基于拓?fù)湔{(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試方法的研究

代云華，余立建，廖新良

（1.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 610031； 2.電子科技大學(xué) 軟件學(xué)院，成都 611731)

數(shù)據(jù)通信技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)提出了更高的要求，在保障自動(dòng)化測(cè)試高可靠性的前提下，高效率的自動(dòng)化測(cè)試成了近年來自動(dòng)化測(cè)試發(fā)展的主要瓶頸[1]。目前一般的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)[2]包含任務(wù)管理模塊、任務(wù)調(diào)度模塊、用例執(zhí)行模塊、設(shè)備管理模塊和日志服務(wù)器模塊，如圖1。任務(wù)管理模塊主要提供對(duì)測(cè)試任務(wù)的添加、刪除、查看等管理；任務(wù)調(diào)度模塊主要是按照一定的調(diào)度算法對(duì)提交的各測(cè)試任務(wù)或測(cè)試任務(wù)中的各測(cè)試用例進(jìn)行排序，使測(cè)試任務(wù)或測(cè)試用例按照排好的順序先后執(zhí)行；用例執(zhí)行模塊主要是運(yùn)行調(diào)度后測(cè)試任務(wù)中的測(cè)試用例；設(shè)備管理模塊主要是提供對(duì)設(shè)備的添加、刪除、查看等功能；日志服務(wù)器模塊主要是將測(cè)試過程產(chǎn)生的日志及測(cè)試結(jié)果發(fā)送給相關(guān)的測(cè)試人員?？梢钥闯觯詣?dòng)化測(cè)試效率的提高主要集中在任務(wù)調(diào)度模塊。

1 基于任務(wù)調(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試

圖1 自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

為了提高自動(dòng)化測(cè)試的效率，大部分公司的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)都支持并行運(yùn)行的多個(gè)測(cè)試任務(wù)，每個(gè)測(cè)試任務(wù)完成一組測(cè)試用例，這種方式也稱為基于任務(wù)調(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試[3]，如圖2。與以往手工測(cè)試或串行的自動(dòng)化測(cè)試方法相比，測(cè)試效率提高了許多倍。這種并行運(yùn)行多個(gè)測(cè)試任務(wù)的方式有以下特點(diǎn)：

圖2 基于任務(wù)調(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試

（1）基于優(yōu)先級(jí)的方式調(diào)度任務(wù)。將需要運(yùn)行的任務(wù)按照之前自定義的任務(wù)優(yōu)先級(jí)來排序，優(yōu)先級(jí)相同的任務(wù)再按提交任務(wù)的時(shí)間先后來排序。優(yōu)先級(jí)越高，空閑設(shè)備若滿足該測(cè)試任務(wù)的要求就先執(zhí)行該測(cè)試任務(wù)，若空閑設(shè)備不滿足，則讓低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)先運(yùn)行起來，這樣可以提高設(shè)備的利用率。同時(shí)一旦平臺(tái)中設(shè)備滿足測(cè)試任務(wù)的需求，測(cè)試任務(wù)便可運(yùn)行，這樣多個(gè)任務(wù)可以并行獨(dú)立的運(yùn)行。

（2）測(cè)試設(shè)備的最大化占用。在測(cè)試任務(wù)運(yùn)行之前，需要給該測(cè)試任務(wù)分配所需的測(cè)試設(shè)備，對(duì)所需測(cè)試設(shè)備的選取采用讀取該測(cè)試任務(wù)包含的所有測(cè)試拓?fù)渲袑?duì)設(shè)備的需求，包括設(shè)備類型、設(shè)備的接口類型、設(shè)備連接數(shù)等信息，統(tǒng)計(jì)出該測(cè)試任務(wù)對(duì)測(cè)試設(shè)備的最大需求數(shù)量，選出符合要求的設(shè)備。

（3）測(cè)試用例串行運(yùn)行。測(cè)試任務(wù)中包含的所有測(cè)試用例按照預(yù)先編寫的測(cè)試套件中的先后順序依次執(zhí)行，每運(yùn)行一個(gè)測(cè)試用例，都需要根據(jù)該測(cè)試用例所需的測(cè)試設(shè)備從之前任務(wù)所占用的設(shè)備中選出本測(cè)試用例所需的測(cè)試設(shè)備，然后根據(jù)選出的測(cè)試設(shè)備構(gòu)造拓?fù)洵h(huán)境，再執(zhí)行預(yù)先編寫好的本測(cè)試用例的測(cè)試腳本。

（4）測(cè)試設(shè)備的互斥訪問。一臺(tái)測(cè)試設(shè)備只能被一個(gè)測(cè)試任務(wù)占用，不能被多個(gè)測(cè)試任務(wù)同時(shí)占用，測(cè)試任務(wù)運(yùn)行結(jié)束后能主動(dòng)釋放占用的測(cè)試設(shè)備，供其它測(cè)試任務(wù)繼續(xù)使用。

