基于BDD的自動化測試框架研究
2016-12-06 12:16:40楊曄
電腦與電信 2016年6期
楊曄
（浙江警官職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)與管理系，浙江 杭州 310018）
基于BDD的自動化測試框架研究
楊曄
（浙江警官職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)與管理系，浙江杭州310018）
敏捷開發(fā)模式的盛行掀起了自動化測試的一輪熱潮，測試和開發(fā)合作越來越密切。本文研究的自動化測試框架，將BDD的敏捷開發(fā)理念與軟件測試相融合，通過統(tǒng)一的Gherkin語言定義驗(yàn)收測試標(biāo)準(zhǔn)，幫助業(yè)務(wù)人員、測試人員和開發(fā)人員形成對需求明確統(tǒng)一的認(rèn)識，然后通過web driver測試代碼實(shí)現(xiàn)可執(zhí)行的驗(yàn)收測試，以TDD的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品代碼。該框架使用Specflow、Selenium和MsTest等測試工具，真正實(shí)現(xiàn)了自動化測試，大大減少了手工測試的壓力，促進(jìn)開發(fā)測試過程中軟件開發(fā)涉眾之間的溝通，及時得到用戶反饋，滿足快速發(fā)布產(chǎn)品的需求，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
自動化測試；BDD；Specflow；Selenium；Scenario
1 引言
隨著信息化步伐不斷加快，軟件作為處理業(yè)務(wù)和提供服務(wù)的重要保障，其開發(fā)任務(wù)日趨繁重，各類管理軟件也變得越來越龐大和復(fù)雜，這就對軟件測試提出了更高的要求。為了節(jié)省大量的時間和開支，必須使用自動化測試技術(shù)代替效率低下的手工測試，節(jié)省軟件測試成本，縮短產(chǎn)品發(fā)布周期。
雖然現(xiàn)在有很多錄制/回放的測試工具可用于自動化測試，但是由于捕捉方式產(chǎn)生腳本的數(shù)據(jù)硬編碼問題，測試人員需要不斷地修改腳本以適應(yīng)應(yīng)用程序的變化，導(dǎo)致測試效率并沒有得到有效提高。因此本文結(jié)合敏捷測試流程和自動化實(shí)施方法，給出基于BDD的自動化測試框架設(shè)計和應(yīng)用分析。
2 BDD開發(fā)原理
軟件開發(fā)過程中最常見的兩個問題是需求和開發(fā)脫節(jié)、開發(fā)和測試脫節(jié)。用戶想要的功能沒有開發(fā)，開發(fā)的功能并非用戶想要，用戶和開發(fā)人員所說語言不同。開發(fā)和測試被認(rèn)為是割裂的，從開發(fā)到測試周期過程，測試自動化程度低。使用BDD（Behavior Driven Development，行為驅(qū)動開發(fā)）技術(shù)可以解決需求和開發(fā)脫節(jié)的問題，從用戶的需求出發(fā)，保證程序?qū)崿F(xiàn)效果與用戶需求一致。BDD的出現(xiàn)解決了測試驅(qū)動開發(fā)中常遇到的問題，比如從哪里開始測試，應(yīng)該測試什么，不應(yīng)該測試什么等。
BDD在繼承TDD（Test Driven Development，測試驅(qū)動開發(fā)）的基礎(chǔ)上，通過為驗(yàn)收測試創(chuàng)建測試，實(shí)現(xiàn)關(guān)注點(diǎn)分離，優(yōu)化過程管理。BDD開發(fā)關(guān)注用戶情景以及圍繞這些情景建立邏輯和測試，通過領(lǐng)域特定語言（Domain Specific Language,DSL）來描述系統(tǒng)行為，再以這些行為為驅(qū)動，編寫產(chǎn)品代碼來實(shí)現(xiàn)這些行為。通過Domain的表達(dá)方式，來描述系統(tǒng)的Feature與用戶的Scenario，并依據(jù)這些Scenario來產(chǎn)生對應(yīng)的code flow template，接著可結(jié)合單元測試的3A原則，即Arrange-Act-Assert，來驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否有滿足這些Scenario。
3 基于BDD的自動化測試框架設(shè)計
自動化測試框架融合框架開發(fā)思想，結(jié)合測試流程和工具，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化測試的規(guī)?；岣邷y試效率，保證測試質(zhì)量。自動化測試框架的好壞直接影響到自動化測試的成功與否。一個完整的自動化框架能夠?yàn)闇y試人員提供測試用例的設(shè)計、開發(fā)、執(zhí)行、結(jié)果分析的界面，為測試過程提供數(shù)據(jù)保存的場所，為測試執(zhí)行提供驅(qū)動。在此基礎(chǔ)上，才能為測試實(shí)現(xiàn)自動化提供技術(shù)可能，加上團(tuán)隊、流程、管理的配合，最終形成一個完整的軟件測試自動化解決方案。本文提出的基于BDD的自動化測試框架圖如圖1所示。
圖1 基于BDD的自動化測試框架圖
