基于S2SH框架的終端測試平臺的研究與實現

張　珂，馬　楠

（北京郵電大學 網絡與交換國家重點實驗室，北京　100876）

基于S2SH框架的終端測試平臺的研究與實現

張珂，馬楠

（北京郵電大學 網絡與交換國家重點實驗室，北京100876）

針對目前終端測試領域中測試成本高，測試儀表群管理復雜等問題，在原有終端測試方法的基礎上，研究并實現了一個基于Struts2+Spring+Hibernate(S2SH)框架的終端測試平臺。該平臺各模塊解耦分層實現，具有良好可擴展性和可維護性。新的測試平臺滿足了用戶遠程控制儀表自動化執行測試任務的需求，并通過設計集成工具實現了對測試儀表群的集群管理。同時也提高了用戶測試效率，降低了測試成本，使終端測試更加集約化、規范化，具有很高的應用價值。

S2SH；終端測試平臺；Struts2；Spring；Hibernate

本文著錄格式：張珂，馬楠，等. 基于S2SH框架的終端測試平臺的研究與實現[J]. 軟件，2016，37（8）：74-80

0　引言

從2G[1]、3G到LTE長期演進及4G技術[2]，新的移動通信技術標準不斷出現，終端測試種類和制式越來越多，通常同類測試還需要在多家儀表進行驗證，才能確保終端的兼容性和可靠性[3]。這都需要購買大量的測試系統，并配備大量的測試人員，對測試系統群的管理也非常的繁瑣復雜。因此，當前終端測試主要集中于運營商、認證機構、芯片廠商、以及大型終端廠商[4]。然而市場上的眾多小型終端商、Design House也存在大量的測試需求，但由于測試儀表價格昂貴、技術門檻高，很多廠商沒有實力購買測試儀表對終端進行全面測試，導致交付認證機構、運營商進行入網入庫測試驗證時，花費大、效率低，而且存在巨大風險。針對傳統終端測試方案固有的成本及效率問題，本文提出了基于S2SH框架的新型終端測試平臺的解決方案。

1　平臺設計

1.1需求分析

本文設計與實現的終端測試平臺的目的是為了改善傳統終端測試方案中固有的成本及效率問題。測試平臺需支持用戶使用任意一臺聯網的PC在網

1.2平臺架構

基于S2SH框架的終端測試平臺的結構組成（如圖1所示）包括：客戶端、服務器群、集成工具三個部分，終端測試儀表可通過網絡經由集成工具連接到測試平臺中。系統可同時支持多個用戶在線查詢、下單以及查看測試結果。