從上述分析可以看出，采用基于任務(wù)調(diào)度的方式，以測(cè)試用例為最小的測(cè)試腳本單位，每執(zhí)行一個(gè)測(cè)試用例都需要重新選擇一次測(cè)試設(shè)備，重新構(gòu)造一次拓?fù)洌挥挟?dāng)一個(gè)測(cè)試用例執(zhí)行完時(shí)，才能執(zhí)行下一個(gè)測(cè)試用例，這樣大大降低了自動(dòng)化測(cè)試的高效性；另外在測(cè)試任務(wù)執(zhí)行前，測(cè)試設(shè)備的選取是以最大化的占用方式，既節(jié)省了每個(gè)測(cè)試用例在整個(gè)平臺(tái)中選擇測(cè)試設(shè)備所帶來的麻煩，又使得每個(gè)測(cè)試用例占用的測(cè)試設(shè)備與測(cè)試任務(wù)占有的設(shè)備相比通常要少很多，會(huì)形成該測(cè)試任務(wù)實(shí)際上占用了很多的測(cè)試設(shè)備，但大部分時(shí)間卻只用到了其中的少部分，其它因測(cè)試設(shè)備不足而無法運(yùn)行起來的測(cè)試任務(wù)卻被阻塞了；再者，只有平臺(tái)中空閑的設(shè)備滿足了測(cè)試任務(wù)最大的設(shè)備需求后，測(cè)試任務(wù)才能運(yùn)行，否則一直處于等待狀態(tài)，這樣大大降低了設(shè)備的利用率。

2 基于拓?fù)湔{(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試

2.1 拓?fù)湔{(diào)度思想的形成

在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，每一個(gè)需要測(cè)試的任務(wù)（如一個(gè)協(xié)議vlan）包括許多需要測(cè)試的功能點(diǎn)，這些功能點(diǎn)即為一個(gè)測(cè)試用例，一個(gè)測(cè)試用例包含了測(cè)試該功能點(diǎn)需要搭建的拓?fù)洵h(huán)境及在該拓?fù)洵h(huán)境下測(cè)試該功能點(diǎn)的具體步驟（測(cè)試腳本）。因此，一個(gè)測(cè)試任務(wù)包含多個(gè)測(cè)試用例，每個(gè)測(cè)試用例包含一個(gè)拓?fù)?，各測(cè)試用例的拓?fù)溆锌赡苁且粯拥模话闱闆r下，一個(gè)測(cè)試任務(wù)只有幾個(gè)拓?fù)?，即一個(gè)拓?fù)鋵?duì)應(yīng)多個(gè)測(cè)試用例，對(duì)于拓?fù)湎嗤臏y(cè)試用例，需要的測(cè)試設(shè)備是相同的，因此，可以將它們歸為一類，在運(yùn)行時(shí)只用分配一次設(shè)備，構(gòu)造一次拓?fù)浼纯伞?/p>

這樣，對(duì)于一個(gè)測(cè)試任務(wù)，就可以以拓?fù)錇榛締挝粊韯澐譁y(cè)試用例，即基于拓?fù)湔{(diào)度的方式，如圖3。這種方式有以下特點(diǎn)：

圖3 基于拓?fù)湔{(diào)度的自動(dòng)化測(cè)試

（1）各測(cè)試任務(wù)并行運(yùn)行相互獨(dú)立，延續(xù)了基于任務(wù)調(diào)度方式的思想，采用優(yōu)先級(jí)方式調(diào)度測(cè)試任務(wù)。

（2）各測(cè)試拓?fù)溟g的運(yùn)行相互獨(dú)立，即各拓?fù)溥x擇設(shè)備、構(gòu)造拓?fù)洹⑦\(yùn)行腳本等都是互不干擾的；測(cè)試拓?fù)湟灿袃?yōu)先級(jí)關(guān)系，各測(cè)試拓?fù)浒凑兆远x的優(yōu)先級(jí)排序，優(yōu)先級(jí)相同的按照測(cè)試拓?fù)滟Y源需求高低來排序，資源需求相同就任選其中的一個(gè)測(cè)試拓?fù)洹?/p>

（3）在一個(gè)測(cè)試拓?fù)渲?，先選擇本測(cè)試拓?fù)渌璧臏y(cè)試設(shè)備，根據(jù)選出的測(cè)試設(shè)備構(gòu)造拓?fù)?，然后運(yùn)行各測(cè)試用例的腳本。一個(gè)測(cè)試拓?fù)浒鄠€(gè)測(cè)試用例，采用串行的方式運(yùn)行，無需重新選擇測(cè)試設(shè)備和構(gòu)造拓?fù)?，直接沿用上個(gè)測(cè)試用例搭建的拓?fù)洵h(huán)境。

