【软件测试】学习笔记-测试基础架构

news/2024/2/25 14:02:46/文章来源:https://blog.csdn.net/xqdd/article/details/135619876

这篇文章探讨什么是测试基础架构。

什么是测试基础架构?

测试基础架构指的是,执行测试的过程中用到的所有基础硬件设施以及相关的软件设施。因此,我们也把测试基础架构称之为广义的测试执行环境。通常来讲,测试基础 架构主要包括以下内容:

  • 执行测试的机器;
  • 测试用例代码仓库;
  • 发起测试执行的Jenkins Job;
  • 统一的测试执行平台;
  • 测试用例执行过程中依赖的测试服务,比如提供测试数据的统一测试数据平台、提供测试全局配置的配置服务、生成测试报告的服务等;

由于测试基础架构的核心是围绕测试执行展开的,所以我们今天就先来重点讨论一下“执行测试的机器”部分。

这部分内容的展开,从早期最简单的方法谈起,然后探讨这个方法在实际执行中的弊端,并由此引出我们今天讨论的主角:Selenium Grid。

先试想一下:你要在一个典型测试场景中,基于某种浏览器去执行Web应用的GUI测试。这时,你首先要做的就是找到相应的机器,并确保上面已经安装了所需的浏览器。如果这台机器上,还没有安装所需浏览器的话,你需要先安装这个浏览器。一切准备就绪后,你就可以使用这台机器执行测试了。

如果你要执行的测试只需要覆盖一种浏览器的话,那就很简单了,你只要事先准备好一批专门的机器或者虚拟机,然后安装好所需的浏览器就可以了。同时,如果测试用例的数量也不是很多的话,你需要的这批机器或者虚拟机的数量也不会很多。执行测试时,你只要将需要使用的那台机器的地址提供给测试用例就可以了。

其实,这种模式就是典型的“小作坊”模式。“小作坊”模式的特点就是,人工维护一批数量不多(通常在30台以内)的执行测试的机器,然后按需使用。

对于小团队来讲,“小作坊”模式的问题并不大。但是,随着测试覆盖率要求的提升,以及测试用例数量的增加,这种“小作坊”模式的弊端就逐渐显现,并被不断放大了。其中,最主要问题体现在以下四个方面:

  1. 当Web应用需要进行不同浏览器的兼容性测试时,首先你需要准备很多台机器或者虚拟机,并安装所需的不同浏览器;然后,你要为这些机器建立一个列表,用于记录各台机器安装了什么浏览器;最后,你在执行测试时,需要先查看机器列表以选择合适的测试执行机。
  2. 当Web应用需要进行同一浏览器的不同版本的兼容性测试时,你同样需要准备很多安装有同一浏览器的不同版本的测试执行机,并为这些机器建立列表,记录各台机器安装的浏览器版本号,然后执行测试时先查看列表以选择合适的测试执行机。
  3. 测试执行机的机器名或者IP发生变化,以及需要新增或者减少测试机时,都需要人工维护这些机器列表。很显然,这种维护方式效率低下,且容易出错。
  4. 在GUI自动化测试用例的数量比较多的情况下,你不希望只用一台测试执行机以串行的方式执行测试用例,而是希望可以用上所有可用的测试执行机,以并发的方式执行测试用例,以加快测试速度。为了达到这个目的,你还是需要人工管理这些测试用例和测试执行机的对应关系。

这四种情况的问题,可以归结为:测试执行机与测试用例的关系是不透明的,即每个测试用例都需要人为设置测试执行机。

为了改善这种局面,Selenium Grid就应运而生了。

  • 一方面,使用Selenium Grid可以让测试机器的选择变得“透明”。也就是说,我们只要在执行测试用例时指定需要的浏览器版本即可,而无需关心如何找到合适的测试执行机。因为,这寻找符合要求的测试执行机的工作,Selenium Grid可以帮你完成。
  • 另一方面,Selenium Grid的架构特点,天生就能很好地支持测试用例的并发执行。

接下来,我就和你详细聊聊到底什么是Selenium Grid,Selenium Grid的架构是什么样的。

图1 Selenium Grid的架构

从本质上讲,Selenium Grid是一种可以并发执行GUI测试用例的测试执行机的集群环境,采用的是HUB和Node模式。这个概念有些晦涩难懂,我来举个例子吧。

