12306 互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)測試關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用

丁順英，李天翼

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所,北京 100081）

鐵路12306 互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)（簡稱：12306）是在中國鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)基礎(chǔ)上，拓展互聯(lián)網(wǎng)售票、手機(jī)售票等業(yè)務(wù)而構(gòu)建的電子商務(wù)系統(tǒng)[1]，為廣大旅客提供服務(wù)。12306 作為中國鐵路重要的售票渠道，用戶規(guī)模龐大，任何缺陷在海量用戶的沖擊下都可能引起系統(tǒng)災(zāi)難，因此，測試是減少12306的缺陷、規(guī)避系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和確保系統(tǒng)質(zhì)量不可缺少的重要環(huán)節(jié)。12306 的測試從系統(tǒng)設(shè)計(jì)就開始介入，覆蓋測試分析、測試需求、案例設(shè)計(jì)、單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試、驗(yàn)收測試等階段[2]；測試范圍包括票務(wù)主線業(yè)務(wù)，以及保險(xiǎn)、餐飲、旅游、酒店、廣告等支線業(yè)務(wù)。因此，如何有效合理地選擇和應(yīng)用測試技術(shù)對12306 的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

采用自動(dòng)化測試技術(shù)，可以完成12306 票務(wù)主流程變更后的回歸測試和分支流程變更后票務(wù)主流程的驗(yàn)證性測試；采用測試模擬器技術(shù)，可以完成在內(nèi)部子系統(tǒng)或關(guān)聯(lián)系統(tǒng)不可用、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)性能不達(dá)標(biāo)、測試數(shù)據(jù)無效等客觀情況下對系統(tǒng)的測試；在系統(tǒng)正式部署完成后，采用云測試技術(shù)，可以完成模擬真實(shí)用戶在生產(chǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行的測試；采用兼容性測試技術(shù)，能夠使12306 在最大程度上滿足用戶的使用需求和使用體驗(yàn)。本文詳細(xì)介紹上述幾種測試關(guān)鍵技術(shù)在12306 測試中的應(yīng)用。

1 測試方法分析

在12306 測試過程中，采用了多種測試分析方法，以滿足系統(tǒng)不同階段的測試需求[3]。

1.1 單元測試和集成測試

在單元測試和集成測試階段，主要采用基于功能界面的分析方法：

（1）梳理各子系統(tǒng)的單個(gè)功能，分析每個(gè)功能的測試需求，包括正常測試需求和異常測試需求；

（2）識(shí)別系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間功能的關(guān)聯(lián)性，并根據(jù)功能的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行功能組合或功能交叉的測試需求分析；

（3）根據(jù)以上分析結(jié)果，最終形成測試需求文檔。

文檔分為單一功能測試需求和功能組合測試需求兩部分。當(dāng)新增子系統(tǒng)時(shí)，只需要關(guān)注子系統(tǒng)的新功能和關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)的交叉功能。在該階段，可以采用自動(dòng)化測試技術(shù)完成系統(tǒng)新增功能后的主流程測試；采用測試模擬器技術(shù)完成功能測試。

1.2 系統(tǒng)測試和驗(yàn)收測試

在系統(tǒng)測試和驗(yàn)收測試階段，采用基于業(yè)務(wù)流程和規(guī)則的分析方法：

（1）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將12306 劃分為票務(wù)主線業(yè)務(wù)，以及積分、保險(xiǎn)、餐飲等分支業(yè)務(wù)；

（2）詳細(xì)劃分各類業(yè)務(wù)，如票務(wù)業(yè)務(wù)中由用戶信息、信息查詢、購票、訂單處理、支付等下一級業(yè)務(wù)組成，用戶信息又可以分為用戶注冊、信息修改、用戶注銷等子業(yè)務(wù)；

（3）分析各類業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn)過程，標(biāo)識(shí)每一種業(yè)務(wù)對不同情況的處理流程和處理規(guī)則，形成完整業(yè)務(wù)流路徑，分析每個(gè)分支路徑的測試需求，并確認(rèn)業(yè)務(wù)流對應(yīng)的系統(tǒng)功能；

