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)展對自動化測試技術(shù)提出了更高的要求，在保障自動化測試高可靠性的前提下，高效率的自動化測試成了近年來自動化測試發(fā)展的主要瓶頸[1]。目前一般的自動化測試系統(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測試任務(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)度算法對提交的各測試任務(wù)或測試任務(wù)中的各測試用例進(jìn)行排序，使測試任務(wù)或測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)度后測試任務(wù)中的測試用例；設(shè)備管理模塊主要是提供對設(shè)備的添加、刪除、查看等功能；日志服務(wù)器模塊主要是將測試過程產(chǎn)生的日志及測試結(jié)果發(fā)送給相關(guān)的測試人員?？梢钥闯?，自動化測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)度的自動化測試

圖1 自動化測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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

圖2 基于任務(wù)調(diào)度的自動化測試

（1）基于優(yōu)先級的方式調(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)先級來排序，優(yōu)先級相同的任務(wù)再按提交任務(wù)的時(shí)間先后來排序。優(yōu)先級越高，空閑設(shè)備若滿足該測試任務(wù)的要求就先執(zhí)行該測試任務(wù)，若空閑設(shè)備不滿足，則讓低優(yōu)先級的任務(wù)先運(yùn)行起來，這樣可以提高設(shè)備的利用率。同時(shí)一旦平臺中設(shè)備滿足測試任務(wù)的需求，測試任務(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）測試設(shè)備的最大化占用。在測試任務(wù)運(yùn)行之前，需要給該測試任務(wù)分配所需的測試設(shè)備，對所需測試設(shè)備的選取采用讀取該測試任務(wù)包含的所有測試拓?fù)渲袑υO(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)出該測試任務(wù)對測試設(shè)備的最大需求數(shù)量，選出符合要求的設(shè)備。

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

（4）測試設(shè)備的互斥訪問。一臺測試設(shè)備只能被一個(gè)測試任務(wù)占用，不能被多個(gè)測試任務(wù)同時(shí)占用，測試任務(wù)運(yùn)行結(jié)束后能主動釋放占用的測試設(shè)備，供其它測試任務(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，以測試用例為最小的測試腳本單位，每執(zhí)行一個(gè)測試用例都需要重新選擇一次測試設(shè)備，重新構(gòu)造一次拓?fù)?，只有?dāng)一個(gè)測試用例執(zhí)行完時(shí)，才能執(zhí)行下一個(gè)測試用例，這樣大大降低了自動化測試的高效性；另外在測試任務(wù)執(zhí)行前，測試設(shè)備的選取是以最大化的占用方式，既節(jié)省了每個(gè)測試用例在整個(gè)平臺中選擇測試設(shè)備所帶來的麻煩，又使得每個(gè)測試用例占用的測試設(shè)備與測試任務(wù)占有的設(shè)備相比通常要少很多，會形成該測試任務(wù)實(shí)際上占用了很多的測試設(shè)備，但大部分時(shí)間卻只用到了其中的少部分，其它因測試設(shè)備不足而無法運(yùn)行起來的測試任務(wù)卻被阻塞了；再者，只有平臺中空閑的設(shè)備滿足了測試任務(wù)最大的設(shè)備需求后，測試任務(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)度的自動化測試

2.1 拓?fù)湔{(diào)度思想的形成

在自動化測試系統(tǒng)中，每一個(gè)需要測試的任務(wù)（如一個(gè)協(xié)議vlan）包括許多需要測試的功能點(diǎn)，這些功能點(diǎn)即為一個(gè)測試用例，一個(gè)測試用例包含了測試該功能點(diǎn)需要搭建的拓?fù)洵h(huán)境及在該拓?fù)洵h(huán)境下測試該功能點(diǎn)的具體步驟（測試腳本）。因此，一個(gè)測試任務(wù)包含多個(gè)測試用例，每個(gè)測試用例包含一個(gè)拓?fù)?，各測試用例的拓?fù)溆锌赡苁且粯拥?，一般情況下，一個(gè)測試任務(wù)只有幾個(gè)拓?fù)?，即一個(gè)拓?fù)鋵?yīng)多個(gè)測試用例，對于拓?fù)湎嗤臏y試用例，需要的測試設(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，對于一個(gè)測試任務(wù)，就可以以拓?fù)錇榛締挝粊韯澐譁y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)度的自動化測試

