Python語言在自動化測試系統中的應用

華劍南

摘 要

自動化測試系統在敏捷開發、持續集成和持續交付中起著非常重要的作用。它對加快新功能發布，縮短現場問題解決時間，提升用戶感受度，乃至提高企業競爭力都至關重要。本文結合筆者在自動化測試系統建設中的實踐，具體描述了利用Python語言設計完成的基于機器人框架，關鍵字驅動的案例。最后指出了這套系統進一步改進的方向。

【關鍵詞】自動化測試系統 機器人框架（Robot Framework，RF） 關鍵字驅動 Python

1 自動化測試系統實現簡介

筆者參與開發的自動化測試系統，和編譯服務器關聯，由系統掃描偵測，實現基于某種策略的版本自動下載（最大頻度測試，最相關版本測試，如包含本測試組發現的軟件缺陷版本優先，或指定版本測試等），然后分發到相應設備，進行版本升級安裝，觸發測試用例的運行，生成測試報告，發送郵件給項目干系人，更新測試記錄等。

自動化測試系統，能實現在第一時間觸發測試，能更頻繁地測試各個版本，能運行更多、更繁瑣的測試，進而在缺陷出現時及時發現，幫助開發團隊縮小缺陷出現的代碼范圍，便于定位問題，解決問題，這為敏捷開發持續集成，持續發布提供了強有力的支撐。

自動化測試系統，基于機器人框架（robot Framework，RF），RF有豐富的庫，使用關鍵字驅動技術，可以實現循環，選擇等邏輯，測試用例中支持變量的使用，測試人員可以創建自己需要的關鍵字，具有很大的靈活性和可擴展性，可以實現定制的復雜或特殊的功能。ride 是RF的編輯工具，測試用例可以用表格輸入，使得測試人員以類似于自然語言的方式（關鍵字）來描述測試用例， 即使沒有編程基礎的測試人員也容易上手，而RF會將關鍵字轉化為測試動作（底層即Python類方法，函數的調用）。

Python是一種面向對象、解釋型、跨平臺的高級程序設計語言，可以應用于自動化測試，數據分析等眾多領域，Python用代碼縮進來代替花括號，表示語句塊邏輯層次，既使得源程序風格接近，又提高了可讀性；Python的類庫齊全并且產出率高，實現相同的功能，Python 比很多其他語言代碼量少，這意味著易維護，出現問題的概率也下降。RF就是一種基于Python的可擴展關鍵字驅動的通用自動化測試框架。

2 Python語言在自動化測試系統中的應用

利用RF編寫定制的測試用例，需要開發自己的關鍵字，編寫自定義python庫。下文通過一個實例來介紹這個過程。

首先，在python安裝目錄c：＼Python27＼Lib＼site-packages＼下新建一個文件夾NewUE，文件夾名就是庫名，然后，在該文件夾內創建一個python文件ueclass.py，代碼中定義一個UEClass類，類中定義了一個ue1Behavior方法，該方法即RF中的新關鍵字。

在NewUE文件夾內再創建文件名 __init__.py 文件，RF通過這個初始化文件獲取新關鍵字類。它的類名和庫名相同， 括號里的類是ueclass.py中定義的類：

fromueclass import UEClass

classNewUE（UEClass）：

ROBOT_LIBRARY_SCOPE = 'GLOBAL'

自定義的NewUE庫就創建好了，在RF的編輯器ride中導入這個庫，然后即可使用新創建的關鍵字。如果要新增關鍵字ue2Behavior，只要在UEClass類中增加名為ue2Behavior的方法即可。

導入新庫，若庫名顯示為黑色，表明導入成功，若紅色則表明導入失敗。可以通過在一個python文件中import NewUE來調試，通常可以根據出錯消息提示框，排除源文件中的錯誤。修正錯誤后，把原來的 *.pyc 全刪除，運行如下命令編譯，然后重新導入：

python -m compileallueclass.py

python -m compileall __init__.py

如圖1所示。

自動化測試系統的理想目標是全自動，在策略和任務定義好后，免予人工干預。為達到這一目標，需要實現RF和其他系統的配合。下文介紹在這套系統中開發的三個重要模塊：下載，定制測試報告，郵件分發模塊。