圖1　測試平臺系統構成Fig.1　System Structure of Testing Platform

表1　測試平臺子系統概述

1.3平臺功能設計

根據終端測試平臺的功能需求，平臺劃分為四個功能模塊：系統配置及初始化，用戶管理，測試儀表管理和測試任務管理。系統功能結構如圖2所示。1.3.1平臺功能模塊概述

系統配置及初始化：

（1）用戶組信息配置。管理員通過網頁客戶端，使用Root賬號登陸系統，進行用戶組信息配置。

（2）集成工具配置。通過集成工具配置界面進行與服務器連接的配置。

（3）系統初始化。系統通過初始化進入工作狀態。

用戶管理：

（1）用戶注冊。新用戶通過主頁注冊。

（2）用戶信息修改。已登錄用戶修改注冊時錄入的用戶信息。

（3）用戶登錄、退出、注銷。用戶通過瀏覽器訪問云測試平臺主頁進行登錄操作，已登錄用戶在菜單欄選擇退出及注銷操作。

測試儀表管理

（1）配置測試儀表信息。用戶在測試儀表使用前，將測試儀表IP、功能列表、所屬集成工具IP等信息配置到數據庫。

（2）顯示測試儀表狀態。用戶通過頁面編輯測試儀表狀態，頁面上顯示測試儀表當前狀態，包括儀表故障、已分配測試任務、未分配測試任務三種狀態。

測試任務管理

（1）創建、刪除、修改測試任務。已登錄用戶可以創建測試任務，在頁面上刪除該用戶所屬的測試任務以及修改該用戶未執行的測試任務信息。

圖2　測試平臺功能模塊Fig.2　Function Module of Testing Platform

（2）執行、停止測試任務。用戶通過網頁將測試任務分配至測試儀表，控制測試任務執行和停止。

（3）查看測試任務狀況。已登錄用戶根據權限查看所屬用戶組的測試任務情況。

（4）下載測試報告。已登錄用戶，選擇查看指定測試任務的測試報告，在測試報告頁面，選擇將測試報告另存為文件保存到本地。

（5）數據庫日志。服務器將對數據庫的指定操作記錄在數據庫日志中，包括用戶登錄相關信息和數據庫內容修改的相關信息。

1.3.2業務流程設計

本文所述終端測試系統支持用戶在線完成下達測試訂單，執行測試任務，反饋測試結果一系列步驟，因此，合理的業務流程設計是實現整個測試平臺功能的關鍵。

根據系統構成和功能要求，第一步系統初始化工作包括：對整個測試系統的軟硬件環境進行配置，包括對數據庫、Web服務器、集成工具和測試儀表的配置；用戶在測試平臺進行注冊；分配用戶權限，管理員具有最高root權限，管理所有普通注冊用戶，普通用戶在自己的權限范圍內進行在線終端測試[5]。

第二步，測試人員在測試平臺主頁填寫用戶名、密碼登錄系統創建測試任務。用戶正確填寫測試任務信息并提交后，測試訂單將更新至數據庫，服務器返回測試任務已提交，同時客戶端顯示排在該測試任務之前的任務信息。

第三步，用戶連接好待測終端后，在Web客戶端選擇配置測試儀表信息，瀏覽器將返回對應配置頁面。用戶在該頁面編輯測試儀表信息，包括支持的band、上位機IP、所屬的集成工具ID、測試儀表類型、支持的功能列表（功能列表通過上傳文件的方式實現）等信息，編輯完畢后提交，服務器將收到的儀表信息寫入到數據庫中并反饋儀表信息配置結果。若儀表信息配置成功，則提交測試任務執行訂單。

第四步，用戶通過網頁將測試任務分配至測試儀表，控制測試任務執行。（如圖3所示）

圖3　測試任務執行時序圖Fig.3　Testing Task Execution Timing Diagram

1）被測終端連接完畢且參數表本地調試正常后，用戶通過網頁控制測試任務執行，瀏覽器將執行測試任務的命令發送至Web服務器；

2）Web服務器收到執行測試任務命令，查詢數據庫獲得該測試任務的信息；

3）Web服務器根據測試任務中指定測試儀表信息，查詢該測試儀表所屬的集成工具IP，將測試任務分配至該集成工具，同時將該測試儀表在數據庫中的狀態標識為“占用”，修改該測試任務的狀態標識為“正在執行”；

4）集成工具收到Web服務器執行測試任務的命令，根據其中包含的指定儀表的IP信息，將測試任務發送給core程序，core程序解析測試任務，并根據測試任務內容控制測試儀表執行測試例；

5）測試例執行后，測試儀表將結果反饋給集成工具core程序；

6）集成工具將測試結果發送至服務器；

7）服務器將測試結果寫入數據庫，并根據情況更新測試任務狀態（是否已完成）。

第五步，用戶通過網頁在線查看測試結果。已登錄用戶查看指定測試任務的測試報告，瀏覽器將測試報告查看請求發送至Web服務器；Web服務器查詢數據庫中該測試任務的測試報告信息；Web服務器將測試報告頁面返回給瀏覽器；用戶選擇將測試報告另存到本地。