（1）各測試任務(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)先級方式調(diào)度測試任務(wù)。

（2）各測試拓?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；測試拓?fù)湟灿袃?yōu)先級關(guān)系，各測試拓?fù)浒凑兆远x的優(yōu)先級排序，優(yōu)先級相同的按照測試拓?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)測試拓?fù)洹?/p>

（3）在一個(gè)測試拓?fù)渲?，先選擇本測試拓?fù)渌璧臏y試設(shè)備，根據(jù)選出的測試設(shè)備構(gòu)造拓?fù)洌缓筮\(yùn)行各測試用例的腳本。一個(gè)測試拓?fù)浒鄠€(gè)測試用例，采用串行的方式運(yùn)行，無需重新選擇測試設(shè)備和構(gòu)造拓?fù)洌苯友赜蒙蟼€(gè)測試用例搭建的拓?fù)洵h(huán)境。

（4） 測試任務(wù)的狀態(tài)由所包括的各拓?fù)涞臓顟B(tài)決定，只有當(dāng)測試任務(wù)中的所有拓?fù)渌臏y試用例都執(zhí)行完后，測試任務(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）在測試設(shè)備滿足的情況下，一個(gè)測試任務(wù)中的多個(gè)測試用例并行運(yùn)行，大大減少了該測試任務(wù)的總體測試時(shí)間。

（2）從為每個(gè)測試用例分配設(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)?，?jié)約了系統(tǒng)為測試腳本準(zhǔn)備測試拓?fù)洵h(huán)境的時(shí)間。

（3）只要平臺中空閑的測試設(shè)備滿足測試任務(wù)中的某個(gè)測試拓?fù)涞脑O(shè)備需求，測試任務(wù)便可運(yùn)行起來，而基于任務(wù)調(diào)度方式只有當(dāng)平臺中空閑的測試設(shè)備滿足測試任務(wù)的最大設(shè)備需求時(shí)，測試任務(wù)才會運(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，自動化測試非常容易受環(huán)境的影響，含多個(gè)測試用例的測試任務(wù)經(jīng)常不能一次性全完成，采用原來串行運(yùn)行測試用例的方式，由于測試時(shí)間過長，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，由于測試時(shí)間相對更短，也減少了受環(huán)境影響的概率。

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

根據(jù)以上對拓?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試任務(wù)隊(duì)列中根據(jù)測試任務(wù)的優(yōu)先級選出一個(gè)測試任務(wù)；拓?fù)湔{(diào)度模塊的主要功能是為任務(wù)調(diào)度模塊選出的測試任務(wù)所包含的每個(gè)測試拓?fù)?，根?jù)優(yōu)先級分配測試設(shè)備；任務(wù)狀態(tài)更新模塊主要功能是根據(jù)測試任務(wù)中各測試拓?fù)洳粩喔淖兊倪\(yùn)行狀態(tài)，更新測試任務(wù)的狀態(tài)。

3 測試結(jié)果及分析

圖4 任務(wù)調(diào)度模塊的設(shè)計(jì)

本文的自動化測試系統(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)的自動化測試系統(tǒng)在自動化測試平臺上測試各模塊，在平臺測試設(shè)備充分的情況下，測試結(jié)果如表2。與基于任務(wù)調(diào)度方式的測試結(jié)果相比，節(jié)省了測試時(shí)間，提高了自動化測試的效率。

表2 各模塊測試時(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)自動化測試系統(tǒng)的方法，該方法應(yīng)用到實(shí)際的自動化測試系統(tǒng)中，大大減少了測試任務(wù)的總體運(yùn)行時(shí)間，使自動化測試平臺中的測試設(shè)備得到了充分的利用，降低了測試任務(wù)受環(huán)境的影響，提高了自動化測試效率和可靠性。

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