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自动化测试框架: 设计的重构

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最近对测试框架进行了重构,也对其中原有的一些设计进行了反思。其中不免有一些自我感觉得意之处,因此写出来和大家分享。这是一个重构的过程,所以将以重构的思路来讲述。

重构对于一个系统来说,往往是必要的。他的必要性往往不在于重构的好处,而在于系统的成长的趋势。一个好的系统在初步阶段,在很多方面都会存在成长的空间,就如人在小时候长身体一样,如果补充的营养跟不上,一生都可能会受到影响。

对于我们这个系统来讲,目前也正是初步使用验证阶段,所以重构的可能性非常大。当然了,如果从成本角度来看,在系统重构的时候,必须对系统的使用做严格的管理。幸好我们在早期对这方面比较谨慎,使用范围没有盲目扩展。因此重构所带来的影响会被缩小到最小范围。

那么先来说说这次重构的目的。在原先的框架系统中,设计思路是在Delphi中编写自动化测试,代码通过调用控件的适配接口,最终完成对界面的操作。而这些代码,也被编译到DLL中。这里面就有一些问题:

  1. 每一次修改,都必须重新编译。
  2. 由于DLL被程序Load,不可直接覆盖(替换),所以必须重新启动目标测试系统。
  3. 基本上不可以部分执行脚本。
  4. 自动化代码和自动化框架代码同时暴露给用户

再一次说明一下原先的设计。原先的设计中,自动化代码将作为DLL的一部分被编译进去,而这个DLL会作为程序系统的一部分被装载。本来我想用图形来表示,突然感觉其实可以多多用表达式来表示,我想做一个尝试,这样可以免去图片的麻烦。下面是系统的表示:

被测试系统(自动化框架(自动化代码))

其中括号表示包含关系。可以看到,最终只有一个系统在运行。

在这里关注一下列出的问题重点,这在重构过程中非常重要。因为重构并不是盲目的。需要做到目标准确不偏移。简单点说就是将好刀用在刀刃上。并且要保障重构的结果能呼应最初的目的。并且这次重构属于系统级别的重构,重点不是一些类的调整,而是整天解决方案的革新。

为了解决这些问题,我们思考从脚本入手,进行自动化测试框架的重构。但在做之前,必须考虑好重构系统的稳定性如何保障。系统级别的重构和单元级别的重构的保障机制应该是不一样的。这不得不提到单元测试,但仅仅是单元测试是无法保障的。

第一、系统中大部分类可能都有所改变。针对原先的单元测试必须重新编写。

第二、系统级别的测试不能被单元测试替代。因此非常有必要持续进行。

这里,我并没有做方法上深入探究,但是测试这件事必须做。电脑暂时做不了的事,人来做。我们在单元测试的基础上,持续迭代地对重构后的系统进行系统测试,这样能尽量快速地发现重构中失误所在。

后来发现,在重构过程中,对新的方法编写测试用例更加有效。因为重构往往是在时间紧急的情况下进行的,所犯错误可能比初期编码阶段更容易。这个阶段,旧的单元测试代码和新的单元测试代码能够很好提升系统的稳定性。

现在讲一下重构的过程。重构的目标是,将自动化代码的编写改变为XML的配置。自动化框架通过读取配置,并解析每一段脚本,自动执行。我们先不谈其中的实现技术细节,而是先来谈谈这样的好处。

  1. 脚本是解释性的,因此框架DLL不需要重新编译。
  2. 脚本由于成为配置,那么其管理也就变得更加容易和简单。
  3. 可以让测试人员,完全只是关心业务上的脚本。
  4. 从配置中,可以方便地记录每一步的执行内容。原先的编译方式,失去了很多信息。
  5. 配置可以动态组织,这样有可能实现部分脚本的执行。

重构,就是发现问题到解决问题的过程。相对于设计的不同,在于重构是在现有设计的基础上发现问题。

下面说说实现过程中的细节。在这个过程中,最关键的是脚本的解析。由于之前,针对所有控件,都已经有了封装的接口,因此在这个基础上,我们考虑到采用SOAP的实现思想,通过对接口方法的Invoke,来实现最终的脚本执行。

要实现这个Invoke的过程,就必须深入了解一下Delphi是如何实现SOAP的。这当然是另外一个话题了。有兴趣的可以看一下Invoker.pas中的代码。要实现Invoke的过程,可以有两个选择:

  1. 完全参考SOAP的调用约束
  2. 自己定义结构,自己解析转换参数,实现Invoke

我实际是选择了后者,虽然说对于我理解Invoke原理有了很大帮助,但后来还是证实我的选择不是最好的。先不管这个了。

完成了Invoke的过程,下面就是脚本的设计了。我为脚本的设计,增加了几方面的内容:

  1. 定义TestWindow的概念,表示每一个被测试和编码的窗体。
  2. 定义TestStep的概念,表示对用户界面发出的每一次命令。
  3. 定义TestPackage概念,表示多个TestStep的组合。
  4. 定义TestWindow和TestStep之间的关系。TestWindow包含多个TestStep。每一个TestStep包含多个TestWindow,表示这个命令可能触发的新的测试窗体。

定义这些概念是非常有意义的。可以帮助我们清晰地理解系统,也非常便于以后的技术交流。这也说明了自动化测试框架本身设计的完善和进步。

在定义完成这些概念后,就是完成一个脚本的配置工具。并在这个编辑器上实现脚本的调试和日志功能。调试方面,我们选择了HTTP的调用方式。其实可以选择很多其他方式。一来HTTP的方式,实现起来很简单。二来支持HTTP后,调用自动化测试,只需要通过HTTP就可以了。FinalBuilder和一些Shell都支持这种方式。这对于以后的自动化调用是非常有意义的。

现在系统的架构变了。不再是原先的一个系统了,因为这里引入了一个辅助系统,可以称之为自动化的IDE。再使用上面的方式,我们描述以下系统:

被测试系统(自动化框架)= IDE(自动化脚本)

等号表示系统交互是双方向的。IDE向系统发送脚本,系统向IDE发送LOG。

好了,这次重构基本都完成了。整个过程的中心在于脚本的结构迁移。而重构的前因和结果也都进行了对比。虽然说很多方面的细节也许并没有考虑清楚。但是这次框架设计的重构,还是非常有价值的!而且整个重构的过程,更是框架本身的完善过程。

希望自动化测试框架越来越好!

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