1.3.3設計集成工具管理測試儀表群

傳統的終端測試方式，需要測試人員逐一操作每臺儀表的TsManager主控軟件運行測試任務，本文所述終端測試系統設計集成工具來連接Web服務器與測試儀表，由集成工具負責分配測試任務，管理測試儀表群。集成工具是實現終端測試人機分離的重要組成部分。

從Web服務器端觀察，集成工具就是執行測試任務的工廠[6]。用戶遠程下訂單運行測試任務時，集成工具根據訂單號查詢數據庫，解析測試任務信息，然后將測試任務推送至相應測試儀表的主控軟件執行訂單。測試任務運行結束后，集成工具反饋測試任務的執行結果到Web服務器，并轉儲儀表運行測試例的Log文件到文件服務器。

通過設計集成工具管理測試儀表群，Web服務器端執行測試任務時不必對每臺測試儀表建立socket連接而只需要連接集成工具，極大減輕了Web服務器的工作壓力，也實現了Web服務器端與單臺測試儀表的解耦，減少了Web服務器端的復雜度，為測試平臺的系統結構提供了靈活的動態擴展機制，方便維護。

2　平臺實現

2.1客戶端及Web服務器的實現

客戶端及服務器群（如圖4所示）是測試平臺的核心組成部分。客戶端負責提交用戶數據和返回處理結果，Web服務器實現了所有業務邏輯并與數據庫進行數據交互。該部分的實現基于MVC模式的Struts2+Spring+Hibernate(S2SH)框架，其中Spring居于核心地位向上向下分別整合Struts2和Hibernate，是生成和管理所有業務邏輯和DAO組件的工廠，Struts2負責攔截轉發用戶請求，Hibernate提供了面向對象的方式來操作數據庫。

圖4　客戶端及服務器群結構Fig.4　Client and Server Group Structure

2.1.1Web層的關鍵技術實現

Web層包括視圖層以及控制器層。視圖層由JSP頁面加Struts2標簽實現，主要負責收集用戶數據以及業務數據的顯示；控制器層使用MVC框架技術，由Struts2的Action攔截用戶請求，并根據處理結果返回對應視圖給表現層，負責用戶請求和業務邏輯組件的信息交互[7]。

要啟動Struts2，首先需要在Web.xml里配置Struts2的核心攔截器來攔截所有的用戶請求。

Struts2的核心Filter啟動后，StrutsPrepare-AndExecuteFilter就會攔截用戶請求調用相應的Action來處理。但是系統的所有業務邏輯組件需要由Spring負責管理，Struts2只是連接用戶請求與業務邏輯方法的紐帶，所以還要在Web.xml中使用初始化Spring容器，以保證在Web應用啟動時就對Spring容器完成初始化。并且在Struts2.xml中添加將Action托管給Spring。

2.1.2業務層的關鍵技術實現

測試平臺的業務層包括業務邏輯層和DAO層，使用Spring框架，采用面向接口編程。首先在與Web層的對接上，Spring會托管Struts2的Action，實現方式已經在上文中有所交代。其次，業務邏輯層定義了大量的業務方法，主要目的是實現測試平臺的業務需求，而在持久層之上，配置DAO組件作為連接業務層和持久層的橋梁。DAO組件也采用面向接口的編程方式，基本的CRUD操作可以抽象出來由BaseDAO接口實現[8]。其他DAO組件均繼承BaseDAO接口，并根據需求訂制自身的操作函數。

完成業務邏輯邏輯方法后還需對其添加事務管理。在Spring中選擇使用更方便的聲明式事務管理。

為了避免因配置文件過大而降低可讀性，可以將配置文件拆分為applicationContext-beans.xml和applicationContext-config.xml進行對應配置。