（4） 測(cè)試任務(wù)的狀態(tài)由所包括的各拓?fù)涞臓顟B(tài)決定，只有當(dāng)測(cè)試任務(wù)中的所有拓?fù)渌臏y(cè)試用例都執(zhí)行完后，測(cè)試任務(wù)才算執(zhí)行完。

2.2 拓?fù)湔{(diào)度方式的分析

與基于任務(wù)調(diào)度方式相比，基于拓?fù)湔{(diào)度方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）在測(cè)試設(shè)備滿足的情況下，一個(gè)測(cè)試任務(wù)中的多個(gè)測(cè)試用例并行運(yùn)行，大大減少了該測(cè)試任務(wù)的總體測(cè)試時(shí)間。

（2）從為每個(gè)測(cè)試用例分配設(shè)備、構(gòu)造拓?fù)涞綖椴煌耐負(fù)浞峙湓O(shè)備、構(gòu)造拓?fù)洌?jié)約了系統(tǒng)為測(cè)試腳本準(zhǔn)備測(cè)試拓?fù)洵h(huán)境的時(shí)間。

（3）只要平臺(tái)中空閑的測(cè)試設(shè)備滿足測(cè)試任務(wù)中的某個(gè)測(cè)試拓?fù)涞脑O(shè)備需求，測(cè)試任務(wù)便可運(yùn)行起來，而基于任務(wù)調(diào)度方式只有當(dāng)平臺(tái)中空閑的測(cè)試設(shè)備滿足測(cè)試任務(wù)的最大設(shè)備需求時(shí)，測(cè)試任務(wù)才會(huì)運(yùn)行，否則一直處于等待狀態(tài)。相比之下，基于拓?fù)湔{(diào)度的方式大大提高了設(shè)備的利用率。

（4）一般情況下，自動(dòng)化測(cè)試非常容易受環(huán)境的影響，含多個(gè)測(cè)試用例的測(cè)試任務(wù)經(jīng)常不能一次性全完成，采用原來串行運(yùn)行測(cè)試用例的方式，由于測(cè)試時(shí)間過長(zhǎng)，受環(huán)境影響的概率相應(yīng)增加，采用基于拓?fù)湔{(diào)度的方式，由于測(cè)試時(shí)間相對(duì)更短，也減少了受環(huán)境影響的概率。

2.3 拓?fù)湔{(diào)度方式在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

根據(jù)以上對(duì)拓?fù)湔{(diào)度方式的分析，本文在圖1的基礎(chǔ)上將任務(wù)調(diào)度模塊進(jìn)行細(xì)化，分成了任務(wù)調(diào)度模塊、拓?fù)湔{(diào)度模塊和任務(wù)狀態(tài)更新模塊，如圖4。任務(wù)調(diào)度模塊的主要功能是在測(cè)試任務(wù)隊(duì)列中根據(jù)測(cè)試任務(wù)的優(yōu)先級(jí)選出一個(gè)測(cè)試任務(wù)；拓?fù)湔{(diào)度模塊的主要功能是為任務(wù)調(diào)度模塊選出的測(cè)試任務(wù)所包含的每個(gè)測(cè)試拓?fù)?，根?jù)優(yōu)先級(jí)分配測(cè)試設(shè)備；任務(wù)狀態(tài)更新模塊主要功能是根據(jù)測(cè)試任務(wù)中各測(cè)試拓?fù)洳粩喔淖兊倪\(yùn)行狀態(tài)，更新測(cè)試任務(wù)的狀態(tài)。

3 測(cè)試結(jié)果及分析

圖4 任務(wù)調(diào)度模塊的設(shè)計(jì)

本文的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)采用了目前非常成熟、流行的TCL[4]開發(fā)語言在linux系統(tǒng)上開發(fā)，使用SlickEdit開發(fā)工具，所有測(cè)試參數(shù)使用XML[5]語言，使系統(tǒng)具有協(xié)議描述能力強(qiáng)、靈活性好、移植性好的特點(diǎn)，充分保證了通用性和持續(xù)性。

利用拓?fù)湔{(diào)度方式實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)上測(cè)試各模塊，在平臺(tái)測(cè)試設(shè)備充分的情況下，測(cè)試結(jié)果如表2。與基于任務(wù)調(diào)度方式的測(cè)試結(jié)果相比，節(jié)省了測(cè)試時(shí)間，提高了自動(dòng)化測(cè)試的效率。

表2 各模塊測(cè)試時(shí)間統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語

本文給出了一種基于拓?fù)湔{(diào)度方式設(shè)計(jì)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的方法，該方法應(yīng)用到實(shí)際的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中，大大減少了測(cè)試任務(wù)的總體運(yùn)行時(shí)間，使自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)中的測(cè)試設(shè)備得到了充分的利用，降低了測(cè)試任務(wù)受環(huán)境的影響，提高了自動(dòng)化測(cè)試效率和可靠性。

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