徐鶯 江紅 辜彬 陳顏

摘要：隨著應(yīng)用系統(tǒng)及軟件技術(shù)的發(fā)展， 手工測(cè)試已不能滿(mǎn)足軟件測(cè)試的要求， 軟件測(cè)試自動(dòng)化越來(lái)越成為一種發(fā)展趨勢(shì)。在自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程中，圍繞功能自動(dòng)化核心問(wèn)題的解決，提出了基于進(jìn)程間通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的思路，采用python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)相關(guān)工具，并經(jīng)過(guò)測(cè)試實(shí)踐，驗(yàn)證了工具良好的應(yīng)用價(jià)值，為功能自動(dòng)化測(cè)試的實(shí)現(xiàn)提供了重要的思路和實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：進(jìn)程間通信;接口測(cè)試;自動(dòng)化測(cè)試

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）11-0012-04

0 引言

隨著應(yīng)用系統(tǒng)與軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，軟件及系統(tǒng)的產(chǎn)品化測(cè)試越來(lái)越成為，科研設(shè)計(jì)、產(chǎn)品化能力的重要方面;持續(xù)提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，開(kāi)發(fā)的效率，提高測(cè)試的效率和精準(zhǔn)度的需求日益迫切。

傳統(tǒng)手工測(cè)試，在測(cè)試需求分析、用例設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，依賴(lài)人工執(zhí)行過(guò)程，無(wú)法完全解決測(cè)試過(guò)程重入的問(wèn)題;同時(shí)軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需解決研發(fā)迭代過(guò)程與發(fā)布周期的矛盾，通過(guò)引入自動(dòng)化測(cè)試縮短測(cè)試周期，提高測(cè)試精準(zhǔn)度，達(dá)到快速迭代開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足發(fā)布周期的需求[1]。

軟件測(cè)試自動(dòng)化越來(lái)越成為軟件的發(fā)展趨勢(shì)。在軟件系統(tǒng)產(chǎn)品的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)構(gòu)建的過(guò)程中，圍繞解決功能自動(dòng)化測(cè)試，提出一種基于進(jìn)程通信接口進(jìn)行功能自動(dòng)化測(cè)試的方法，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的測(cè)試工具，并引入實(shí)踐應(yīng)用。

1 自動(dòng)化測(cè)試需求

1.1 功能自動(dòng)化測(cè)試研究情況

自動(dòng)化測(cè)試的本質(zhì)是按照測(cè)試設(shè)計(jì)的輸入構(gòu)建測(cè)試條件、注入被測(cè)對(duì)象，并獲取輸出進(jìn)行對(duì)比的過(guò)程，采用程序的方式實(shí)現(xiàn)用例過(guò)程的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行，減少手工測(cè)試的主觀影響，同時(shí)解決測(cè)試過(guò)程重復(fù)執(zhí)行的高效率實(shí)現(xiàn)。

建立自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)，一般涉及持續(xù)集成平臺(tái)的建立、用例驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、功能/性能自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，測(cè)試工具集成與驅(qū)動(dòng)等問(wèn)題。

相關(guān)問(wèn)題的研究發(fā)展非常迅猛，而其中，功能自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)是核心問(wèn)題之一。功能自動(dòng)化的研究更多著力于界面元素多變問(wèn)題的解決。當(dāng)前的研究方法包括如下幾種：

（1）通過(guò)測(cè)試工具實(shí)現(xiàn)基于界面的錄制與回放：典型方法是錄制第一次執(zhí)行測(cè)試用例時(shí)的鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作，需要執(zhí)行時(shí)回放。測(cè)試工具主要功能是，記錄和回放。（2）基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程的重入：將測(cè)試用到的輸入和輸出值存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)文件中，測(cè)試執(zhí)行時(shí)讀取并載入，不同測(cè)試用例對(duì)應(yīng)各自的數(shù)據(jù)文件及控制信息。（3）關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)：通過(guò)將測(cè)試用例抽象為對(duì)象、控制、數(shù)據(jù)，通過(guò)封裝關(guān)鍵字（特定的測(cè)試功能腳本），實(shí)現(xiàn)界面控件與測(cè)試內(nèi)部對(duì)象名的分離，使測(cè)試腳本、測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試用例的更新和維護(hù)更加容易實(shí)施。

