關(guān)鍵字驅(qū)動的自動化測試框架設(shè)計與實現(xiàn)

王磊

（棗莊學(xué)院 計算機(jī)科學(xué)系，山東 棗莊，277160）

0 引言

隨著軟件系統(tǒng)的日趨復(fù)雜以及回歸測試等重復(fù)性測試在整個軟件生命周期中所占的重要地位，我們必須使用自動化測試技術(shù)來提高我們的測試效率。自動化測試技術(shù)能幫助軟件開發(fā)人員和測試人員在更短時間內(nèi)開發(fā)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品，通過代替頻繁重復(fù)的手工測試從而節(jié)省了大量的時間和開支。

但是利用捕捉/回放測試工具本身無法提供高效的測試。捕捉產(chǎn)生的腳本對于應(yīng)用的變化過于敏感，以至于測試人員要不停地修改測試腳本。這樣的測試腳本不是我們想要的。我們需要的是一個易于維護(hù)的，可以應(yīng)用于各種不同應(yīng)用的測試模型。

1 傳統(tǒng)自動化測試方式

使用傳統(tǒng)自動化測試方式對測試對象各規(guī)則要點進(jìn)行測試的一般流程如圖1所示，具體如下：首先等待測試對象構(gòu)建生成；得到測試對象后，判斷對象該規(guī)則要點的測試是否需要新的測試數(shù)據(jù)，例如測試對象“證件號碼”的測試規(guī)則要點為：必須是數(shù)字、長度為4個字符。判斷結(jié)果有兩種情況：（1）如果測試需要新的測試數(shù)據(jù)，原來錄制的測試腳本將不能繼續(xù)使用，必須錄制新的腳本以適應(yīng)當(dāng)前測試數(shù)據(jù)的改動，之后再回放測試腳本以驗證測試對象該規(guī)則要點；（2）如果測試不需要新的測試數(shù)據(jù)，則直接回放原測試腳本驗證對象規(guī)則。測試對象該規(guī)則要點驗證完畢后，繼續(xù)進(jìn)行下一規(guī)則要點的驗證，直至測試對象各規(guī)則要點驗證完畢。

可見，按照傳統(tǒng)方式進(jìn)行測試具有：比較容易使用，測試人員不需要額外的編程經(jīng)驗；用例生產(chǎn)簡單，需要設(shè)計的工作很少；直觀的一步一步執(zhí)行方式等優(yōu)點。

圖1 傳統(tǒng)測試流程

但是，這種簡單的錄制、回放過程在實際應(yīng)用中存在很多問題，最常見的一個問題是測試腳本難以重用，當(dāng)對程序界面進(jìn)行錄制時，自動化功能測試工具記錄程序執(zhí)行的全部過程，測試邏輯、測試對象、執(zhí)行動作和測試數(shù)據(jù)包含在一個腳本中，一旦測試的執(zhí)行順序或測試對象有任何變動，都可能造成測試用例被破壞，需要手工修改已錄制好的相應(yīng)測試腳本，或者重新進(jìn)行一次錄制。尤其對于測試對象中需要多條驗證的測試規(guī)則，它的改動會引起大量測試工作的返工，所有相關(guān)腳本都會受到影響，造成測試腳本的日常維護(hù)工作量急劇加大，維護(hù)這樣的腳本是十分困難的。

2 關(guān)鍵字驅(qū)動的思想

如何解決傳統(tǒng)測試過程中遇到的這些問題呢？只有修改測試腳本的結(jié)構(gòu)，才能從根本上解決這個問題：

2.1 界面元素名與測試工具定義對象名的分離

可以在被測程序和生成的測試腳本之間增加一個模型層，它可以將界面上的所有元素映射成對應(yīng)的邏輯對象，測試針對這些邏輯對象進(jìn)行，界面元素的改變只會影響映射表，而不會影響測試。

2.2 執(zhí)行動作與具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)的分離

把測試執(zhí)行的動作和測試具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)分離開來，用關(guān)鍵字描述測試執(zhí)行動作，只說明該步測試執(zhí)行什么動作而不管測試工具具體怎樣執(zhí)行。這樣做是因為測試的實現(xiàn)細(xì)節(jié)通常和特定的測試執(zhí)行工具有著密切的聯(lián)系，比如QTP和RTF。這種分離使得關(guān)鍵字對于實現(xiàn)細(xì)節(jié)不敏感，有利于測試在不同工具間的移植。

2.3 測試腳本與測試數(shù)據(jù)的分離

最后，可以把測試執(zhí)行過程中所需的測試數(shù)據(jù)從腳本中提取出來，在運行時由測試控制模塊從數(shù)據(jù)庫中讀取預(yù)先定制好的數(shù)據(jù)，這樣測試腳本和測試數(shù)據(jù)可以獨立維護(hù)。