（4）根據(jù)以上分析結(jié)果，最終形成業(yè)務(wù)流程的測試需求文檔。

此種分析方法在業(yè)務(wù)流程規(guī)則變化或增加新業(yè)務(wù)時(shí)，需不斷地完善和整合。在該階段，采用云測試技術(shù)可以完成以業(yè)務(wù)流程測試為主要目標(biāo)的測試任務(wù)；在系統(tǒng)測試階段，采用兼容性測試技術(shù)，可提前發(fā)現(xiàn)在不同機(jī)型、不同系統(tǒng)中的缺陷，以滿足更多用戶的使用需求。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 自動(dòng)化測試

12306 在票務(wù)主流程上和一些分支上采用自動(dòng)化測試技術(shù)，用以解決票務(wù)主流程變更后的回歸測試和分支流程變更后票務(wù)主流程的驗(yàn)證性測試。為了更好地利用自動(dòng)化測試技術(shù)，12306 的自動(dòng)化測試采用測試數(shù)據(jù)、測試腳本、測試配置分離的處理方式，同時(shí)，加入了測試管理、測試執(zhí)行、測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析等相關(guān)功能。

2.1.1 測試方法

12306 的測試數(shù)據(jù)全部存放于測試數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)按照類型進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、條件化存放，如用戶信息、車次信息、車站信息、席位信息、票價(jià)信息等。在測試準(zhǔn)備階段，根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行測試數(shù)據(jù)組織，而對于一些復(fù)合數(shù)據(jù)，可以通過已有的測試數(shù)據(jù)重新生成并存放在測試數(shù)據(jù)庫中，也可以在測試過程中使用腳本；測試任務(wù)執(zhí)行完成后，將測試結(jié)果存放于數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2.1.2 測試應(yīng)用

將進(jìn)行自動(dòng)化測試的腳本分成功能級腳本和業(yè)務(wù)流腳本，功能級腳本指的是與被測系統(tǒng)完成一個(gè)特定功能或交易的一系列交互操作，如用戶登錄、余票查詢、聯(lián)系人查詢、扣票、支付等[4]；業(yè)務(wù)流腳本是指按一定業(yè)務(wù)邏輯將多個(gè)功能級腳本串聯(lián)起來組成的復(fù)合腳本，如完整的購票流程、退票流程、改簽流程等。在功能級腳本和業(yè)務(wù)流腳本完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行測試場景的編寫，具有業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的多個(gè)案例（包括功能案例和業(yè)務(wù)案例）組織到一起形成集合。可對執(zhí)行過程中涉及到的執(zhí)行設(shè)備、執(zhí)行次數(shù)、執(zhí)行時(shí)間等進(jìn)行參數(shù)化配置，同時(shí)，在系統(tǒng)中增加了任務(wù)調(diào)度功能，滿足無人值守下的測試執(zhí)行、結(jié)果收集和報(bào)表生成。

引入自動(dòng)化測試技術(shù)，可以減少人工測試的繁瑣，并且保障測試的一致性和可重復(fù)性，從而提高測試效率[5]。但是，采用自動(dòng)化測試技術(shù)，測試腳本開發(fā)周期長、人力和時(shí)間成本較高[6]；加之12306 產(chǎn)品迭代頻繁，會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化測試腳本變化頻繁、不易維護(hù)；對于短期項(xiàng)目，測試腳本的復(fù)用度低，依然無法完全替代手工測試實(shí)現(xiàn)功能、業(yè)務(wù)流程的全覆蓋。

2.2 測試模擬器技術(shù)

測試模擬器類似于訓(xùn)練飛行員的模擬艙，利用測試模擬器，可構(gòu)建被測試應(yīng)用系統(tǒng)的完整測試環(huán)境，在高度仿真的環(huán)境中，能夠支持應(yīng)用系統(tǒng)的功能、性能等測試[7]。

