軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)應(yīng)用探析

趙輝　袁普及

關(guān)鍵詞：軟件；自動(dòng)化；測(cè)試；定義；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）12-0054-03

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，軟件產(chǎn)品使用得越來(lái)越多，其被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、辦公軟件、金融行業(yè)等領(lǐng)域。與此同時(shí)，軟件產(chǎn)品的規(guī)模越來(lái)越大，越來(lái)越復(fù)雜，而軟件的交付周期不斷縮短，需使用軟件測(cè)試技術(shù)來(lái)保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。軟件測(cè)試主要通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)測(cè)試方法對(duì)系統(tǒng)或軟件進(jìn)行測(cè)試，找出程序中的問(wèn)題，從而提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，使得系統(tǒng)滿足客戶的需求。

在人們的日常工作和生活中，離不開各種各樣的軟件，而軟件的錯(cuò)誤會(huì)帶來(lái)不必要的支出或隱藏的危險(xiǎn)，因此，軟件測(cè)試在軟件產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要，不僅能夠檢驗(yàn)軟件產(chǎn)品是否符合產(chǎn)品需求，而且關(guān)系著軟件產(chǎn)品的交付質(zhì)量和客戶的滿意度[1]。軟件測(cè)試[2-3]是檢驗(yàn)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，貫穿于軟件產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)生命周期。軟件測(cè)試主要包括手動(dòng)和自動(dòng)化測(cè)試。手動(dòng)測(cè)試主要是通過(guò)手動(dòng)操作來(lái)檢測(cè)軟件產(chǎn)品的功能。自動(dòng)化測(cè)試是使用專門的自動(dòng)化工具來(lái)對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。在軟件產(chǎn)品產(chǎn)生初期，軟件測(cè)試的定義不是很完善，它只占軟件產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中的小部分。隨著軟件產(chǎn)品系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越龐大，所涉及的領(lǐng)域越來(lái)越廣，軟件產(chǎn)品的測(cè)試也變得越來(lái)越困難，即測(cè)試也會(huì)變得復(fù)雜，人工手動(dòng)測(cè)試變得相當(dāng)困難，因此，人們開始使用軟件自動(dòng)化測(cè)試對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，解決了人工手動(dòng)測(cè)試存在的問(wèn)題。軟件自動(dòng)化測(cè)試可以提高測(cè)試的執(zhí)行效率、降低人工測(cè)試所帶來(lái)的成本、能夠避免人工測(cè)試導(dǎo)致的測(cè)試遺漏，能夠完成人工測(cè)試無(wú)法完成的任務(wù)、可以幫助企業(yè)開發(fā)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。因此，本文對(duì)軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)進(jìn)行研究與探析。

1 軟件自動(dòng)化測(cè)試定義

軟件自動(dòng)化測(cè)試[4]是指在預(yù)先設(shè)定條件下，運(yùn)行編寫好的程序，然后對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。其中，預(yù)先設(shè)定的條件包括正常和異常兩種條件。軟件自動(dòng)化測(cè)試是將手動(dòng)測(cè)試轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器執(zhí)行的過(guò)程，直觀地

說(shuō)就是在測(cè)試過(guò)程中，手動(dòng)測(cè)試被自動(dòng)化測(cè)試工具所代替。軟件自動(dòng)化測(cè)試的本質(zhì)是通過(guò)腳本程序測(cè)試軟件開發(fā)的程序，主要完成兩種測(cè)試：一種是測(cè)試用例不能用手工測(cè)試，就要用軟件自動(dòng)化測(cè)試，如壓力測(cè)試，不能使用手動(dòng)測(cè)試完成；另一種是能夠?qū)y(cè)試用例編寫為自動(dòng)化測(cè)試腳本，此種方法能夠節(jié)省資源，提高軟件測(cè)試的效率。

軟件自動(dòng)化測(cè)試能夠減少測(cè)試工程師的工作量，也可避免對(duì)軟件的重復(fù)操作。另外，軟件自動(dòng)化測(cè)試可以完成手動(dòng)測(cè)試不能完成的操作任務(wù)，如壓力測(cè)試、可靠性測(cè)試、并發(fā)測(cè)試等。在并發(fā)測(cè)試過(guò)程中，如果使用手動(dòng)測(cè)試，需要提前準(zhǔn)備多臺(tái)計(jì)算機(jī)和多名測(cè)試工程師，然后根據(jù)指揮在同一時(shí)間同一位置進(jìn)行操作，使用秒表得到反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)。在這種方式下，得到的結(jié)果并不能讓人信服，也無(wú)法得到好的檢測(cè)結(jié)果，因此，并發(fā)測(cè)試使用手動(dòng)測(cè)試不可行，可使用自動(dòng)化測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。軟件自動(dòng)化測(cè)試能夠節(jié)約人力和時(shí)間，提高測(cè)試的執(zhí)行效率，縮短軟件產(chǎn)品的開發(fā)周期。對(duì)于需要反復(fù)進(jìn)行操作的工作，軟件自動(dòng)化測(cè)試可以提前準(zhǔn)備好腳本程序和自動(dòng)化測(cè)試工具，然后不斷地重復(fù)需要進(jìn)行的操作，最終可以有效地完成測(cè)試任務(wù)。

