軟件自動(dòng)化測(cè)試框架設(shè)計(jì)與實(shí)踐

汪邦慧

我們這里說軟件測(cè)試框架是軟件自動(dòng)化測(cè)試的整體解決方案，是一組自動(dòng)化測(cè)試的規(guī)范、測(cè)試腳本的基礎(chǔ)代碼，以及測(cè)試思想、慣例的集合，所有這一切的出發(fā)點(diǎn)是為了減少冗余代碼、提高代碼生產(chǎn)率、提高代碼重用性和可維護(hù)性， 保證自動(dòng)化測(cè)試的高效率和高收益。

自動(dòng)化測(cè)試框架一般可以分為上下兩個(gè)層次，上層是管理整個(gè)自動(dòng)化測(cè)試的開發(fā)，執(zhí)行以及維護(hù)。它可以管理整個(gè)自動(dòng)測(cè)試，包括自動(dòng)化測(cè)試用例執(zhí)行的次序、測(cè)試腳本的維護(hù)、以及集中管理測(cè)試用例、測(cè)試報(bào)告和測(cè)試任務(wù)等。下層主要是測(cè)試腳本的開發(fā)，充分的使用相關(guān)的測(cè)試工具，構(gòu)建測(cè)試驅(qū)動(dòng)，并完成測(cè)試業(yè)務(wù)邏輯。

1.1 自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

自動(dòng)化測(cè)試的核心就是對(duì)象識(shí)別技術(shù)。腳本錄制的主要目的是采集對(duì)象信息并生成相應(yīng)的腳本?；胤诺倪^程就是根據(jù)這些信息進(jìn)行對(duì)象的識(shí)別和執(zhí)行相應(yīng)的腳本。

對(duì)象識(shí)別本質(zhì)是根據(jù)關(guān)鍵屬性來確認(rèn)對(duì)象，然后在該對(duì)象上執(zhí)行相應(yīng)的操作。如下圖所示：

1.2 自動(dòng)化測(cè)試框架的作用

●減少冗余代碼、提高代碼生產(chǎn)率、提高代碼重用性和可維護(hù)性。提高開發(fā)速度，提升測(cè)試代碼的執(zhí)行效率。

●提高軟件代碼質(zhì)量，同時(shí)引入重構(gòu)概念，讓代碼更干凈和富有彈性。

1.3 自動(dòng)化測(cè)試框架的主要類型

●數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試框架

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試是測(cè)試腳本從數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)池，CVS文件，Excel文件等）中讀取輸入和輸出數(shù)值并載入到錄制的或手工編寫的腳本變量中的一種框架。在這種框架里，輸入數(shù)值和輸出數(shù)值都使用變量。測(cè)試數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)文件里而不是在腳本中被硬編碼。不同的數(shù)據(jù)文件對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試用例。在這種模式下數(shù)據(jù)和腳本分離，腳本的利用率、可維護(hù)性大大提高。

●關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)或表格驅(qū)動(dòng)測(cè)試測(cè)試框架

關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)和表格驅(qū)動(dòng)測(cè)試在是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提高自動(dòng)化測(cè)試的靈活性和擴(kuò)展性的框架解決方案。在關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)框架下，除了要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的測(cè)試數(shù)據(jù)表，還要生成一個(gè)關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)表。這個(gè)關(guān)鍵字包含了程序的特性，或者是有關(guān)程序的操作。

基于UI功能的自動(dòng)化測(cè)試

圖形用戶界面（Graphical User InterFace， GUI）就是使用圖像，輸入的文字，帶有圖標(biāo)的計(jì)算機(jī)界面。GUI可以讓用戶通過圖標(biāo)和鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，而不是在命令行中輸入文本。 一般來說，應(yīng)用程序（包括桌面程序和web應(yīng)用）有一些基本的界面控件， 如窗口， 消息對(duì)話框， 菜單， 按鈕， 復(fù)選框， 組合框， 列表框， 文本輸入框， 組選框， 樹形視圖， 瀏覽器， 日期選擇控件等。它們有些是屬于Windows桌面應(yīng)用程序， 有些是屬于Web DOM對(duì)象。

所有軟件的指令都通過這些控件以事件或消息的形式傳遞給后臺(tái)處理程序。自動(dòng)化測(cè)試腳本的開發(fā)過程就是一個(gè)工具模擬人工操作的過程。人員要通過工具去操作（錄制）， 工具要能“學(xué)習(xí)”并掌握這個(gè)過程（對(duì)界面控件的識(shí)別能力），最終能夠獨(dú)立完成測(cè)試（回放）。

