú)立出來形成測試數(shù)據(jù)，便于腳本開發(fā)。

4.4 搭建測試環(huán)境

自動(dòng)化測試人員在用例設(shè)計(jì)工作開展的同時(shí)即可著手搭建測試環(huán)境。因?yàn)樽詣?dòng)化測試的腳本編寫需要錄制頁面控件，添加對象。測試環(huán)境的搭建，包括被測系統(tǒng)的部署、測試硬件的調(diào)用、測試工具的安裝盒設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的布置等。

4.5 編寫測試腳本

根據(jù)自動(dòng)化測試用例和問題的難易程度，采取適當(dāng)?shù)哪_本開發(fā)方法編寫測試腳本。一般先通過錄制的方式獲取測試所需要的頁面控件，然后再用結(jié)構(gòu)化語句控制腳本的執(zhí)行，插入檢查點(diǎn)和異常判定反饋語句，將公共普遍的功能獨(dú)立成共享腳本，必要時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化。當(dāng)然還可以用其他高級功能編輯腳本。腳本編寫好了之后，需要反復(fù)執(zhí)行，不斷調(diào)試，直到運(yùn)行正常為止。腳本的編寫和命名要符合管理規(guī)范，以便統(tǒng)一管理和維護(hù)。

4.6 分析測試結(jié)果、記錄測試問題

應(yīng)該及時(shí)分析自動(dòng)化測試結(jié)果，建議測試人員每天抽出一定時(shí)間，對自動(dòng)化測試結(jié)果進(jìn)行分析，以便盡早地發(fā)現(xiàn)缺陷。如果采用開源自動(dòng)化測試工具，建議對其進(jìn)行二次開發(fā)，以便與測試部門選定的缺陷管理工具緊密結(jié)合。理想情況下，自動(dòng)化測試案例運(yùn)行失敗后，自動(dòng)化測試平臺就會(huì)自動(dòng)上報(bào)一個(gè)缺陷。測試人員只需每天抽出一點(diǎn)時(shí)間，確認(rèn)這些自動(dòng)上報(bào)的缺陷，是否是真實(shí)的系統(tǒng)缺陷。如果是系統(tǒng)缺陷就提交開發(fā)人員修復(fù)，如果不是系統(tǒng)缺陷，就檢查自動(dòng)化測試腳本或者測試環(huán)境。

4.7 跟蹤測試BUG

測試記錄的BUG要記錄到缺陷管理工具中去，以便定期跟蹤處理。開發(fā)人員修復(fù)后，需要對此問題執(zhí)行回歸測試，就是重復(fù)執(zhí)行一次該問題對應(yīng)的腳本，執(zhí)行通過則關(guān)閉，否則繼續(xù)修改。如果問題的修改方案與客戶達(dá)成一致，但與原來的需求有所偏離，那么在回歸測試前，還需要對腳本進(jìn)行必要的修改和調(diào)試。

5 自動(dòng)化測試架構(gòu)

真正的自動(dòng)化測試框架可以不是一個(gè)程序，它僅僅是一種思想和方法的集合，說白了，就是一個(gè)架構(gòu)，它定義了幾層架構(gòu)，定義了各層互相通信的方式。通過這個(gè)架構(gòu)我們才能在上面進(jìn)行拓展我們的測試對象（核心體）、測試庫（鏈接庫）、測試用例集（各個(gè)windows進(jìn)程）、測試用例（線程），而其之間通過參數(shù)的傳遞進(jìn)行通信（即相當(dāng)于系統(tǒng)中的消息傳遞）。

5.1 幾種自動(dòng)化測試框架思想

（1）模塊化思想

就是將一個(gè)測試用例中的幾個(gè)不同的測試點(diǎn)拆分并且將其單個(gè)點(diǎn)的測試步驟進(jìn)行了封裝，形成了一個(gè)模塊。

例如：一個(gè)測試用例要對一個(gè)登錄程序進(jìn)行測試，其中包括：用戶名輸入、密碼輸入以及確定登錄。

那么就可以將用戶名輸入、密碼輸入、確定登錄、取消登錄四個(gè)操作分別封裝在四個(gè)不同的模塊中。測試時(shí)，只需調(diào)用其模塊即可。這樣的話，當(dāng)一個(gè)模塊有變化，你只需單獨(dú)維護(hù)那個(gè)模塊即可，也可以根據(jù)模塊的不同組合成不同的測試用例。