2.1.3持久層的關鍵技術實現

在持久層的實現上，利用Hibernate提供的O/R Mapping支持，設計持久化實體，使用面向對象的方式代替傳統的JDBC方法操作數據庫[9]。每一個持久化類對應一張數據表，設計持久化類時只需要提供標識該實例的標識屬性（對應數據表中的主鍵）并添加成員變量的get和set方法支持，而不應包含業務邏輯方法，不同持久化對象之間的關聯通過成員變量表現出來。根據業務需求，本文采用貧血模式設計了13個持久化類，這些持久化類可以分為用戶信息相關類和測試任務相關類兩種。

用戶信息相關類包含了登錄到測試平臺的用戶的信息，由對應用戶信息表的User類、對應用戶組信息的Usergroup類和標明用戶與用戶組之間的關系的UserRelationship類組成。測試任務相關類則封裝了與測試任務的創建、執行及運行結果相關的屬性信息。測試任務相關類主要持久化類如下所示。

Tester：測試系統信息表，對應測試系統配置信息，包括系統接入時間、儀表制造商、系統對外IP、功能列表最近更新時間等。

Tool：對應集成工具表，包括集成工具IP地址、狀態、模式、配置更新時間等信息。

Task：對應測試任務表，描述了測試任務的測試類型，被測終端型號以及測試任務的狀態標識。并通過UserId和UsergroupId與用戶信息建立連接。

TestCase：對應測試例表，包括測試例開始執行時間、完成時間、測試結果、循環次數、協議編號及Band號信息。

而持久層的變化主要由DAO組件負責。在業務邏輯的方法中，只需要保留DAO組件的接口對象，在配置文件中配置依賴注入，由Spring容器負責實例化對象對持久層進行操作[10]。這樣就實現了業務邏輯與數據訪問邏輯相互分離。

圖5　集成工具流程圖Fig.5　Integrated Tool Flow Chart

2.2集成工具的實現

集成工具模塊運行流程如圖5所示首先進行模塊初始化，包括連接數據庫，以及啟動socket服務，監聽作為socket客戶端的Web服務器發來的訂單執行請求。接收到訂單執行請求后，集成工具根據訂單ID查詢數據庫獲取訂單全部信息，然后與指定測試儀表建立socket連接，把測試例全部信息傳輸至測試儀表并控制其執行測試例。測試儀表執行測試例完畢后，集成工具將更新測試任務的數據庫信息，把測試例運行產生的Log文件轉儲至文件服務器，以支持用戶在線下載測試Log。最后通過socket通知Web服務器測試任務執行完成。

3　結語

當前的終端測試方案不能滿足市場上急劇增長的終端測試需求，因此本文設計并實現了一個新的終端測試平臺。一方面，使用終端測試平臺可以大幅度節約因購置大量測試儀表所需的巨額成本，另一方面，本平臺實現了終端測試的人-機分離，便于測試儀表群進行統一管理，提高測試效率。測試平臺設計基于MVC模式的S2SH框架，其中Spring處于核心地位向上向下分別整合Struts2和Hibernate，充分發揮了各個框架在各自層面的優勢；使用集成工具連接并管理測試儀表群，結構清楚，從而使測試平臺具有較高的可維護性和可擴展性。

[1] 陳發堂, 吳中華, 張有緣, 等. 多模終端測試平臺的搭建及仿真實現[J]. 電訊技術, 2015, 55(9): 1042-1046. CHEN Fatang, WU Zhonghua, ZHANG Youyuan, XU Xiaohan. Building and Simulation Realization of a Multimode Terminal Test Platform[J]. Telecommunication Engineering, 2015, 55(9): 1042-1046. (in Chinese)

[2] 趙明宇, 周俊, 鄧飛. TD-LTE測試終端現狀及性能對比方法[J]. 移動通信, 2013, 19: 41-43. ZHAO Mingyu, ZHOU Jun, DENG Fei. TD-LTE Test Terminal Status and Performance Comparison Method[J]. Mobile Communication, 2013, 19: 41-43. (in Chinese)

[3] 馬志剛. 物聯網發展趨勢及測試方案[J]. 電子科學技術, 2015, 2(4): 494-499. MA Zhigang. Development Trend and Test Plan of Internet of Things[J]. Electronic Science and Technology, 2015, 2(4): 494-499. (in Chinese)

[4] 亢娟, 李艷萍, 廖軍, 等. 移動終端測試與質量評估體系的研究[J]. 電視技術, 2013, 37(16). KANG Juan, LI Yanping, LIAO Jun. Research of Mobile Terminal Testing and Quality Evaluation System[J]. Video Engineering, 2013, 37(16).