2.1 利用HTML DOM編程接口實(shí)現(xiàn)UI自動(dòng)化測(cè)試

HTML DOM（HTML Document Object Model）文檔對(duì)象模型定義了訪問和處理HTML文檔的標(biāo)準(zhǔn)方法。所有的WEB瀏覽器都內(nèi)嵌了DOM解析技術(shù)，包括IE和FireFox等。要改變頁面的某個(gè)元素或節(jié)點(diǎn)，瀏覽器中的JavaScript就需要獲得文檔中所有元素進(jìn)行訪問來獲得每個(gè)對(duì)象的入口。這個(gè)入口，連同對(duì)HTML元素進(jìn)行添加， 移動(dòng)， 改變或移除的方法和屬性，都是通過文檔對(duì)象模型來獲得的（DOM）。

我們來看下，如何用HTML DOM接口來實(shí)現(xiàn)在百度的首頁（見下圖）上完成自動(dòng)搜索。

“文本輸入框”源碼：

“百度一下按鈕”源碼：

如果想通過DOM接口來完成自動(dòng)搜索的過程，則VBScript代碼如下。以下代碼保存在VBS文件里， 雙擊運(yùn)行。

Set WshShell=WScript.CreateObject（"WScript.Shell"）

Set ie=CreateObject（"internetexplorer.application"）

ie.visible=1

ie.navigate（"http：//www.baidu.com"）

Do while （ie.busy=True）

wscript.sleep 1000

Loop

Set docRoot=ie.Document

docRoot.getElementById（"kw"）.value="163"

docRoot.getElementById（"su"）.click

DOM對(duì)象接口就是對(duì)WEB UI實(shí)施自動(dòng)化測(cè)試的技術(shù)基礎(chǔ)， 理論上，只要獲得DOM的根節(jié)點(diǎn)，依次遍歷，就可以對(duì)根下所有的對(duì)象進(jìn)行操作了。但它的缺點(diǎn)是過于低層，需要自動(dòng)化測(cè)試開發(fā)人員對(duì)DOM非常的精通，而且要開發(fā)大量的遍歷函數(shù)，才能完成一個(gè)基本功能的操作。

2.2 QTP測(cè)試工具

QTP（Quick Test Professional）是HP公司提供的自動(dòng)化測(cè)試工具，其腳本語言為VBScript， 目前最新版本為11。 主要為GUI自動(dòng)化測(cè)試提供解決方案。 QTP提供了VB Object， Windows Object， Web Object等對(duì)象接口， 生成的VB Script腳本好具有可讀性好，面向?qū)ο蟮葍?yōu)點(diǎn)。

使用QTP錄制百度搜索的操作， 生成的腳本如下：

QTP在錄制的過程中， 捕捉頁面上的元素，錄制生成了4個(gè)QTP對(duì)象（如下圖）。這些對(duì)象以樹狀的組織形式存儲(chǔ)在QTP的對(duì)象庫里。每個(gè)對(duì)象的屬性存儲(chǔ)了此對(duì)象的相關(guān)信息，對(duì)象的層次關(guān)系代表對(duì)象在界面上的隸屬關(guān)系，即DOM的層次關(guān)系。

當(dāng)腳本回放時(shí)， QTP會(huì)從對(duì)象庫中讀出對(duì)象的屬性， 按對(duì)象層次結(jié)構(gòu)， 依次與頁面上的各個(gè)元素進(jìn)行比較。如果匹配成功則執(zhí)行QTP腳本里的動(dòng)作， 完成回放， 否則，腳本將會(huì)報(bào)錯(cuò)， 停止運(yùn)行。

因此，可以看出QTP是在HTML DOM的基礎(chǔ)上封閉了一套強(qiáng)大的QTP對(duì)象， 使得用戶對(duì)DOM的操作更加直觀和方便。

2.3 QC簡(jiǎn)介

QC（Quality Center）是HP公司的一個(gè)基于 Web 且支持測(cè)試管理的所有必要方面的應(yīng)用程序。QC測(cè)試流程包括四個(gè)階段（指定需求，計(jì)劃測(cè)試，運(yùn)行測(cè)試，跟蹤缺陷）。