該框架融合BDD的開發(fā)流程和分層測試的理念，能夠適應(yīng)敏捷開發(fā)的測試流程，將測試活動前置，實(shí)現(xiàn)了需求的實(shí)例化和可執(zhí)行，真正實(shí)現(xiàn)了自動化驗(yàn)收測試帶來的收益，從而讓團(tuán)隊真正享受到自動化測試帶來的收益。同時該框架使及時全面的回歸測試、穩(wěn)定性測試、兼容性測試成為可能，為持續(xù)集成提供基礎(chǔ)，便于重現(xiàn)或校驗(yàn)偶發(fā)性缺陷。
在框架中，首先獲取客戶的商業(yè)目標(biāo)，找到特征功能，編寫用戶故事，定義與管理用戶需求。然后編寫驗(yàn)收測試用例，定義用戶故事的完成事項(xiàng)，使用BDD規(guī)范的Feature和Scenario，描述驗(yàn)收測試用例所對應(yīng)的系統(tǒng)行為，這樣在驗(yàn)證軟件的同時，自動升級了技術(shù)和功能文檔，更容易開發(fā)出高質(zhì)量的代碼，易于使用、維護(hù)和測試。使用UI測試和Service測試技術(shù)編寫相應(yīng)的Step Template，生成自動化的驗(yàn)收測試用例，這樣就形成了可執(zhí)行的需求規(guī)范。然后進(jìn)入TDD的循環(huán)過程，以測試驅(qū)動完成生產(chǎn)代碼的編寫，同時完成Unit測試。
4 基于BDD的自動化測試工具
進(jìn)行BDD實(shí)踐首先要解決兩個問題，一是如何實(shí)現(xiàn)一個能夠描述系統(tǒng)行為（業(yè)務(wù)價值）、非技術(shù)人員可讀的測試，二是如何讓這個測試變得可執(zhí)行。目前有很多工具可在開發(fā)過程中實(shí)現(xiàn)BDD，包括Jbehave、Cucumber、Lettuce、Rspec和SpecFlow等。這些BDD框架各自提供了一套DSL，開發(fā)人員可以使用DSL描述業(yè)務(wù)需求。同時，這些框架都依賴于Web Driver，BDD框架通過Web Driver調(diào)用瀏覽器的接口，模擬用戶輸入，讀取瀏覽器頁面上顯示的內(nèi)容用于驗(yàn)證。
在本文中的BDD工具，我們將采用ASP.NET MVC框架進(jìn)行開發(fā)，IDE使用Microsoft Visual Studio。在測試框架中，我們將采用SpecFlow和WebDriver工具Selenium實(shí)現(xiàn)自動化驗(yàn)收測試，Service測試和Unit測試將采用MSTest。
5 自動化測試案例應(yīng)用
已知某單位的設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的信息管理、報修處理等功能?，F(xiàn)將使用基于BDD的自動化測試框架，實(shí)現(xiàn)并測試登錄模塊。
（1）用SpecFlow描述業(yè)務(wù)價值
在自動化驗(yàn)收測試層，我們首先安裝配置好BDD測試框架工具SpecFlow，然后根據(jù)用戶需求故事和驗(yàn)收條件，編寫Features和Scenarioes腳本。當(dāng)前登錄功能可以劃分為以下幾個場景：
1)用戶名密碼匹配，登錄成功；
2)用戶名或密碼不匹配，登錄失敗，并給出相應(yīng)提示。
BDD使用Gherkin語言來定義系統(tǒng)行為。Gherkin是一種領(lǐng)域特定語言，它允許我們在不解釋具體執(zhí)行細(xì)節(jié)的情況下，詳細(xì)描述應(yīng)用應(yīng)該如何執(zhí)行。需求的大部分內(nèi)容是由自由文字組成，只有幾個特定的Gherkin關(guān)鍵字：Feature、Scenario、Given、When、And和Then，其他的都是自由文字，并且主要記錄了功能特性是如何被使用的。Gherkin是一種基于行的編程語言，場景中的每一行（Line）就是一個步驟（Step）。
以用SpecFlow的DSL描述登錄成功任務(wù)作說明，其他情況相同，得到測試場景代碼如下：
Feature:User Login
In order to access my account As a user of the website
I want to log into the website
Background:There is a user with the following login detail:
|LoginName|Password|
|my@example.com|test|
Scenario:Login succeed
Given the user is at the login page
When the user fill in the account information:
|LoginName|Password|
|my@example.com|test|
And the user click the login button
Then the user should be at the
|http://localhost:57499/Consumer/Index|
And the page should display the
|pageContent|
|我的設(shè)備管理系統(tǒng)|
這些代碼計劃就是遵循了一定格式的英語，即使看不懂代碼的產(chǎn)品經(jīng)理、業(yè)務(wù)分析師也能夠通過此文檔和開發(fā)人員順暢地交流。用Specflow把一個需求的不同場景描述出來，也是從不同角度闡述了這個需求的業(yè)務(wù)價值。Specflow的目標(biāo)就是書寫可執(zhí)行的，能夠表述業(yè)務(wù)價值的文檔。
（2）Web Driver與頁面交互