[5] 辛曉鵬, 吳偉明. J2EE及相關技術的優化在基站巡檢系統中的應用[J]. 軟件, 2015, 36(9): 87-91. Application of Optimization Based on J2EE and Related Technologies in Base Station Inspection System[J]. Computer Engineering & Software, 2015, 36(9): 87-91. (in Chinese)

[6] Gamma E. Design patterns elements of reusable object-oriented software[M]. 北京: 機械工業出版社, 2002. Gamma E. Design patterns elements of reusable objectoriented software[M]. Beijing: China Machine Press, 2002. (in Chinese)

[7] 申斌, 李利民. 基于MVC模式S2SH框架的庫存管理系統[J]. 實驗室研究與探索, 2014, 33(11): 113-117. SHEN Bin, LI Limin. Design of Inventory Management System Based on MVC Pattern and S2SH Framework. (in Chinese)

[8] 高洪巖. 基于Struts2+Hibernate+Spring實用開發指南[M].北京: 化學工業出版社, 2010: 282. GAO Hongyan. Practical Development Guide Based on S2SH[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2010: 282. (in Chinese)

[9] 李剛. 輕量級Java EE 企業應用實戰: Struts 2+Spring 4+Hibernate 整合開發[M]. 北京: 電子工業出版社, 2014. 10. LI Gang. Lightweight Java EE Enterprise Application Combat: Integrated Development of Struts 2+Spring 4+Hibernate. Beijing: Electronic Industry Publishing House, 2014. 10. (in Chinese)

[10] 郭文龍, 姜惠娟, 劉世貴. 基于 SSH 框架的 RBAC 設計與實現 [J]. 軟件, 2011, 32(6): 47-48. GUO Wenlong, JIANG Huijuan, LIU Shigui. Based on SSH framework RABC design and Implementation[J]. Computer Engineering & Software, 2011, 32(6): 47-48.

Research and Implementation of Terminal-test Platform Based on Struts2 & Hibernate & Spring

ZHANG Ke, MA Nan
(Beijing University of Posts and Telecommunications, State Key Laboratory of Networking and Switching, Beijing100876)

For the problems in traditional terminal-test field, such as the high cost of testing and the complicated management of test-instrument cluster, a new terminal-test platform based on the Struts2+Spring+Hibernate(S2SH) framework is presented.The platform modules implemented hierarchical and decoupled have good scalability and maintainability. The new test platform meets users’ demand to control instruments automated testing tasks remotely and manages test-instrument cluster by designing integration-tool. It has high values because the terminal-test platform can improve test efficiency and reduce testing costs and make the terminal-test more intensive, standardized.

S2SH; Terminal-test platform; Struts2; Spring; Hibernate

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.08.017

張珂(1991-)，男，山東萊蕪人，碩士研究生，主要研究方向：寬帶無線通信新技術；馬楠(1979-)，男，北京人，講師，主要研究方向：寬帶移動通信新技術研究。頁客戶端遠程分配測試任務，控制測試儀表自動化執行；支持對測試儀表群的集群管理；測試平臺可記錄整個芯片測試周期中的測試數據，反饋測試結果，輔助用戶在線測試及分析；測試平臺需能存儲大量終端測試數據，為后期進行終端測試的大數據分析提供數據支撐；支持按用戶測試種類及數量計費。