指定需求階段， 您可以創(chuàng)建一個(gè)“需求樹”，用于定義您的總體測(cè)試需求， 針對(duì)需求樹中的每個(gè)需求主題， 創(chuàng)建詳細(xì)的測(cè)試需求列表； 計(jì)劃測(cè)試階段， 創(chuàng)建“測(cè)試計(jì)劃樹”， 向計(jì)劃樹中添加每個(gè)測(cè)試的基本定義， 對(duì)于確定要自動(dòng)化測(cè)試的， 使用測(cè)試工具創(chuàng)建測(cè)試腳本； 運(yùn)行測(cè)試階段， 計(jì)劃測(cè)試執(zhí)行并將任務(wù)分配給測(cè)試人員， 自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行測(cè)試集中的測(cè)試；跟蹤缺陷階段， 可以添加缺陷，查看新缺陷， 修復(fù)打開的缺陷。

QTP + QC + 測(cè)試數(shù)據(jù)管理工具 框架實(shí)例

測(cè)試管理平臺(tái)： 管理腳本的開發(fā)；管理腳本的執(zhí)行；管理腳本的維護(hù)；管理測(cè)試的任務(wù)； 管理測(cè)試的報(bào)告

Quick Test Professional （QTP）：讀取測(cè)試數(shù)據(jù)及全局環(huán)境變量；生成測(cè)試腳本 （對(duì)象識(shí)別）； 執(zhí)行測(cè)試腳本 （腳本回放）；報(bào)告測(cè)試結(jié)果

測(cè)試數(shù)據(jù)管理工具（JAVA）：從數(shù)據(jù)庫提取自動(dòng)化測(cè)試數(shù)據(jù)；將測(cè)試數(shù)據(jù)存入測(cè)試數(shù)據(jù)管理文件；多線程并發(fā)提取數(shù)據(jù)

Excel（測(cè)試數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）： 保存測(cè)試數(shù)據(jù) （輸入?yún)?shù)）；保存測(cè)試結(jié)果 （輸出參數(shù)）

XML（全局環(huán)境配置）： 保存全局環(huán)境變量

構(gòu)建測(cè)試數(shù)據(jù)文件實(shí)例

建立外部測(cè)試數(shù)據(jù)文件（Test_Data.xls）。QTP腳本需要從此配置文件里讀取測(cè)試數(shù)據(jù)，需要將輸出參數(shù)寫回該配置文件。實(shí)現(xiàn)腳本與測(cè)試數(shù)據(jù)的分離。

此數(shù)據(jù)文件包含三張表（General， SQL， Other）。 第一張表（General）存放全局性的配置信息（如數(shù)據(jù)庫連接串，站點(diǎn)URL，是否“下載測(cè)試時(shí)所需動(dòng)態(tài)鏈接庫文件”標(biāo)志等）；第二張表（SQL）存放所有QTP腳本需要讀取的測(cè)試數(shù)據(jù)和需要保存的輸出參數(shù)；第三張表（Other）保存一些其它的信息。一般情況下腳本開發(fā)人員需要使用“SQL”表。在該表內(nèi)定義輸入?yún)?shù)的名稱（供腳本讀取），定義輸出參數(shù)的名稱（供腳本寫入），相應(yīng)的SQL（供腳本運(yùn)行此SQL，從DB里自動(dòng)獲取測(cè)試數(shù)據(jù)）。如下面的圖片所示：

管理測(cè)試數(shù)據(jù)工具研發(fā)實(shí)例

通常對(duì)于大型項(xiàng)目的回歸測(cè)試來說， 一般自動(dòng)化測(cè)試數(shù)據(jù)比較多；有的時(shí)候，測(cè)試數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)從數(shù)據(jù)庫里提取， 這時(shí)候就需要有方法在啟動(dòng)腳本前能夠快速的準(zhǔn)備好測(cè)試數(shù)據(jù)，因?yàn)镼TP本身對(duì)多線程支持的不是很好，所以可能需要開發(fā)另外的多線程的工具來支持快速的獲取測(cè)試數(shù)據(jù)。這很重要，不然手工維護(hù)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)將會(huì)是令人沮喪的一件工作。

可以將該配置文件存于MQC的固定路徑下（自動(dòng)化回歸測(cè)試腳本＼通用＼下載全局配置文件），在QC里建立測(cè)試集的時(shí)候，“下載全局配置文件”腳本應(yīng)該首先被選中運(yùn)行，腳本運(yùn)行后，該配置文件將被下載到測(cè)試機(jī)上（c：＼temp＼目錄）供QTP使用。

