使用selenium进行复杂的web自动化测试

使用分层的 Selenium 框架进行复杂 Web 应用的自动测试

软件工程师, IBM

王晨，是 IBM 中国系统与科技研发中心的软件工程师。从事 IBM Systems Director 开发测试工作。对自动测试、Web 2.0 和 Open Source 等相关领域感兴趣。

简介： 在复杂 Web 应用程序的自动测试中，会产生大量冗余的测试脚本，同时，由于测试场景复杂多变，测试用例的灵活管理与调用是不可回避的需求。在本文中，作者通过将开源 Web 自动测试框架 Selenium 从逻辑上进行了分层，从而提高了测试脚本的复用性与可维护性。通过本文的实例讲解，您将了解该项技巧的原理与关键实现。

发布日期： 2010 年 2 月 22 日 

级别： 中级 

Selenium 概述

Selenium 是一种 Web 应用的自动测试工具，通过模拟用户对 Web 页面的各种操作，可以精确重现软件测试人员编写的 Test Cases 步骤。Selenium 包含三个工具：Selenium-IDE，Selenium-RC 以及 Selenium-Core。其中，Selenium-Core 是驱动 Selenium 工作的核心部分，作为一个用 JavaScript 编写的测试引擎，它可以操作 Web 页面上的各种元素，诸如：点击按钮、输入文本框，以及断言 Web 页面上存在某些文本与 Web 元素等。

Selenium-IDE 是一个 Firefox 插件，能够录制回放用户在 Firefox 中的行为，并把所记录的 Selenese (Selenium Commands) 转化为 Java/C#/Python/Ruby 等语言，在 Selenium-RC 中修改复用。对于较为复杂的 Test Cases，Selenium-IDE 的功能有限，往往用它录制大致的步骤，再转化为测试人员熟悉的编程语言，在此基础上完善，形成更为强大且灵活的 Selenium-RC Test Cases。

Selenium-RC（Selenium Remote Control）在 Web 浏览器与需要测试的 Web 应用间架设代理服务器（Selenium Server），使得 JavaScript 引擎与被测 Web 应用同源，绕开同源策略的（Same Origin Policy），进而取得对 Web 页面进行各种操作的权限。

开发环境配置

以 Java 作为测试用语言为例，在 Eclipse 中新建一个 Java 项目 Test Search Engine，下载 Selenium-RC 软件包，把 selenium server/selenium java client driver 的 Jar 以及 JUnit 库加入到该项目的 Java Build Path。

图 1. Build Path 配置

启动 Selenium-Server，可以在命令行中使用 java -jar 命令直接运行可执行 Jar 包（对于中文 Windows 操作系统且使用 IBM JDK，还需要加参数 -Dibm.stream.nio=true）。如果想在 Java 程序中启动/停止 Selenium-Server，首先，新建一个 RemoteControlConfiguration 对象 rcc，并指定远程控制参数（包括配置 Selenium Server 的监听端口，Firefox 浏览器的 Profile 等），然后新建一个 SeleniumServer 对象，把 rcc 传入 SeleniumServer 的构造函数（对于中文 Windows 操作系统且使用 IBM JDK，在 Eclipse 的 Run Configurations 的 VM arguments 中加入 -Dibm.stream.nio=true）。

清单 1. 使用 Java 启动 / 停止 Selenium Server

                

RemoteControlConfiguration rcc = new RemoteControlConfiguration(); 

rcc.setPort(4444); // 指定 Selenium Server 开放端口

SeleniumServer SELENIUM_SERVER; 

SELENIUM_SERVER = new SeleniumServer(rcc); 

SELENIUM_SERVER.start(); // 启动 server 

// 测试代码

SELENIUM_SERVER.stop(); // 停止 server

此外，Selenium Server 还可以通过 Ant 脚本来控制启动/停止，这提供了另一种灵活而强大的项目控制方式。

清单 2. 使用 Ant 脚本启动 / 停止 Selenium Server

                

          

          

在 Selenium-Server 启动后，建立一个 Selenium 类的实例 selenium，并通过这个实例与 Selenium-Server 进行交互，方法如下。

清单 3. Selenium 实例的启动 / 停止

                

Selenium selenium = new DefaultSelenium(java.lang.String serverHost, 

    int serverPort, 

    java.lang.String browserStartCommand, 

    java.lang.String browserURL); 

selenium.start(); 

// 经由 selenium 控制浏览器模拟各种用户操作

selenium.stop();

Selenium 实例包含丰富接口，可以对各种 Web 元素进行各种操作。例如，在谷歌页面中输入“developerWorks”，点击搜索按钮，在结果页面中验证是否包含“developerWorks 中国”字样等。

清单 4. Selenium 测试的简单示例

                