目前關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)，越來(lái)越成為功能自動(dòng)化測(cè)試的主流技術(shù)，通過(guò)對(duì)應(yīng)相關(guān)產(chǎn)品系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特征，開(kāi)發(fā)基于業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵字集，實(shí)現(xiàn)腳本與用例分離，已經(jīng)能比較好的解決界面元素變化以及后續(xù)開(kāi)發(fā)維護(hù)，擴(kuò)展的問(wèn)題。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高功能測(cè)試深度與效果是功能成為功能自動(dòng)化測(cè)試的重要方面。

1.2 功能自動(dòng)化測(cè)試構(gòu)建思路

考察一般的軟件產(chǎn)品的模型架構(gòu)如圖1，可以將軟件功能分為界面層、功能層、數(shù)據(jù)層。傳統(tǒng)的軟件功能測(cè)試，通常在最上層構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)及操作，通過(guò)Web界面、本地命令行等形式進(jìn)行輸入，驅(qū)動(dòng)覆蓋相關(guān)的軟件邏輯分支[2]。由于接口、分支的耦合性、關(guān)聯(lián)性，通過(guò)界面能夠構(gòu)造的輸入是一種受限輸入，無(wú)法覆蓋實(shí)現(xiàn)中的所有分支，被測(cè)對(duì)象分支覆蓋不完整，在某些極端、特殊條件下，遺留缺陷，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量形成隱患。

基于這種情況，我們提出將界面層剝離，將功能層模塊的邏輯分支作為測(cè)試對(duì)象，通過(guò)在功能層，直接構(gòu)造測(cè)試輸入，覆蓋相關(guān)分支的方法來(lái)進(jìn)行深入的功能測(cè)試。

采用本地進(jìn)程間通信接口來(lái)進(jìn)行測(cè)試驅(qū)動(dòng)，包括socket、進(jìn)程間管道、FIFO等接口，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)相關(guān)測(cè)試工具，將所有后臺(tái)的功能邏輯過(guò)程，抽象、統(tǒng)一為一種本地協(xié)議的方式進(jìn)行測(cè)試的思路，如圖2所示。

進(jìn)程間通信功能自動(dòng)化測(cè)試工具主要解決中如下問(wèn)題：

（1）通過(guò)將測(cè)試用例，抽象為本地協(xié)議的方式，解決界面元素多變的問(wèn)題;（2）通過(guò)進(jìn)程間通信接口的方式，實(shí)現(xiàn)測(cè)試輸入構(gòu)造，提升測(cè)試覆蓋度及測(cè)試深度，覆蓋驅(qū)動(dòng)被動(dòng)對(duì)象更多的分支;（3）提供socket通信、管道、共享內(nèi)存等形式的進(jìn)程間通信接口，具有靈活、擴(kuò)展性，適應(yīng)多種本地功能自動(dòng)化測(cè)試。

2 主要開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 Python與自動(dòng)化

Python是一種面向?qū)ο蟮哪_步語(yǔ)言，具有良好的開(kāi)發(fā)、迭代的效率，通過(guò)內(nèi)嵌應(yīng)用層編程功能庫(kù)，支撐靈活的開(kāi)發(fā)和三方擴(kuò)展。python腳本可實(shí)現(xiàn)靈活的上層應(yīng)用程序通信，支持多種平臺(tái)和語(yǔ)言，包括c/c++、Java等。Python程序編譯器實(shí)現(xiàn)，考慮了不同平臺(tái)的字節(jié)碼的適應(yīng)，能夠方便的跨平臺(tái)使用，是當(dāng)前自動(dòng)化測(cè)試中應(yīng)用最廣的語(yǔ)言之一。進(jìn)程間通信自動(dòng)化測(cè)試工具采用跨平臺(tái)python語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，兼顧了工具應(yīng)用的適應(yīng)性，以及工具集成到自動(dòng)化平臺(tái)的可實(shí)施性。