假如,现在有个律师事务所要接受外来业务,那么就会有一个老大专门负责对外接受任务。收到任务后,这个老大会根据任务的具体要求找到合适的手下,然后将该任务分发给手下去执行。

那么,这个老大是怎么知道哪个手下最适合处理这个任务呢?其实,这个老大手下的每个人都会事先报备自己具备的技能,这样老大在分发任务的时候,就可以做到“有的放矢”了。

现在,我们再回到Selenium Grid。Selenium Grid由两部分构成,一部分是Selenium Hub,另一部分是Selenium Node。

将这个律师事务所的例子,与Selenium Grid做个类比,它们的对应关系是:

  • 这个对外的老大对应的是Selenium Hub;
  • 具体执行任务的手下,对应的是Selenium Node;
  • 老大接到任务后分配给手下执行的过程,就是Selenium Hub将测试分配到Selenium Node执行的过程;
  • 老大的手下向他报备自己技能的过程,就是Selenium Node向Selenium Hub注册的过程。

也就是说,Selenium Hub用来管理各个Selenium Node的注册信息和状态信息,并且接收远程客户端代码的测试调用请求,并把请求命令转发给符合要求的Selenium Node执行。

现在,我们已经搞明白了什么是Selenium Grid,以及Selenium Grid的工作模式。Selenium Grid的功能是不是很酷炫呢?那么,Selenium Grid的搭建是不是很难?接下来,我们就看看如何搭建自己的Selenium Grid吧。

在这里,我会依次给你介绍传统的Selenium Grid和基于Docker的Selenium Grid的搭建方法。通过这部分内容我要达到的目的是,可以帮你搭建起属于自己的Selenium Grid。

传统Selenium Grid的搭建方法

我将通过一个实例,和你分享如何搭建一个传统的Selenium Grid。

现在,我们的需求是,搭建一个具有1个Node的Selenium Grid。那么通常来讲我们需要2台机器,其中一台作为Hub,另外一台作为Node,并要求这两台机器已经具备了Java执行环境。

  1. 通过官网下载selenium-server-standalone-.jar文件。这里需要注意的是,不管是Hub还是Node,都使用同一个JAR包启动,只是启动参数不同而已。
  2. 将下载的selenium-server-standalone-.jar文件分别复制到两台机器上。

选定其中一台机器作为Selenium Hub,并在这台机器的命令行中执行以下命令:

  1. java -jar selenium-server-standalone-.jar -role hub

在这条命令中,“-role hub”的作用是将该机器启动为Selenium Hub。启动完成后,这台机器默认对外提供服务的端口是4444。

然后,你就可以在这台机器上通过http://localhost:4444/grid/console观察Selenium Hub的状态,也可以在其他机器上通过http://:4444/grid/console观察Selenium Hub的状态。其中,是这台Selenium Hub机器的IP地址。由于此时还没有Node注册到该Hub上,所以你看不到任何的Node信息。

启动过程和状态信息,分别如图2、3所示。

图2 Selenium Hub启动过程

图3 没有挂载任何Node的Selenium Hub

在另一台作为Selenium Node的机器上执行以下命令:

  1. java -jar selenium-server-standalone-.jar -role node -hub http:// :4444/grid/register

这条命令中,“-role node”的作用是,将该机器启动为Selenium Node,并且通过“-hub”指定了Selenium Hub的节点注册URL。

执行成功后,你可以再次打开http://:4444/grid/console观察Selenium Hub的状态。此时,你可以看到已经有一个Node挂载到了Hub上。这个Node,就是用来实际执行测试的机器了。并且,这个Node上已经缺省提供了5个Firefox浏览器的实例、5个Chrome浏览器的实例和1个IE浏览器的实例,同时默认允许的并发测试用例数是5个。

如果你想自己配置这些内容,可以在启动Node的时候提供不同的启动参数。具体可以指定哪些参数,你可以参考Selenium Grid的官方文档。

如图4所示为Node的启动过程,如图5所示为在Hub端注册Node的过程,如图6所示为挂载完Node后Selenium Hub的状态。

图4 Node的启动过程

图5 Hub端Node注册的过程

图6 挂载完Node后的Selenium Hub状态

完成上述操作后,在测试用例中通过以下代码将测试指向Selenium Hub,然后由Selenium Hub完成实际测试执行机的分配与调度工作。其中,最关键的部分是,创建RemoteWebDriver实例的第一个参数,这个参数不再是一个具体的测试执行机的IP地址或者名字了,而是Selenium Hub的地址。