采用上述關(guān)鍵字驅(qū)動自動化測試的思想，使執(zhí)行動作、測試對象和測試數(shù)據(jù)相互獨立，最大程度的減少相互之間的影響，徹底解決了使用GUI自動化測試工具產(chǎn)生的問題。

3 軟件自動化測試框架

該測試框架從邏輯上自底向上分為4層，如圖2所示，分別是：由測試對象和識別腳本構(gòu)成的模型層，由標(biāo)簽庫和測試數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的數(shù)據(jù)層，由控制文件構(gòu)成的控制層以及由用例描述原語（ASL）構(gòu)成的應(yīng)用層。本文以自動化測試工具QTP為例，搭建具體的測試框架。

圖2 軟件自動化測試框架

3.1 模型層

框架最底部的模型層由測試工具識別的GUI控件對象以及對象的識別腳本構(gòu)成，模型層負(fù)責(zé)將GUI控件對象和識別腳本分別組織并以友好的方式提供給數(shù)據(jù)層的標(biāo)簽庫模塊使用。

（1） 對象識別腳本

在使用QTP錄制時，QTP自動記錄GUI對象并生成測試腳本。該測試腳本包含了對GUI對象的識別、執(zhí)行動作和測試數(shù)據(jù)，使得測試腳本難以重用和維護(hù)。本文在測試框架模型層中只保留對GUI對象的識別腳本，而把測試數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)層、執(zhí)行動作放到控制層管理，從而實現(xiàn)了相互之間的分離。

（2） GUI控件對象

在測試框架模型層中，通過對界面元素的分析（UI分析）并和QTP對象識別機(jī)制相映射來組織GUI控件對象。UI分析是從被測系統(tǒng)界面入手，記錄頁面層次并把該頁面中的GUI對象以要素的形式記錄到數(shù)據(jù)庫中，如圖3所示，以達(dá)到結(jié)構(gòu)化、層次化管理對象的目的。

圖3 GUI控件對象映射

3.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層由標(biāo)簽庫和測試數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，標(biāo)簽庫保存要素名和識別腳本的映射關(guān)系，測試數(shù)據(jù)庫保存具體的測試數(shù)據(jù)。

（1） 標(biāo)簽庫

標(biāo)簽庫是針對某一個應(yīng)用建立的，它可以通過學(xué)習(xí)而擴(kuò)展，其中包含了圖形用戶界面交互的完整細(xì)節(jié)，包括GUI界面和對象。本文通過打標(biāo)的方式來對具體交互細(xì)節(jié)進(jìn)行封裝：首先利用QTP錄制待測系統(tǒng)的執(zhí)行過程，獲取各測試對象的腳本；然后對錄制腳本進(jìn)行打標(biāo)，實現(xiàn)要素名和測試對象的對應(yīng)；最后對打標(biāo)后的腳本進(jìn)行分解并提取識別腳本和標(biāo)簽，生成標(biāo)簽庫。例如表1中測試腳本中的“開戶.客戶姓名”即為識別腳本Browser("系統(tǒng)-框架頁面").Page("系統(tǒng)-框架面).Frame("Frame").WebEdit("textfield422")的標(biāo)簽。

表1 腳本標(biāo)記實例

通過對QTP腳本的分析，腳本可以分解為下述范式，生成標(biāo)簽庫程序按照相應(yīng)范式對其分解、保存。

●browser.form.object.event value

該范式為B/S結(jié)構(gòu)，其中browser指瀏覽器定位（URL），form指B/S結(jié)構(gòu)中的頁（page），object指用戶界面的對象，event指用戶操作事件，value指數(shù)據(jù)輸入值。表2為B/S結(jié)構(gòu)范式時的實例。

表2 B/S結(jié)構(gòu)范式實例

●form.object.event value

當(dāng)browser為空時，該范式退化C/S結(jié)構(gòu)，其中form指C/S結(jié)構(gòu)中的窗口表單（form），object指界面的對象，event指用戶操作事件，value指數(shù)據(jù)輸入值。表3為C/S結(jié)構(gòu)范式時的實例。

表3 C/S結(jié)構(gòu)范式實例

●object.event value

當(dāng)form取特殊值時，該范式退化為字符仿真終端。在該范式中，關(guān)鍵字對應(yīng)于event，輸入?yún)?shù)對應(yīng)于value。