Selenium selenium = new DefaultSelenium("localhost", 4444, "*firefox", 

    "http://www.google.cn"); 

selenium.start(); // 启动浏览器

selenium.open("/"); // 打开 www.google 

selenium.type("q", "developerworks"); // 输入文本框

selenium.click("btnG");// 点击搜索按钮

selenium.waitForPageToLoad("30000"); // 等待加载结果页面

verifyTrue(selenium.isTextPresent("developerWorks 中国")); // 验证是否存在指定字符

selenium.stop();// 关闭浏览器

当 Selenim 遇到 TestNG

用 Selenium 测试 Web 页面时，所重现的各种行为依赖于测试人员的输入参数，例如：选择下拉餐单的项目，在文本框中输入字符等。不同的测试用例对应不同的输入，若有方法能够简单有效的传入测试用参数，会大大提高测试用例的复用性和可维护性。当 Selenium 遇到 TestNG，这些就可以实现。TestNG 中的 NG，意为 Next Generation，事实上，该测试框架引入了不少新特性：灵活的测试配置，支持 JDK 5 注释，支持数据驱动的测试，强大的执行模型等。

继续上文谷歌搜索的场景，通过实例来了解 TestNG 的用法与功能。

清单 5. TestNG 应用示例

                

@Parameters( { "url", "query-string", "btn-id", "txt-id", "verify-String" }) 

@Test 

public void testGoogle(String url, String queryString, String btnID, 

        String txtID, String verifyString) { 

    selenium = new DefaultSelenium("localhost", 4444, "*firefox", url); 

    selenium.start(); 

    selenium.open("/"); 

    selenium.type(txtID, queryString); 

    selenium.click(btnID); 

    selenium.waitForPageToLoad("30000"); 

    verifyTrue(selenium.isTextPresent(verifyString)); 

    selenium.stop(); 

}

上面的代码清单中，注释 Parameters 指定的参数在 TestNG 测试框架的配置文件 testng.xml 里有具体定义，如下所示：

清单 6. testng.xml 示例

                

不难想到，只要修改 testng.xml 中的参数值，就能由输入参数驱动不同的测试用例。然而，仅仅在 testng.xml 中指定参数有很大的局限性，显然过多的参数会难以维护，无法井井有条地组织分属不同 Test Cases 的输入。在下文中，我们来解决这个问题。

基于 Selenium 的分层测试框架

作者在工作中，测试基于 OSGi 平台的多个插件。每个插件实现特有的功能，有多条测试路径需要覆盖，同时，各个插件之间又有共通之处，可以抽取某些部分进行复用。对此，我们假设这样的场景：分别在谷歌、百度和必应中搜索各种关键字，并在返回的结果页面中验证是否存在目标字符串。每个搜索引擎都可以视为一个待测的组件，分别为它们撰写 Test Cases，并组织成一个 Test Suite，用于执行测试。事实上，3 个搜索引擎的测试由于同质性，还能够合并为一种测试，用不同的输入参数来指定所要测试的那个搜索引擎。这里视为三个组件，只是为了说明如何在 Selenium+TestNG 环境中组织多个测试模块。

自上而下地考虑，上段描述的测试场景能够进行分解。Test Suite 包含三类 Test Cases（谷歌、百度与必应），每类 Test Cases 的一个 Test Case 由若干可复用的 Test Tasks 组成，通过传入不同的参数，Test Task 完成同质的不同行为。在 Test Task 之下，定义相关文件，包含待测试的 Web 页面元素的定位信息。因此，分层 Selenium 框架有三个层次：

∙appObjects —— Web 页面元素定位信息，如按钮与文本框等；

∙tasks ——测试步骤中可复用的行为；

∙test cases ——由 tasks 组成的测试用例。

Web 元素 locators 定义与收集

Selenium 根据 XPath 来定位 Web 元素，XPath 的相关知识不属于本文的内容。前面例子中，在 TestNG 的配置文件 testng.xml 里定义文本框与按钮的 locators，对于复杂的测试场景而言，这不是好的实践。因此，我们在 appObjects 层建立文件，将 Web 页面元素 locators 归入，便于维护使用。Selenium-IDE 的 Find 功能适于完成这一步骤。文件 googlePages.properties 的内容如下：

清单 7. locators 文件示例

                

#define the keys and corresponding XPaht locators of google page. 

googleSearchTxtField=//input[@name='q'] 

googleSearchBtn=//input[@name='btnG']

这时，在 testng.xml 中，删去 locators 相关的 parameters，只需要解析 .properties 文件，生成 locators 的 properties 备用。在所附的源码中可以看到 .properties 文件的解析器 PropUtils 的简单实现。

测试任务分解与实现

为说明任务分解，以简单的搜索过程为例，可以分为输入搜索关键字、点击搜索按钮、以及验证结果页面。实际代码如下所示，不难发现，由参数决定行为方式的测试任务，都接受一个 paraMap 数据结构，并根据其内容在方法内采取适当的行为。通过这种方式，test cases 能够以参数配置文件来驱动测试任务实施其想要的行为。

清单 8. Test Task 代码示例

                

public void openSite() { 

    selenium.open("/"); 

} 

public void typeSearchTxtField(HashMap paraMap) {

    utils.waitForElement((String) elemMap 

        .get(TestGoogleConstants.GOOGLE_SEARCH_TXT_FIELD), 30); 

    selenium.type((String) paraMap 

        .get(TestGoogleConstants.GOOGLE_SEARCH_TXT_FIELD), 

        (String) elemMap 

        .get(TestGoogleConstants.GOOGLE_SEARCH_TXT_FIELD)); 

