一、設計背景
随着IT行業的發展，産品愈漸複雜，web端業務及流程更加繁瑣，目前UI測試僅是針對單一頁面，操作量大。為了滿足多頁面功能及流程的需求及節省工時，設計了這款UI 自動化測試程式。旨在提供接口，內建到蝸牛自動化測試架構，友善用例的設計。
整個程式是基于 selenium 設計的。程式對 selenium 提供的接口進行了二次封裝以滿足日常的用例設計，二次封裝後的接口解決了元素加載，元素定位解析等問題，可以讓用例設計變得更加簡捷。
之是以采用 Selenium 的模式。原因一，對于使用者來說這是一個開源架構，很想窺探一二; 原因二，Selenium 可無縫接入。這是一個用于Web應用程式測試的工具，支援多平台、多浏覽器、多語言去實作自動化測試，Selenium2将浏覽器原生的API封裝成WebDriver API，可以直接操作浏覽器頁面裡的元素，甚至操作浏覽器本身（截屏，視窗大小，啟動，關閉之類的）,是以就像真正的使用者在操作一樣。
目前支援：Mac、Windows作業系統，chrome、Firefox、IE浏覽器。
二、工作原理
- 在蝸牛管理背景添加測試用例。
- 蝸牛管理背景測試用例執行調用任務執行接口，傳送任務id及測試資料的JSON格式字元串給程式。
- 程式根據擷取資料，解析并處理。
- 啟動浏覽器後，selenium-webdriver會将目标浏覽器綁定到特定的端口，啟動後的浏覽器則作為webdriver的server。
- 用戶端(也就是測試腳本)，借助ComandExecutor發送HTTP請求給server端（通信協定：The WebDriver Wire Protocol，在HTTP request的body中，會以WebDriver Wire協定規定的JSON格式的字元串來告訴Selenium，我們希望浏覽器接下來做什麼事情）。
- Server端需要依賴原生的浏覽器元件，轉化Web Service的指令為浏覽器native的調用來完成操作。
- 最後将處理結果及任務id通過JSON字元串的格式傳回給蝸牛，通過蝸牛的管理背景可檢視每條用例執行結果。
三、架構介紹
3.1 工程結構
按照實際的業務流程調用對應接口來實作 WEB-UI 自動化測試用例。case 層可調用 service 層和 pageObject 層的接口，pageObject 是對每一個頁面元素的一個封裝，service 是對一個常用的業務子產品功能的封裝。比如一個查詢企業資訊的測試用例，需要依賴登入，這個業務功能就可以直接調用 service 中的接口。企業查詢的建立就可以調用 pageObject 中的接口，然後按照查詢的業務流程，在測試用例中把這些接口串起來就形成了一個 UI 自動化測試用例，詳細細節接下去會舉例說明。
如企業查詢。查詢之前，需要登入管理背景，登入操作已封裝到業務層，直接調用 service 層的接口，不需要在意這個步驟的細節；登入之後要指定一個路徑，找到對應的空間，直接調用 model 層的接口，不需要在意這個步驟的細節；接着是建立查詢，建立查詢的所有定位方法也封裝到業務層，這就是個企業查詢的實作，也是用例設計中最主要的環節。
整個工程基于 selenium，采用 pageObject 模式搭建。下面對工程中的幾個重要子產品做介紹。
3.1.1 driver — 接口層
對 web 頁面所有元素的操作都是在driver定義接口并實作的。driver 對 selenium 提供的接口做了二次封裝，對外提供封裝後的接口。pageObject 實作了一些公共方法，比如給輸入框指派等，目前 pageObject封裝的方法不多，大多功能都可以通過 selenium 實作。driver 層對開源工具接口做了二次封裝，想要驅動一個浏覽器還有一個必不可少的工具 —— 浏覽器驅動，這個驅動放在 Referenced Libraries 裡，驅動的版本必須與被測浏覽器版本相比對。
3.1.2 model — 資料模型
建立資料模型為了實作測試資料和測試用例分離而采取的一種方法，具體的測試資料初始化。可以對一個業務流程中需要測試資料的元素在一個 model 中定義出來，友善管理和代碼閱讀。
3.1.3 pageObject — 業務層
pageObject 模式，采用接口形式封裝每一個頁面需要用到的元素，實作封裝隻要做兩步：
- 确定元素的定位方式；
- 調用 driver 中對應的操作接口。
driver 的接口實作包含了一定的容錯能力，但并不是全面的，部分頁面或者元件具有獨特性，單純調用 driver 的接口并不能保證測試用例的穩定性，此時就需要在 pageObject 的接口實作中加入一些容錯算法，確定用例穩定性。
3.1.4 service — 提供業務功能
一個業務流程很多時候依賴其他業務子產品功能，為了友善設計一個測試用例，也為了避免重複造輪子，service 層就提供了一些常用的業務功能，比如登入、企業查詢等。依賴方隻需要在 service 層調用即可。