  1. DesiredCapabilities capability = DesiredCapabilities.firefox(); WebDriver driver = new RemoteWebDriver(new URL(“http://:4444/wd/hub”), capability);

至此,我们就已经完成了Selenium Grid的搭建工作。正如上面的五个步骤所示,这个搭建过程非常简单。接下来,你就自己动手尝试一下吧。

基于Docker的Selenium Grid的搭建方法

目前,Docker技术的广泛普及,再加上它的轻量级、灵活性等诸多优点,使得很多软件都出现了Docker版本。当然,Selenium Grid也不例外。所以,我也会在这里和你简单介绍一下基于Docker的Selenium Grid搭建过程。

在这个搭建过程中,你将会发现基于Docker运行Selenium Grid的话,机器的利用率会得到大幅提高。因为,一台实体机或者虚拟机,往往可以运行非常多的Docker实例数量,而且Docker实例的启动速度也很快。因此,相对于虚拟机或者实体机方案而言,Docker方案可以更高效地创建Node。

接下来,我们就一起看看如何基于Docker来搭建Selenium Grid吧。

在基于Docker搭建Selenium Grid之前,你需要先安装Docker环境。具体安装方法,你可以参考Docker的官方文档。

接下来,你就可以通过以下命令分别启动Selenium Hub和Selenium Node了。

#创建了Docker的网络grid
$ docker network create grid#以Docker容器的方式启动Selenium Hub,并且对外暴露了4444端口
$ docker run -d -p 4444:4444 --net grid --name selenium-hub selenium/hub:3.14.0-europium#以Docker容器的方式启动并挂载了Chrome的Selenium Node
$ docker run -d --net grid -e HUB_HOST=selenium-hub -v /dev/shm:/dev/shm selenium/node-chrome:3.14.0-europium#以Docker容器的方式启动并挂载了Firefox的Selenium Node
$ docker run -d --net grid -e HUB_HOST=selenium-hub -v /dev/shm:/dev/shm selenium/node-firefox:3.14.0-europium

相比基于实体机或者虚拟机搭建Selenium Grid的方法,基于Docker的方式灵活性更大、启动效率也更高、可维护性也更好。而且,在更高级的应用中,比如当我们需要根据测试用例的排队情况,动态增加Selenium Grid中的Node数量的时候,Docker都将是最好的选择。关于这部分内容具体的细节,我会在后面两篇文章中详细展开。

总结

本篇文章从测试基础架构的概念讲起,探讨传统Selenium Grid 和基于Docker的Selenium Grid的搭建方法。

首先,测试基础架构指的是,执行测试的过程中用到的所有基础硬件设施以及相关的软件设施,包括了执行测试的机器、测试用例代码仓库、统一的测试执行平台等。而,今天我针对测试执行的机器这个主题展开了分享。

在最早起的测试执行场景中,采用的方法是由人工维护一批数量不多(通常在30台以内)的执行测试的机器,然后按需使用,完成整个测试过程,这也是典型的“小作坊”模式。随着测试需求日益复杂,“小作坊”模式的缺点也暴露无疑,其中最主要的问题在于:测试执行机和测试用例的对应关系不“透明”,以及由此带来的测试用例并发执行难以实施的问题。

于是,为了解决这个问题,就出现了Selenium Grid。简单地说,Selenium Grid就是一种可以并发执行GUI测试用例的测试执行机的集群环境。由于它采用的是Hub和Node的架构模式,所以很容易就解决了“小作坊”模式的测试用例与测试执行机间的不“透明”关系,以及测试用例并发执行的问题。

而Selenium Grid的搭建也是非常简单。其中,传统Selenium Grid搭建时只要在理解了Selenium Grid架构之后,通过Java命令分别启动Hub和Node即可;而基于Docker的Selenium Grid在搭建时,就更简单了,直接通过Docker命令运行已经封装好的Image就可以了。

这么来看,Selenium Grid功能强大,搭建方法更是简单,也因此已经广泛应用于测试执行环境的搭建中。

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