接下來需要讓文檔執(zhí)行起來，Specflow提供了把業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行代碼的機(jī)制Step Definition。然后我們使用Web Driver，像真實(shí)用戶那樣打開瀏覽器，輸入用戶名密碼，點(diǎn)擊提交按鈕，驗(yàn)證登錄是否成功。這里我們選用了比較流行的Web Driver框架Selenium 2，具體Step Definition實(shí)現(xiàn)代碼如下：
[Binding]
public class UserLoginSteps
{
private IWebDriver driver;
[Given(@"the user is at the login page")]
public void GivenTheUserIsAtTheLoginPage()
{
driver=new FirefoxDriver();
driver.Navigate().GoToUrl("http://localhost:57499/Account/Login");
}
[When(@"the user fill in the account information:")]
public void WhenTheUserFillInTheAccountInformation (Table table)
{
driver.FindElement(By.Id("LoginName")).SendKeys(table.Rows[0][0]);
driver.FindElement(By.Id("Password")).SendKeys(table. Rows[0][1]);
}
[When(@"the user click the login button")]
public void WhenTheUserClickTheLoginButton()
{
driver.FindElement(By.Id("loginSubmit")).Click();
}
[Then(@"the user should be at the(.*)page:")]
public void ThenTheUserShouldBeAtThePage(string p0, Table table)
{
var expectedURL=table.Rows[0][0];
var actualURL=driver.Url;
Assert.AreEqual(expectedURL,actualURL,"沒有跳轉(zhuǎn)到{0}的頁面。",p0);
} [Then(@"the page should display the(.*)information:")] publicvoid ThenThePageShouldBeDisplayedCorrectly (string p0,Table table)
{
string expectedWords=table.Rows[0][0];
string actualWords=driver.FindElement(By.XPath("html/body/div[1]/div/h1")).Text;
bool isContained=actualWords.Contains(expected-Words);
Assert.IsTrue(isContained,"頁面中沒有找到要檢查的詞語{0}",p0);
driver.Close();
driver.Quit();
driver=null;
}
這段代碼將打開瀏覽器，訪問地址 http://localhost: 51426/Account/Login/，在郵件輸入框輸入“my@example. com”，在密碼輸入框輸入“test”，點(diǎn)擊“登錄”按鈕，驗(yàn)證測試結(jié)果是否正確跳轉(zhuǎn)到“http://localhost:51426/Consumer/Index”，并且打開的頁面包含登錄成功后的“學(xué)生后臺管理首頁”字樣，如果成功，則測試通過，否則失敗。
Web Driver通過調(diào)用瀏覽器的支持自動化的API，模擬真實(shí)用戶在瀏覽器上的操作。把這段代碼放在上面的Step Definition中，當(dāng)Specflow測試運(yùn)行的時候，這段代碼就會運(yùn)行，完成登錄操作。
（3）運(yùn)行自動化驗(yàn)收測試
通過Specflow對需求進(jìn)行編碼，并使用Selenium將其轉(zhuǎn)換成驗(yàn)收測試，這樣真正實(shí)現(xiàn)了和代碼相關(guān)的驗(yàn)收測試，并且可以不依賴具體實(shí)現(xiàn)，而是從UI層上進(jìn)行確認(rèn)。運(yùn)行驗(yàn)收測試的方法可以使用Visual Studio的測試資源管理器，同時使用MSTest。此處以MSTest為例，結(jié)果如下：
*****KnowledgeDot.Test.Specs.Features.LoginFeature.Login-SucceedAsStudent_Given I am at the login page
->done:LoginSteps.GivenIAmAtTheLoginPage()(8.3s)
When I fill in the account information:
---table step argument---
|UserName|Password|Role|
|stu|stu|學(xué)生|
->done:LoginSteps.WhenIFillInTheFollowingForm(