編譯隨時可能完成，系統需要有自動下載功能（關鍵字Auto_DL）以免浪費時間， 基本的過程如下， 首先系統處于空閑狀態，即還未開始測試或上次測試任務已完成， Auto_DL會定時登錄到指定服務器，檢測是否有新版本編譯完成，并判斷該版本是否可用：按上文提及的某種特定的策略選擇新版本，判斷該版本是否符合自動化測試的最低要求，例如已通過冒煙測試，通過則可下載該版本，退出Auto_DL， 觸發下一個環節，升級安裝該版本。這個過程循環往復，以達到盡快測試符合策略的版本或盡可能多地測試各種版本等目的.本系統用Python 自帶的標準模塊urllib2， re實現新版本偵測和判斷是否為可用版本，發送HTTP request，在獲取的返回信息中，利用正則表達式標準模塊re中的搜索函數findall和符合指定特征的正則表達式判斷是否需要下載新版本；用Python 自帶的標準模塊ftplib實現文件下載， 直接導入ftplib，生成一個FTP對象，連接到ftp服務器， 以寫模式在本地打開接收文件， 接收服務器上的文件并寫入本地文件，最后關閉文件，完成下載工作。

下載完成后，系統自動安裝并執行測試用例。RF能產生測試報告，但是無法定制測試報告，新開發的定制測試報告模塊就是根據測試管理團隊的特殊要求，提供符合需求的報告， 可以包括測試團隊名字，測試時間，測試環境的硬件配置，軟件版本信息， 測試用例運行結果匯總情況， 是否更新測試記錄或需要進一步分析等。測試結果由網頁和附件的形式發送給指定接收人。同時，除了測試結果文件，還提供超鏈接，可以查看測試日志等，特別是當測試用例失敗后，測試人員可以進一步分析日志，確定是哪個領域出現了軟件缺陷，對應的開發人員也可以根據日志，修正軟件缺陷，提供新版本給測試人員再次驗證。

定制報告生成后，需要發送測試結果，郵件發送模塊利用Python 自帶的標準庫，smtplib， configparser， email等。為把數據和業務邏輯分離， 通常把郵件服務器地址，用戶名，密碼，發件人等寫入配置文件， 在主程序中這些信息由configparser來解析，可以把主機名傳遞給SMTP構造函數，然后用smtplib.SMTP（）創建一個smtp對象，用smtp.login（）進行登錄操作， 最后用smtp.sendmail（）發送郵件，用smtp.quit（）方法關閉連接。

Sendmail（sender，recipients，message）方法可用于發送電子郵件，參數Sender，recipients分別是郵件發送者和接收者地址列表，從配置文件中讀取，參數Message是一個長字符串格式的消息，本模塊中將網頁形式的測試報告解析后作為郵件正文發送給接收方。創建MIMEMultipart對象，獲取郵件主題等信息，創建MIMEText對象，讀取網頁文件內容，再用MIMEMultipart對象的attach，把網頁文件內容包含到MIMEMultipart對象中。Sendmail（）方法最終完成郵件發送。

改進方向：

本測試系統主要是回歸測試，不可能完全取代手工測試，有些情況下不適合自動化測試，例如探索性測試，軟件版本很不穩定，測試儀表未提供腳本控制接口等。產品新的功能開發完成后，一般先經手工測試，所以通常自動測試比手工測試發現的缺陷要少些，但由于RF的可擴展性，我們可以方便地將新測試用例加入到自動化測試系統里來，不斷提高該系統的測試覆蓋率。

另一方面，可以進一步提高自動化測試系統的智能，實現對日志文件的分析。測試專家了解預期測試結果，熟悉日志和缺陷的映射關系，根據日志可推斷可能的錯誤分支，出錯模塊等。本系統擬增加日志分析模塊，用于替代人工判斷，利用Python強大的文本分析和正則表達式搜索功能，結合業務知識及測試專家的經驗，對失敗的測試用例日志進行分析，由系統給出日志分析結果。

3 結論

本測試系統主要用于發現已知的缺陷，確保新功能加入后原有功能不受影響。同時，由于自動化系統很方便進行相同測試用例的大量重復，進而可能發現手工測試不易檢出的偶發問題。

由于新關鍵字易于擴展，隨著產品功能的不斷增加，測試用例集合也可以不斷地擴充。由于RF的可擴充性，可以在自動化測試系統中增加新的模塊，進一步提高系統的智能，大大提高測試效率并降低測試工程師重復勞動的強度。測試人員把精力放在深入理解業務邏輯，設計新測試用例，再把新用例應用于自動化測試系統中，進而形成測試工作的良性循環。

參考文獻

[1]Steven F. Lott.譯者：張心韜，蘭亮.責編：陳冀康.Python面向對象編程指南[M].人民郵電出版社，2016.