2.2.1 測試方法

12306 內(nèi)部由幾十個(gè)子系統(tǒng)組成，對外關(guān)聯(lián)若干系統(tǒng)。在測試過程中，經(jīng)常會(huì)遇到內(nèi)部系統(tǒng)不可用、關(guān)聯(lián)模塊開發(fā)未完成、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)性能不達(dá)標(biāo)、測試數(shù)據(jù)無效、網(wǎng)絡(luò)訪問限制/訪問費(fèi)用高等原因影響測試進(jìn)度，為此，采用了測試模擬器技術(shù)。測試模擬器可直接在應(yīng)用層模擬內(nèi)部子系統(tǒng)或關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的行為，支持HTTP、HTTPS、TCP、UDP、Socket 等多種通信協(xié)議，并可根據(jù)系統(tǒng)要求定義XML、JSON、SOAP 等多種報(bào)文格式，支持請求端模擬、響應(yīng)端模擬、請求/響應(yīng)、響應(yīng)/轉(zhuǎn)發(fā)等多種場景，支持報(bào)文延遲、報(bào)文丟失、報(bào)文失敗錯(cuò)誤等特殊場景的模擬。

2.2.2 測試應(yīng)用

12306 的席位數(shù)據(jù)存放于18 個(gè)鐵路局集團(tuán)公司客票中心的幾十個(gè)席位數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)中，旅客購票、改簽（變更到站）、退票等信息都存儲(chǔ)在席位數(shù)據(jù)庫中，旅客購票后的訂單信息、電子票信息、實(shí)名制信息等存放于20 組電子票庫節(jié)點(diǎn)中[8]。在測試環(huán)境中，搭建了北京、上海、廣州等3 個(gè)客票中心的4個(gè)席位數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)，其它的全部采用測試模擬器實(shí)現(xiàn)，測試模擬器替代了應(yīng)用服務(wù)+席位數(shù)據(jù)庫的功能。針對電子票庫節(jié)點(diǎn)，采用同樣的處理方式，搭建3組電子票庫節(jié)點(diǎn)，其余的采用測試模擬器實(shí)現(xiàn)。

測試模擬器在模擬外聯(lián)系統(tǒng)中也發(fā)揮了重要作用，典型的應(yīng)用就是電子支付環(huán)境的模擬，由于旅客的支付行為全部是在銀行、支付寶和微信等第三方平臺(tái)進(jìn)行，測試環(huán)境中不具備建立第三方支付系統(tǒng)的能力，因此，通過模擬第三方支付系統(tǒng)的通信協(xié)議和報(bào)文格式，可滿足隨時(shí)支付的測試要求；其他外聯(lián)的保險(xiǎn)、積分、餐飲、旅游等系統(tǒng)的測試也可采用測試模擬器實(shí)現(xiàn)。

采用測試模擬器技術(shù)的測試環(huán)境軟/硬件等基礎(chǔ)框架可復(fù)用，所以，節(jié)約了基礎(chǔ)框架塔建成本；可縮短測試周期，將系統(tǒng)從不可測變?yōu)榭蓽y，測試提前介入，節(jié)約時(shí)間成本；可模擬各種業(yè)務(wù)情況，特別是異常測試，提高測試覆蓋率，提升測試效率和質(zhì)量；在性能測試中，測試模擬器的性能一般高于被測系統(tǒng)，不會(huì)成為性能測試的瓶頸。

2.3 云測試

云測試是基于云計(jì)算的一種新型測試技術(shù)，可以模擬用戶遠(yuǎn)端訪問和7×24 h 不間斷測試[9]。

2.3.1 測試流程

用戶在本地編寫并調(diào)試自動(dòng)化測試腳本，將調(diào)試后的自動(dòng)化測試腳本上傳到云測試平臺(tái)，在平臺(tái)上配置運(yùn)行自動(dòng)化測試腳本的目標(biāo)地址、運(yùn)行時(shí)長、開始時(shí)間等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對12306 的自動(dòng)化測試。同時(shí)，云測試平臺(tái)具有腳本錄制并生成、腳本線上編輯、腳本驗(yàn)證和結(jié)果展示等功能。