研發(fā)工具工作流程的基本思路為：讀取測(cè)試數(shù)據(jù)配置文件（Excel） → 加載配置文件中的SQL語句到內(nèi)存 →查詢SQL需要連接的數(shù)據(jù)庫的類型 →連接對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫（并發(fā)） → 執(zhí)行SQL查詢（并發(fā)） → 返回查詢結(jié)果（并發(fā)） →將結(jié)果寫入數(shù)據(jù)配置文件（Excel）→關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接、關(guān)閉系統(tǒng)文件連接

腳本的復(fù)用實(shí)例

為提高QTP腳本的復(fù)用度， 盡可能將常用功能以函數(shù)庫的形式提供出來，或二次封裝常用的函數(shù)接口以方便調(diào)用，或編寫常用的Action供別的腳本調(diào)用?；旧峡梢詫⒋a大致分成三類，如下圖所示：

6.1 構(gòu)建底層庫函數(shù)實(shí)例

6.2 構(gòu)建公共庫模塊腳本實(shí)例

“登錄腳本”：用于登錄系統(tǒng)

“退出腳本”： 該腳本用于退出系統(tǒng)

“獲取訂單腳本”： 該腳本用于從頁面獲取訂單號(hào)

腳本規(guī)范實(shí)例

●在腳本最前面加上基本信息： IE版本，QTP版本，項(xiàng)目名稱，腳本編寫人， 腳本創(chuàng)建時(shí)間，腳本修改時(shí)間，修改說明，輸入?yún)?shù)，輸出參數(shù)，功能描述， 調(diào)用庫函數(shù)說明，調(diào)用共享對(duì)象庫說明，調(diào)用場(chǎng)景恢復(fù)文件說明，調(diào)用存在的Action說明，更改默認(rèn)Action的名稱，業(yè)務(wù)流程說明，其它說明。舉例如上。

●輸入，輸出參數(shù)： 原則上，所有的輸入?yún)?shù)需要定義在配置文件內(nèi)（Test_Data.xls）供腳本讀??； 所有的輸出參數(shù)需要保存入配置文件內(nèi)（Test_Data.xls）供其它腳本視需要讀取。

●檢驗(yàn)點(diǎn)： 一般情況，腳本里應(yīng)該需要加上必要的校驗(yàn)點(diǎn)； 業(yè)務(wù)完成后，需要在頁面上對(duì)業(yè)務(wù)結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)； 有訂單產(chǎn)生的，需要在數(shù)據(jù)庫里校驗(yàn)訂單是否竣工。

●常量命名規(guī)范： 常量的命名應(yīng)該全部用大寫，使用"_"作為單詞間的分隔符，單詞盡量使用全名稱. 如： Public Const MSG_EMPTY_ROW As String = "有空行存在"。

●變量命名規(guī)范： 變量命名大小寫：盡量使用錯(cuò)落有致的大小寫字母命名變量，錯(cuò)誤的命名如STRNAME，正確的命名如strName.用標(biāo)志性的前綴來指明一個(gè)變量的數(shù)據(jù)類型，如：strName， intQuantity， blnFound， dteNow， objCurrent。如果是一般的臨時(shí)性變量定義，應(yīng)該盡可能地簡(jiǎn)單 （如for循環(huán)：for i=0 to 5）.

●參數(shù)命名規(guī)范： 參數(shù)命名的原則是全部用小寫，如果參數(shù)包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的單詞時(shí)，首單詞字母小寫，其他單詞首字母大寫，如stepName、stepDescription。

●函數(shù)命名規(guī)范： 動(dòng)詞+名詞，動(dòng)詞必須小寫，后面的名稱首字母大寫，如getMaterialCode； 當(dāng)函數(shù)名稱不足以表達(dá)其功能時(shí)，應(yīng)使用在函數(shù)頭部加上讓調(diào)用者足夠明白的注釋。

●縮進(jìn)： 必須嚴(yán)格執(zhí)行縮進(jìn)，變量聲明塊不縮進(jìn)，實(shí)現(xiàn)塊必須保證全部縮進(jìn)； 對(duì)于基本的控制結(jié)構(gòu)來說，必須要有縮進(jìn)，如IF、DO、WITH、FOR、WHILE塊。