Python語(yǔ)言在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用

華劍南

摘 要

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在敏捷開發(fā)、持續(xù)集成和持續(xù)交付中起著非常重要的作用。它對(duì)加快新功能發(fā)布，縮短現(xiàn)場(chǎng)問題解決時(shí)間，提升用戶感受度，乃至提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力都至關(guān)重要。本文結(jié)合筆者在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)建設(shè)中的實(shí)踐，具體描述了利用Python語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成的基于機(jī)器人框架，關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)的案例。最后指出了這套系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn)的方向。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng) 機(jī)器人框架（Robot Framework，RF） 關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng) Python

1 自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介

筆者參與開發(fā)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，和編譯服務(wù)器關(guān)聯(lián)，由系統(tǒng)掃描偵測(cè)，實(shí)現(xiàn)基于某種策略的版本自動(dòng)下載（最大頻度測(cè)試，最相關(guān)版本測(cè)試，如包含本測(cè)試組發(fā)現(xiàn)的軟件缺陷版本優(yōu)先，或指定版本測(cè)試等），然后分發(fā)到相應(yīng)設(shè)備，進(jìn)行版本升級(jí)安裝，觸發(fā)測(cè)試用例的運(yùn)行，生成測(cè)試報(bào)告，發(fā)送郵件給項(xiàng)目干系人，更新測(cè)試記錄等。

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)在第一時(shí)間觸發(fā)測(cè)試，能更頻繁地測(cè)試各個(gè)版本，能運(yùn)行更多、更繁瑣的測(cè)試，進(jìn)而在缺陷出現(xiàn)時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)縮小缺陷出現(xiàn)的代碼范圍，便于定位問題，解決問題，這為敏捷開發(fā)持續(xù)集成，持續(xù)發(fā)布提供了強(qiáng)有力的支撐。

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，基于機(jī)器人框架（robot Framework，RF），RF有豐富的庫(kù)，使用關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)，選擇等邏輯，測(cè)試用例中支持變量的使用，測(cè)試人員可以創(chuàng)建自己需要的關(guān)鍵字，具有很大的靈活性和可擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)定制的復(fù)雜或特殊的功能。ride 是RF的編輯工具，測(cè)試用例可以用表格輸入，使得測(cè)試人員以類似于自然語(yǔ)言的方式（關(guān)鍵字）來(lái)描述測(cè)試用例， 即使沒有編程基礎(chǔ)的測(cè)試人員也容易上手，而RF會(huì)將關(guān)鍵字轉(zhuǎn)化為測(cè)試動(dòng)作（底層即Python類方法，函數(shù)的調(diào)用）。

Python是一種面向?qū)ο蟆⒔忉屝?、跨平臺(tái)的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以應(yīng)用于自動(dòng)化測(cè)試，數(shù)據(jù)分析等眾多領(lǐng)域，Python用代碼縮進(jìn)來(lái)代替花括號(hào)，表示語(yǔ)句塊邏輯層次，既使得源程序風(fēng)格接近，又提高了可讀性；Python的類庫(kù)齊全并且產(chǎn)出率高，實(shí)現(xiàn)相同的功能，Python 比很多其他語(yǔ)言代碼量少，這意味著易維護(hù)，出現(xiàn)問題的概率也下降。RF就是一種基于Python的可擴(kuò)展關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)的通用自動(dòng)化測(cè)試框架。

2 Python語(yǔ)言在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用

利用RF編寫定制的測(cè)試用例，需要開發(fā)自己的關(guān)鍵字，編寫自定義python庫(kù)。下文通過一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹這個(gè)過程。

首先，在python安裝目錄c：＼Python27＼Lib＼site-packages＼下新建一個(gè)文件夾NewUE，文件夾名就是庫(kù)名，然后，在該文件夾內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)python文件ueclass.py，代碼中定義一個(gè)UEClass類，類中定義了一個(gè)ue1Behavior方法，該方法即RF中的新關(guān)鍵字。

在NewUE文件夾內(nèi)再創(chuàng)建文件名 __init__.py 文件，RF通過這個(gè)初始化文件獲取新關(guān)鍵字類。它的類名和庫(kù)名相同， 括號(hào)里的類是ueclass.py中定義的類：

fromueclass import UEClass

classNewUE（UEClass）：

ROBOT_LIBRARY_SCOPE = 'GLOBAL'