本文設(shè)計的標(biāo)簽庫以標(biāo)準(zhǔn)XML的形式存儲，將要素名與QTP識別的圖形界面和對象進(jìn)行映射，以供ASL腳本解析時使用。標(biāo)簽庫利用XML元素層次關(guān)系的表達(dá)，清楚定義了業(yè)務(wù)要素所屬的場景。一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成一個標(biāo)簽庫，不同系統(tǒng)的標(biāo)簽庫不能混用。標(biāo)簽庫實例如表4所示。

表4 標(biāo)簽庫實例

（2） 測試數(shù)據(jù)庫

測試數(shù)據(jù)庫提供具體的測試數(shù)據(jù)，其中測試數(shù)據(jù)與UI分析得到的測試對象相對應(yīng)，每個測試對象根據(jù)系統(tǒng)需要，有不同的業(yè)務(wù)規(guī)則，如果業(yè)務(wù)規(guī)則比較復(fù)雜，則把業(yè)務(wù)規(guī)則分解成最小化的規(guī)則，也即測試點。針對每一個測試點，測試人員至少要準(zhǔn)備2條測試數(shù)據(jù)，分別為正例和反例。正例是指符合該測試點測試數(shù)據(jù)；反例是指不符合該測試點的測試數(shù)據(jù)。執(zhí)行測試時必須保證正例能通過而反例不能通過，否則就說明該處存在BUG，測試數(shù)據(jù)庫實例如圖4所示。

3.3 控制層

控制層為自動化測試框架提供了一個控制入口，測試工程師利用控制層實現(xiàn)具體的測試意圖：測試工程師可以對測試的執(zhí)行順序根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，使得測試不必按錄制順序回放；可以通過關(guān)鍵字設(shè)置GUI對象的執(zhí)行動作，實現(xiàn)各種操作；可以通過要素名匹配測試數(shù)據(jù)?？刂莆募鐖D5所示。

圖4 測試數(shù)據(jù)庫實例

其中“說明”部分為生成測試報告做準(zhǔn)備，“開始”部分設(shè)置具體測試邏輯；本例中“key”為動作關(guān)鍵字，框架識別該關(guān)鍵字并生成具體測試工具的腳本實現(xiàn)UI對象的輸入，還可以設(shè)置其他關(guān)鍵字，比如“click”為單擊，“select”為選擇下拉框，“mywait”為等待一段時間等；＜MZ671_2.賬號輸入＞為“MZ671_2”頁面下的“賬號輸入”對象，程序通過標(biāo)簽庫調(diào)用識別腳本和對象進(jìn)行匹配，確定特定測試對象；“$賬號$”為測試數(shù)據(jù)標(biāo)志，通過測試數(shù)據(jù)庫的匹配找到確定的測試數(shù)據(jù)。

圖5 控制文件實例

3.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層通過用例描述原語（ASL）具體實現(xiàn)測試的執(zhí)行：ASL首先獲取測試案例的某一控制文件，得到該測試邏輯并解析出測試數(shù)據(jù)標(biāo)志和標(biāo)簽；然后通過要素標(biāo)簽在標(biāo)簽庫中查找相應(yīng)腳本，匹配測試數(shù)據(jù)庫中測試數(shù)據(jù)，組合生成測試工具QTP可以執(zhí)行的腳本；最后調(diào)用測試工具QTP實施自動化測試。

4 基于關(guān)鍵字驅(qū)動技術(shù)的測試框架實例

本文以1個應(yīng)用來分析下如何在實際中實施關(guān)鍵字驅(qū)動的自動化測試。在某銀行開戶流程的測試中，要求對所有對象進(jìn)行驗證，以保證軟件質(zhì)量。假設(shè)每個測試對象僅需要測試1個正例和1個反例，n個對象的測試組合就是2n次，利用本測試框架，只在測試開始時建立框架體系，對控件對象識別、打標(biāo)并生成標(biāo)簽庫，對測試規(guī)則分析設(shè)計出測試用例。通過這種方式使測試邏輯、測試腳本和測試數(shù)據(jù)相互脫離，在回歸測試中僅通過對控制文件的修改就可以對相同功能、不同數(shù)據(jù)的用例進(jìn)行測試，同時，測試腳本不關(guān)心測試用例，測試的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯都集成在測試數(shù)據(jù)表格之中，測試的設(shè)計就簡化為測試數(shù)據(jù)表格的設(shè)計，程序運行實例如圖6所示。

圖6 測試框架工具運行實例

由上述測試實例可以看出，應(yīng)用關(guān)鍵字驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行自動化測試，可以把測試工程師從繁瑣的重復(fù)性勞動中解放出來，也為軟件產(chǎn)品提供更為高效的、更為精準(zhǔn)的測試，提高產(chǎn)品的競爭力。

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