3.2 功能優化
對selenium 做二次封裝的同時也對接口做了優化，架構的初衷是使UI 用例的設計盡可能的易設計、易讀、易維護。
3.2.1 接口優化
直接調用 selenium 的接口經常會遇到些令人頭疼的問題，比如網絡問題使頁面 loading 太慢，需要操作的元素還沒展示出來，這種情況就會經常報元素找不到的 error，導緻用例執行失敗，但實際上這種報錯并不是一個 bug，其測試結果是無效的。為了減少誤報率 driver 層接口設計了等待元素加載的功能，使用的關鍵方法：cf.searchForElementVisibleXpath(TestStartQuitwd.wd, "//*[text()='營運平台登入']", id, 200, 100L)。參考代碼：
在 click、input 等操作接口中加入循環查找的判斷可最大限度的等待一個元素的加載進而提高測試用例的穩定性。
3.2.2 元素定位統一入口
接觸過 UI 自動化用例設計的測試人員會比較清楚，想通過 selenium 操作一個元素，其中必不可少的就是對元素定位的描述，通俗的講就是要通知接口在目前頁面操作哪個位置上的元素。定位一個元素的方法很多，常用的有 id，name，css，xpath 等，對應不同的定位方法selenium 在處理上也給出了不同接口，這從維護角度上來考慮顯然不是最好的。最好的做法就是用例設計者隻管元素定位和操作事件的調用，而事件在實作上走了哪種管道最好是無感覺，無需維護的。對此架構封裝了一個方法供 driver 調用，主要功能就是解析描述元素的字元串自動判斷是 id、css 還是 xpath。
3.3 元素定位
UI自動化用例其實可以分成兩部分：定位元素；調用接口操作該元素。其中定位一個元素的方法很多，常用的有 id，name，css，xpath。實際設計中選擇哪種定位方法一般會在維護角度上考慮的會多一些，因為現在的伺服器性能配置等都很優秀，是以跑一個WEB-UI用例可以不用考慮性能問題。從維護成本上考慮會優先選擇 id、name，其次 css，最後用 xpath。
我們不能保證每一個 web 系統的所有元素都能提供一個唯一 id 或 name，當然如果能和前端開發達成合作，這就是一件很美好的事情了。一般情況下我們都需要面對沒有 id 和 name 這兩個屬性的情況。這時我們就可以使用 css 樣式，很多時候 css 樣式是能滿足我們的定位需求。當然在這些都不提供給我們的情況下就隻能選擇 xpath，使用 xpath 的優點：
- 易擷取，主流浏覽器隻要打開“檢視”就可以通過 copy 輕松擷取到；
- 頁面上的元素都可以用 xpath 來描述；缺點，不穩定，大量使用會給用例維護産生很大的負擔。
xpath 一般隻要前端在頁面上做一下小調整，用例就必須重新維護，在不得不使用 xpath 的情況下，為了減少今後的維護量，可對 xpath 做一些優化，可以減少 xpath 的路徑長度提高穩定性。以下是實踐過程中最長用到的幾種類型：
- 依靠自己的屬性文本定位，如 //input[@value=‘XXXXX’]
- 包含訓示性字元，如 //input[contains(text(),’訓示性字元’)]
- 巧妙使用content，如 //*[@id=‘app-container']
四、常見報錯
使用過程中經常會遇到問題，這裡做下總結友善 debug。
- 某些頁面彈窗，有時候定位不到彈窗元素。理論上 selenium 在一個頁面中查找一個元素是可以定位到，但有些時候出現彈窗，此時就需要在重新定位彈窗。解決方法：
- 有些輸入框不能被 input 接口正常操作。實踐過程中在月曆控件中遇到過，元素定位什麼的都對，但就是不能正常被操作。解決方法：判斷元素是否是select類型，之後再指派。解決代碼：
3.發現 selenium 的某些接口不能 work 了，此時最大的可能就是浏覽器更新了。解決方法：重新下載下傳低版本浏覽器。
4.元素不可見。有一種元素能在頁面上正常展示，但對于工具來說它是不可見的，這是因為在一般情況下，元素可見需要滿足以下幾個條件：visibility!=hidden ; display!=none; opacity!=0; height、width都大于0;對于 input 标簽，沒有 hidden 屬性。如截圖就是隻讀的執行個體。
解決方法：調用接口 TestStartQuitwd.js.executeScript("var txtN = document.getElementsByName("timeRange"); txtN[0].readOnly = false;");
五、結束語
UI自動化是在開源工具的基礎上做了些優化，在 driver 層，資料層、業務層以及用例層的解決方案還有很大的提升空間。WEB-UI自動化還不完美，後期還需繼續努力。感謝一直以來支援研究的小夥伴。
作者：顔博蓮
來源：宜信技術學院