自定義的NewUE庫(kù)就創(chuàng)建好了，在RF的編輯器ride中導(dǎo)入這個(gè)庫(kù)，然后即可使用新創(chuàng)建的關(guān)鍵字。如果要新增關(guān)鍵字ue2Behavior，只要在UEClass類中增加名為ue2Behavior的方法即可。

導(dǎo)入新庫(kù)，若庫(kù)名顯示為黑色，表明導(dǎo)入成功，若紅色則表明導(dǎo)入失敗?？梢酝ㄟ^在一個(gè)python文件中import NewUE來(lái)調(diào)試，通?？梢愿鶕?jù)出錯(cuò)消息提示框，排除源文件中的錯(cuò)誤。修正錯(cuò)誤后，把原來(lái)的 *.pyc 全刪除，運(yùn)行如下命令編譯，然后重新導(dǎo)入：

python -m compileallueclass.py

python -m compileall __init__.py

如圖1所示。

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的理想目標(biāo)是全自動(dòng)，在策略和任務(wù)定義好后，免予人工干預(yù)。為達(dá)到這一目標(biāo)，需要實(shí)現(xiàn)RF和其他系統(tǒng)的配合。下文介紹在這套系統(tǒng)中開發(fā)的三個(gè)重要模塊：下載，定制測(cè)試報(bào)告，郵件分發(fā)模塊。

編譯隨時(shí)可能完成，系統(tǒng)需要有自動(dòng)下載功能（關(guān)鍵字Auto_DL）以免浪費(fèi)時(shí)間， 基本的過程如下， 首先系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)，即還未開始測(cè)試或上次測(cè)試任務(wù)已完成， Auto_DL會(huì)定時(shí)登錄到指定服務(wù)器，檢測(cè)是否有新版本編譯完成，并判斷該版本是否可用：按上文提及的某種特定的策略選擇新版本，判斷該版本是否符合自動(dòng)化測(cè)試的最低要求，例如已通過冒煙測(cè)試，通過則可下載該版本，退出Auto_DL， 觸發(fā)下一個(gè)環(huán)節(jié)，升級(jí)安裝該版本。這個(gè)過程循環(huán)往復(fù)，以達(dá)到盡快測(cè)試符合策略的版本或盡可能多地測(cè)試各種版本等目的.本系統(tǒng)用Python 自帶的標(biāo)準(zhǔn)模塊urllib2， re實(shí)現(xiàn)新版本偵測(cè)和判斷是否為可用版本，發(fā)送HTTP request，在獲取的返回信息中，利用正則表達(dá)式標(biāo)準(zhǔn)模塊re中的搜索函數(shù)findall和符合指定特征的正則表達(dá)式判斷是否需要下載新版本；用Python 自帶的標(biāo)準(zhǔn)模塊ftplib實(shí)現(xiàn)文件下載， 直接導(dǎo)入ftplib，生成一個(gè)FTP對(duì)象，連接到ftp服務(wù)器， 以寫模式在本地打開接收文件， 接收服務(wù)器上的文件并寫入本地文件，最后關(guān)閉文件，完成下載工作。

下載完成后，系統(tǒng)自動(dòng)安裝并執(zhí)行測(cè)試用例。RF能產(chǎn)生測(cè)試報(bào)告，但是無(wú)法定制測(cè)試報(bào)告，新開發(fā)的定制測(cè)試報(bào)告模塊就是根據(jù)測(cè)試管理團(tuán)隊(duì)的特殊要求，提供符合需求的報(bào)告， 可以包括測(cè)試團(tuán)隊(duì)名字，測(cè)試時(shí)間，測(cè)試環(huán)境的硬件配置，軟件版本信息， 測(cè)試用例運(yùn)行結(jié)果匯總情況， 是否更新測(cè)試記錄或需要進(jìn)一步分析等。測(cè)試結(jié)果由網(wǎng)頁(yè)和附件的形式發(fā)送給指定接收人。同時(shí)，除了測(cè)試結(jié)果文件，還提供超鏈接，可以查看測(cè)試日志等，特別是當(dāng)測(cè)試用例失敗后，測(cè)試人員可以進(jìn)一步分析日志，確定是哪個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了軟件缺陷，對(duì)應(yīng)的開發(fā)人員也可以根據(jù)日志，修正軟件缺陷，提供新版本給測(cè)試人員再次驗(yàn)證。