2.2 用例驅(qū)動(dòng)

工具設(shè)計(jì)基于用例驅(qū)動(dòng)的原理進(jìn)行。

用例驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)原則包括2個(gè)方面：（1）測(cè)試人員根據(jù)用例模板進(jìn)行測(cè)試用例設(shè)計(jì)，獨(dú)立用例操作和用例數(shù)據(jù)，由測(cè)試工具根據(jù)用例數(shù)據(jù)進(jìn)行接口識(shí)別，參數(shù)識(shí)別和封裝，測(cè)試人員不用關(guān)心測(cè)試腳本的調(diào)用和執(zhí)行;（2）工具接口除了實(shí)現(xiàn)自身功能之外，還可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的典型業(yè)務(wù)測(cè)試，與其他接口存在上下文關(guān)系，可組合成各種業(yè)務(wù)測(cè)試的邏輯，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的功能測(cè)試過(guò)程。

2.3 本地協(xié)議表示

將本地測(cè)試調(diào)用的多種形式，抽象為本地協(xié)議表示，提供通用的協(xié)議模板定制，實(shí)現(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)包生成，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)工具的主要數(shù)據(jù)輸入、控制輸入，輸出對(duì)比功能。

協(xié)議動(dòng)態(tài)測(cè)試由通信雙方實(shí)體（一端用測(cè)試工具模擬測(cè)試端，一端作為被測(cè)端）和控制端構(gòu)成，測(cè)試控制端根據(jù)用例控制測(cè)試端與被測(cè)端實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)試業(yè)務(wù)，并統(tǒng)計(jì)結(jié)果形成測(cè)試報(bào)告，模型見(jiàn)圖3。

2.4 進(jìn)程間通信技術(shù)與測(cè)試接口

操作系統(tǒng)的進(jìn)程間通信方式通常有7種：COM/DCOM、File Mapping文件映射方式、系統(tǒng)消息方式、Pipe管道方式、Mailslots郵件槽、RPC遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用方式和Windows Sockets網(wǎng)絡(luò)套接字方式[3]。

Pipe管道是一種以先進(jìn)先出的方式保存一定數(shù)量數(shù)據(jù)的特殊文件。Pipe通信是高層的、基于內(nèi)存的通信系統(tǒng);通信中，由系統(tǒng)提供再執(zhí)行寫(xiě)操作和讀操作的進(jìn)程之間的同步。在默認(rèn)情況下，如果一個(gè)進(jìn)程試圖寫(xiě)入一個(gè)已填滿(mǎn)的管道，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)阻塞該進(jìn)程，直到管道能夠接收數(shù)據(jù);如果試圖讀一個(gè)空管道，進(jìn)程會(huì)阻塞，直到有可讀數(shù)據(jù)出現(xiàn)為止;如果一個(gè)進(jìn)程以讀方式打開(kāi)一個(gè)管道，而沒(méi)有另外的進(jìn)程以寫(xiě)方式打開(kāi)該管道，則同樣會(huì)造成該進(jìn)程阻塞。

網(wǎng)絡(luò)套接字是一種網(wǎng)絡(luò)通信、進(jìn)程間通信的端口抽象標(biāo)識(shí)，是通用操作系統(tǒng)中基本的通信實(shí)現(xiàn)技術(shù)。套接字的要素包括地址簇、套接字類(lèi)型、協(xié)議，socket在應(yīng)用程序中串接，通過(guò)昂頂與網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)建立關(guān)系，并基于接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的方式。

在功能測(cè)試中，進(jìn)程間通信，提供了一種有效的測(cè)試注入接口，實(shí)現(xiàn)測(cè)試驅(qū)動(dòng)。從測(cè)試驅(qū)動(dòng)的角度，socket套接字、共享內(nèi)存、是更加理想有效的驅(qū)動(dòng)方式。在本文的xxx工具設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)以socket套接字實(shí)現(xiàn)測(cè)試接口。后續(xù)進(jìn)一步擴(kuò)展其他方式的測(cè)試驅(qū)動(dòng)。