（2）庫思想

就是模塊化思想的升華，其為應(yīng)用程序的測試創(chuàng)造了庫文件（可以是APIs、DLLs等），這些庫文件為一系列函數(shù)的集合。其與模塊化思想不同的是，其拓展了接口思想，即可以通過接口去傳遞參數(shù)，而不是一個(gè)封死的模塊，可以說是一個(gè)多了一個(gè)“門”的交互型模塊。

例如：登錄場景，只是將用戶名輸入、密碼輸入、確定登錄、取消登錄封裝成一個(gè)庫，這個(gè)庫含有一個(gè)函數(shù)Login，這個(gè)函數(shù)Login接收兩個(gè)參數(shù)“用戶名、密碼”，對輸入不同的用戶名和密碼可以進(jìn)行不同的測試用例。也可以用另外一個(gè)函數(shù)Cancle。

（3）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)思想

就是變量不變的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)結(jié)果，不同的數(shù)據(jù)導(dǎo)致了不同的結(jié)果的產(chǎn)生。而對于數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，可以通過很多方式，例如：Excle表、XML（用在Web中）、數(shù)據(jù)庫（DB）、CSV文件、TXT等都可以。

（4）關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)思想

關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)就是一種面向?qū)ο蟮乃枷耄纾篞TP、RFT中，對象可以為一個(gè)數(shù)據(jù)或者一個(gè)關(guān)鍵字，對對象的抓取，可以將其測試對象封裝為一個(gè)關(guān)鍵字，這樣可以對其關(guān)鍵對象進(jìn)行各種操作了，不同的對象可以驅(qū)動(dòng)不同的測試流向與結(jié)果。

5.2 自動(dòng)化測試發(fā)展

（1）第一代自動(dòng)化測試，即自動(dòng)化測試思想剛開始誕生時(shí)，依靠的是傳統(tǒng)的“錄制—回放”技術(shù)，這種技術(shù)與現(xiàn)在的工具的“錄制—回放”思想不一樣，其實(shí)就是一個(gè)“模擬”的過程，即模擬對PC的操作而形成的，其基于你對鍵盤的輸入與對鼠標(biāo)的操作，原理與按鍵精靈等類似，這種機(jī)制對環(huán)境的依賴性太強(qiáng)，對變化性太過敏感，因此不可能發(fā)展成一種規(guī)模。

（2）第二代自動(dòng)化測試，即腳本化的自動(dòng)化測試，利用腳本進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的自動(dòng)化測試，此可以應(yīng)用于CLI與API的自動(dòng)化測試，在此就開始集成了模塊化與庫思想。

（3）第三代自動(dòng)化測試，開始產(chǎn)生了各種自動(dòng)化測試思想，包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)思想，其伴隨著對象化思想的產(chǎn)生，也造就了現(xiàn)在一系列的自動(dòng)化測試軟件，其中都集成了這些思想，從這時(shí)候開始，自動(dòng)化就開始實(shí)現(xiàn)了一定的規(guī)模，開始運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)，并且發(fā)展趨勢越來越快。

5.3 構(gòu)建自動(dòng)化測試框架的策略

做一個(gè)自動(dòng)化測試框架主要是從分層上去考慮，而不是簡簡單單地應(yīng)用一種思想，它是各種思想的集合體。而其中，可以貫穿著自動(dòng)化測試的各種思想，例如：對象層中有關(guān)鍵字的思想、可以將對象庫標(biāo)示在Excel表中進(jìn)行管理，或者應(yīng)用動(dòng)態(tài)搜索的方式傳遞對象識別參數(shù)。tasks層中可以封裝各種方法，形成一個(gè)大型的方法庫，而每個(gè)方法中可以應(yīng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的思想。

6 結(jié) 論

自動(dòng)化測試的優(yōu)點(diǎn)是能夠很快、很廣泛地查找缺陷，同時(shí)可以做很多重復(fù)性的工作，自動(dòng)化功能測試工具無須大量的軟件測試人員手動(dòng)地再次執(zhí)行測試用例，極大地提高了工作效率?？梢詧?zhí)行一些手工測試?yán)щy或不可能進(jìn)行的測試。比如，對于大量用戶的測試，不可能同時(shí)讓足夠多的測試人員同時(shí)進(jìn)行測試，但是卻可以通過自動(dòng)化測試模擬同時(shí)有許多用戶，從而達(dá)到測試的目的。更好地利用資源。將煩瑣的任務(wù)自動(dòng)化，可以提高準(zhǔn)確性和測試人員的積極性，將測試技術(shù)人員解脫出來投入更多精力設(shè)計(jì)更好的測試用例。

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