使用分层的Selenium框架进行复杂 Web 应用的自动测试

　　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，绕开同源策略的限制(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。
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　　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。
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　　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。

本文选自：http://www.spasvo.com/ceshi/open/kygncsgj/Selenium/2014128164908.html