2.5 實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)

2.5.1 功能框架

進(jìn)程間通訊接口測(cè)試需要適應(yīng)各類(lèi)進(jìn)程通訊方式，如socket、共享內(nèi)存、管道、FIFO等，在通訊方式適應(yīng)上應(yīng)有足夠的可擴(kuò)展性。進(jìn)程間接口交互多為產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)需要而定義，接口相對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用，在協(xié)議數(shù)據(jù)格式方面存在多樣性，如XML格式、二進(jìn)制、十六進(jìn)制、字符等數(shù)據(jù)類(lèi)型，要求工具要能適應(yīng)不同數(shù)據(jù)類(lèi)型，按協(xié)議數(shù)據(jù)要求收發(fā)和處理數(shù)據(jù)。工具功能框圖如圖4。

2.5.2 典型流程實(shí)現(xiàn)

主要流程實(shí)現(xiàn)實(shí)例：

（1）讀取Excel中的用例，獲取報(bào)文模板，通信流程，報(bào)文內(nèi)容的邊界值定義以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)信息;

（2）讀取報(bào)文模板;

head.xml

body.xml

（3）構(gòu)造報(bào)文并根據(jù)報(bào)文內(nèi)容邊界值進(jìn)行判斷，調(diào)用函數(shù)buildPacket進(jìn)行報(bào)文構(gòu)造，傳入bsid=769表明要修改的字段，構(gòu)造的報(bào)文如下：

（4）發(fā)送報(bào)文;調(diào)用函數(shù)sendPacket進(jìn)行報(bào)文發(fā)送。

（5）接收并處理報(bào)文;調(diào)用函數(shù)recvPacket進(jìn)行報(bào)文接收，然后調(diào)用函數(shù)writeRecv進(jìn)行接收?qǐng)?bào)文處理。接收并被處理后的報(bào)文如下：

（6）結(jié)果分析;調(diào)用函數(shù)verify進(jìn)行對(duì)接收?qǐng)?bào)文的分析，傳入rst=0表示要檢查的字段，檢查結(jié)果顯示如下：

（7）根據(jù)用例中的定義，如果有多個(gè)通信交互流程并且滿(mǎn)足繼續(xù)執(zhí)行的則繼續(xù)執(zhí)行;

（8）完成整流流程，用例執(zhí)行完畢，回寫(xiě)測(cè)試用例執(zhí)行結(jié)果;

（9）日志記錄;

整個(gè)測(cè)試過(guò)程的日志記錄如下：

測(cè)試發(fā)送/接收的報(bào)文存儲(chǔ)如圖5。

3 應(yīng)用效果

將本工具應(yīng)用于xx管理系統(tǒng)本地管理模塊的功能測(cè)試過(guò)程，定制本地管理協(xié)議模板，設(shè)計(jì)測(cè)試用例進(jìn)行功能測(cè)試及穩(wěn)定性測(cè)試。基于本地管理協(xié)議接口設(shè)計(jì)用例，提高了用例分支覆蓋度，與手工測(cè)試階段相比，測(cè)試過(guò)程捕獲16項(xiàng)嚴(yán)重問(wèn)題，3項(xiàng)致命缺陷。取得良好的測(cè)試效果。與手工測(cè)試執(zhí)行對(duì)比圖表如圖6、表1。

4 結(jié)語(yǔ)

本文分析當(dāng)前主流的自動(dòng)化平臺(tái)構(gòu)建的思路和主要思路，研究了功能自動(dòng)化測(cè)試方法，基于提升測(cè)試效率和深度，提出了一種基于進(jìn)程間通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能自動(dòng)化測(cè)試的方法，用python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間通信自動(dòng)化測(cè)試工具，該工具在實(shí)際項(xiàng)目中，進(jìn)行了應(yīng)用，在測(cè)試效率的提高和測(cè)試成本的降低方面，取得了良好的效果，是自動(dòng)化平臺(tái)建設(shè)，核心功能自動(dòng)化測(cè)試解決方案的有益探索。

參考文獻(xiàn)

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