2.3.2 測試應(yīng)用

12306 云測試的范圍主要以流程測試為主，在系統(tǒng)部署完成后，模擬真實(shí)的用戶在生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試內(nèi)容包括：編寫用戶登錄、查詢發(fā)/到站余票、選擇車次預(yù)訂、添加乘車人、提交訂單、支付。測試流程覆蓋用戶購票的全部操作，并在每一步操作后進(jìn)行預(yù)期結(jié)果驗(yàn)證，同時(shí)，記錄錯(cuò)誤結(jié)果。將測試腳本分發(fā)到多臺(tái)云計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，按需生成虛擬用戶運(yùn)行測試腳本，從互聯(lián)網(wǎng)端對系統(tǒng)施壓，實(shí)時(shí)查看壓力測試的結(jié)果；可設(shè)置少量用戶進(jìn)行7×24 h不間斷運(yùn)行測試，測試12306 的可用性。

借助云測試平臺(tái)模擬真實(shí)的用戶進(jìn)行測試，不需要購買不同應(yīng)用的測試軟件、不需要進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)部署，能夠有效降低測試成本，節(jié)省測試機(jī)器、網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)的時(shí)間，進(jìn)而縮短搭建測試環(huán)境的時(shí)間，提高測試效率[10]。

2.4 手機(jī)App 兼容性測試

兼容性測試是指測試軟件在特定的硬件平臺(tái)上、不同的應(yīng)用軟件之間、不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)、不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行的測試[11]，手機(jī)App 兼容性測試還包括在不同機(jī)型、不同系統(tǒng)上進(jìn)行的測試。

2.4.1 必要性

智能手機(jī)的普及率越來越高，無論是在系統(tǒng)還是軟/硬件環(huán)境方面，種類繁多。目前，鐵路12306手機(jī)App 訂票比率已超過70%，手機(jī)App 在各種機(jī)型和系統(tǒng)上的運(yùn)行狀況各不相同，若手機(jī)App 的兼容性出現(xiàn)問題，不僅會(huì)影響用戶的使用體驗(yàn)，更嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致用戶流失，因此，需要進(jìn)行兼容性測試，最大程度地使更多的用戶能夠正常使用軟件。

2.4.2 測試應(yīng)用

12306 手機(jī)App 兼容性測試范圍主要包括與硬件設(shè)備的兼容性、與操作系統(tǒng)的兼容性、分辨率兼容性、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商兼容性、與其他軟件的兼容性、軟件版本向前/向后兼容性等。作為功能測試的一部分，兼容性測試著重考慮的測試功能點(diǎn)包括安裝測試、卸載測試、啟動(dòng)測試、運(yùn)行測試、核心功能測試（購票、支付、改簽、退票、訂單查詢等）、用戶界面測試等[12]。12306 手機(jī)App 兼容性測試考慮的因素及在不同的測試范圍下的測試功能點(diǎn)舉例，如表1所示。通過兼容性測試，檢查手機(jī)App 是否有報(bào)錯(cuò)或者崩潰發(fā)生，并記錄錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)界面效果，截取系統(tǒng)運(yùn)行日志等關(guān)鍵信息，根據(jù)問題進(jìn)行分類和優(yōu)化分析，為手機(jī)App 的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。

表1 12 306 手機(jī) App 兼容性測試主要內(nèi)容及測試功能點(diǎn)舉例

12306 手機(jī)App 兼容性測試能在最大程度上滿足廣大用戶的使用需求和使用體驗(yàn)。但是，兼容性測試成本較高，機(jī)型的選擇是考慮的重點(diǎn)。

3 結(jié)束語

本文分析了12306 在軟件測試各個(gè)階段使用的測試方法和測試技術(shù)。重點(diǎn)研究了自動(dòng)化測試、測試模擬器、云測試、手機(jī)App 兼容性測試等技術(shù)及其在12306 測試中的具體應(yīng)用。12306 的測試工作伴隨著12306 的成長和發(fā)展，是一個(gè)持續(xù)集成與不斷演進(jìn)的過程，隨著測試管理、測試技術(shù)、測試能力的不斷提高，測試工作將在12306 的發(fā)展過程中發(fā)揮更加重要的作用。