 } 

public void clickSearchBtn() { 

    utils.waitForElement((String) 

    elemMap.get(TestGoogleConstants.GOOGLE_SEARCH_BTN), 30); 

    selenium.click((String) elemMap.get(TestGoogleConstants.GOOGLE_SEARCH_BTN)); 

} 

public void verifyResult(HashMap paraMap){

    stc.verifyTrue(selenium.isTextPresent((String) 

        paraMap.get(TestGoogleConstants.VERIFY_STRING))); 

}

clickSearchBtn 方法无需参数输入，因为其任务只是点击搜索按钮，在 test cases 需要时调用即可。这里只是以一个简单的例子说明如何分解任务，对于实际的 test case，这个过程会复杂许多，但其后的复用与灵活调用完全值得这些工作的付出。

Test Cases 实现与 Test Tasks 调用

Test Cases 作为一系列测试步骤的集合，可以通过调用若干 Test Tasks 实现。以贯穿本文的搜索引擎为例，以此调用上一部分定义的 test taskss，重现整个测试过程。简单代码如下所示。

清单 9. Test Case 代码示例

                

@Parameters( { "google_se_para_1" }) 

@Test 

public void testGoogle_1(String paraFile) { 

paraMap = (HashMap) XMLParser.getInstance()

        .parserXml(paraFile); 

    tgTasks.openSite(); 

    tgTasks.typeSearchTxtField(paraMap); 

    tgTasks.clickSearchBtn(); 

    tgTasks.verifyResult(paraMap); 

}

Test Cases 在分层 Selenium 测试框架下，就是按照要求调用已有的 Test Tasks。值得注意的是，在上面两个代码列表里的 paraMap 参数。这个哈希表由我们实现的解析器解析参数定义文件而得到。TestNG 的 Parameters 参数机制，使得 Test Cases 能够灵活地指定参数文件，从而驱动不同的 Test Cases。

清单 10. 参数定义文件示例

                

developerworks

        developerWorks 中国  

建立输入参数解析器（parser）及参数文件

Test Cases 与 Test Tasks 的顺畅工作，需要输入参数文件及对应的参数解析器的配合。我们以上面代码清单的例子说明参数文件的格式。 标签在最外层，其内的子元素为具体的参数值，如  标签表示一个页面元素与其对应的输入。 元素的 id 属性与清单 6 中的 . properties 文件定义的 locators 对应，而其子元素  则表示该 locator 的输入值。解析器的具体实现可以参见所附的示例源代码。

导出可执行 Jar 包以部署到各类测试服务器

为了能够把 Selenium 测试脚本导出成一个可执行 Jar 包，我们可以把 testng.xml 中定义的相关内容，在 Java 代码中实现，如下所示。

清单 11. testng.xml 的 Java 表示

                

//suite tag 

XmlSuite suite = new XmlSuite(); 

//set suite name 

suite.setName("Test Search Engine"); 

//set parameter tag 

HashMap para = new HashMap(); 

para.put("google_se_para_1", "/src/resources/google_se_para_1.xml"); 

suite.setParameters(para); 

//test tag 

XmlTest testGoogle = new XmlTest(suite); 

testGoogle.setName("LDAP configuration template"); 

List classes = new ArrayList();

classes.add(new XmlClass(TestGoogleTestCase.class)); 

testGoogle.setXmlClasses(classes);

这份代码列表的功能与前文的 testng.xml 完全相同，把这些代码添加到新定义的类 SearchEngineSuite 的 main 函数中，在这个类的方法中启动并关闭 Selenium 服务器，并把相关文件打成一个可执行 Jar，就可以通过命令行的 java – jar 命令，执行 Selenium 测试。当然，因为具有通用性，也可以部署到各类测试服务器，执行测试。

这里推荐使用 Eclipse 的插件 Fat Jar 导出 runnalbe Jar。首先，填入输出 Jar 的命名，并把 SearchEngineSuite 设置为 Main-Class。然后，勾选”merge individual-sections of all MANIFEST.MF files”，后一项视需求勾选。

图 2. Fat Jar 导出步骤 1

进入下一步，选择要导出的文件，包含源代码以及用到的 Jar 文件，点击完成即可。

图 3. Fat Jar 导出步骤 2

导出后的 runnable Jar，使用命令 java – jar TestSearchEngine_fat.jar 运行即可。

结束语

通读本文不难发现，Selenium 提供了一种 Web 测试的新方法，在分层框架的支持下，其功能更为强大，运用灵活，有很强的复用性。通过指定不同的参数文件，本文的例子可以对 Google 进行不同关键字的测试验证，同样的方法可以应用于百度与必应。并通过 testng.xml 或者其 Java 代码形式整合为一个 Test Suite 运行。在所附源代码中可以看到详细的实现。在作者的实际工作中，复杂的测试需求也能应付自如。