定制報(bào)告生成后，需要發(fā)送測(cè)試結(jié)果，郵件發(fā)送模塊利用Python 自帶的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，smtplib， configparser， email等。為把數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯分離， 通常把郵件服務(wù)器地址，用戶名，密碼，發(fā)件人等寫入配置文件， 在主程序中這些信息由configparser來(lái)解析，可以把主機(jī)名傳遞給SMTP構(gòu)造函數(shù)，然后用smtplib.SMTP（）創(chuàng)建一個(gè)smtp對(duì)象，用smtp.login（）進(jìn)行登錄操作， 最后用smtp.sendmail（）發(fā)送郵件，用smtp.quit（）方法關(guān)閉連接。

Sendmail（sender，recipients，message）方法可用于發(fā)送電子郵件，參數(shù)Sender，recipients分別是郵件發(fā)送者和接收者地址列表，從配置文件中讀取，參數(shù)Message是一個(gè)長(zhǎng)字符串格式的消息，本模塊中將網(wǎng)頁(yè)形式的測(cè)試報(bào)告解析后作為郵件正文發(fā)送給接收方。創(chuàng)建MIMEMultipart對(duì)象，獲取郵件主題等信息，創(chuàng)建MIMEText對(duì)象，讀取網(wǎng)頁(yè)文件內(nèi)容，再用MIMEMultipart對(duì)象的attach，把網(wǎng)頁(yè)文件內(nèi)容包含到MIMEMultipart對(duì)象中。Sendmail（）方法最終完成郵件發(fā)送。

改進(jìn)方向：

本測(cè)試系統(tǒng)主要是回歸測(cè)試，不可能完全取代手工測(cè)試，有些情況下不適合自動(dòng)化測(cè)試，例如探索性測(cè)試，軟件版本很不穩(wěn)定，測(cè)試儀表未提供腳本控制接口等。產(chǎn)品新的功能開發(fā)完成后，一般先經(jīng)手工測(cè)試，所以通常自動(dòng)測(cè)試比手工測(cè)試發(fā)現(xiàn)的缺陷要少些，但由于RF的可擴(kuò)展性，我們可以方便地將新測(cè)試用例加入到自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)里來(lái)，不斷提高該系統(tǒng)的測(cè)試覆蓋率。

另一方面，可以進(jìn)一步提高自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的智能，實(shí)現(xiàn)對(duì)日志文件的分析。測(cè)試專家了解預(yù)期測(cè)試結(jié)果，熟悉日志和缺陷的映射關(guān)系，根據(jù)日志可推斷可能的錯(cuò)誤分支，出錯(cuò)模塊等。本系統(tǒng)擬增加日志分析模塊，用于替代人工判斷，利用Python強(qiáng)大的文本分析和正則表達(dá)式搜索功能，結(jié)合業(yè)務(wù)知識(shí)及測(cè)試專家的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)失敗的測(cè)試用例日志進(jìn)行分析，由系統(tǒng)給出日志分析結(jié)果。

3 結(jié)論

本測(cè)試系統(tǒng)主要用于發(fā)現(xiàn)已知的缺陷，確保新功能加入后原有功能不受影響。同時(shí)，由于自動(dòng)化系統(tǒng)很方便進(jìn)行相同測(cè)試用例的大量重復(fù)，進(jìn)而可能發(fā)現(xiàn)手工測(cè)試不易檢出的偶發(fā)問題。

由于新關(guān)鍵字易于擴(kuò)展，隨著產(chǎn)品功能的不斷增加，測(cè)試用例集合也可以不斷地?cái)U(kuò)充。由于RF的可擴(kuò)充性，可以在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中增加新的模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能，大大提高測(cè)試效率并降低測(cè)試工程師重復(fù)勞動(dòng)的強(qiáng)度。測(cè)試人員把精力放在深入理解業(yè)務(wù)邏輯，設(shè)計(jì)新測(cè)試用例，再把新用例應(yīng)用于自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，進(jìn)而形成測(cè)試工作的良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)

[1]Steven F. Lott.譯者：張心韜，蘭亮.責(zé)編：陳冀康.Python面向?qū)ο缶幊讨改蟍M].人民郵電出版社，2016.