軟件自動(dòng)化測(cè)試之前需要對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行分析，確定該產(chǎn)品是否能夠進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。軟件自動(dòng)化測(cè)試主要適用于軟件產(chǎn)品的需求后續(xù)變動(dòng)不會(huì)很大、整個(gè)項(xiàng)目周期比較長(zhǎng)、要求要做回歸測(cè)試的情況，因此，需要組建專業(yè)的自動(dòng)化測(cè)試團(tuán)隊(duì)，對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。綜上分析可知，軟件自動(dòng)化測(cè)試就是用自動(dòng)化測(cè)試工具代替手工行為的一種測(cè)試，即使用自動(dòng)化測(cè)試工具及所編寫的腳本程序來(lái)模擬人工操作，進(jìn)而完成自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程。

2 軟件自動(dòng)化測(cè)試步驟

軟件自動(dòng)化測(cè)試通過(guò)分析軟件產(chǎn)品需求及測(cè)試工具，制定測(cè)試計(jì)劃，根據(jù)測(cè)試需求，構(gòu)建測(cè)試環(huán)境并編寫測(cè)試用例，進(jìn)而編寫自動(dòng)化測(cè)試腳本，通過(guò)執(zhí)行腳本來(lái)驗(yàn)證測(cè)試腳本的正確性。在設(shè)計(jì)手工測(cè)試用例時(shí)，標(biāo)出能夠使用自動(dòng)化測(cè)試的用例，以供參考。自動(dòng)化測(cè)試腳本的開發(fā)過(guò)程其實(shí)就是將測(cè)試用例轉(zhuǎn)變?yōu)榇a，然后在測(cè)試環(huán)境中對(duì)自動(dòng)化測(cè)試腳本進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)然，若想要測(cè)試腳本具有兼容性，需放在其他的平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。最后，需要對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和分析。軟件自動(dòng)化測(cè)試具體流程[4]如圖1 所示。

根據(jù)軟件產(chǎn)品的需求和測(cè)試工具，首先編寫軟件產(chǎn)品測(cè)試計(jì)劃。軟件產(chǎn)品的測(cè)試計(jì)劃主要包括測(cè)試的內(nèi)容、目的、方法，所要耗費(fèi)的人力、物力等。通過(guò)軟件產(chǎn)品測(cè)試計(jì)劃和需求說(shuō)明書，設(shè)計(jì)測(cè)試用例。在設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要包括所有的測(cè)試需求，并單獨(dú)列出無(wú)法用自動(dòng)化測(cè)試來(lái)完成的測(cè)試用例，為后續(xù)編寫代碼做準(zhǔn)備。測(cè)試用例應(yīng)滿足全面性、可操作性、正確性等要求，而且必須經(jīng)過(guò)評(píng)審才能夠使用。軟件測(cè)試環(huán)境根據(jù)軟件產(chǎn)品的不同選擇不同的環(huán)境進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試用例和環(huán)境完成后，根據(jù)軟件產(chǎn)品的需求和不同的自動(dòng)化測(cè)試工具，選擇腳本語(yǔ)言，然后開始編寫腳本，編寫好腳本之后，對(duì)腳本進(jìn)行不斷調(diào)試驗(yàn)證，并實(shí)時(shí)記錄、跟蹤、反饋測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，最后對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。

軟件自動(dòng)化測(cè)試腳本的維護(hù)非常重要。若軟件測(cè)試比較復(fù)雜且腳本很多，在反復(fù)執(zhí)行腳本的過(guò)程中，運(yùn)行就會(huì)變得很慢，需要根據(jù)測(cè)試用例和腳本設(shè)計(jì)說(shuō)明對(duì)腳本進(jìn)行維護(hù)。因此，在編寫測(cè)試用例和腳本時(shí)，能夠考慮可能會(huì)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，以便更好地維護(hù)腳本。

3 軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景

軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)主要有錄制與回放、腳本測(cè)試技術(shù)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、功能驅(qū)動(dòng)等，除此之外，還有領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)、功能驅(qū)動(dòng)及指令驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)。因此，通過(guò)利用這些技術(shù)，軟件自動(dòng)化測(cè)試可應(yīng)用于基于Linux GUI、基于Python CLI、云端軟件等自動(dòng)化測(cè)試場(chǎng)景，幫助用戶開發(fā)出更好的軟件產(chǎn)品。

3.1 錄制與回放

錄制與回放[5]是軟件自動(dòng)化測(cè)試最初的技術(shù)。在剛開始使用時(shí)，需要借助硬件進(jìn)行錄制，即錄制是利用自動(dòng)化測(cè)試工具來(lái)測(cè)試應(yīng)用程序和網(wǎng)頁(yè)中的功能，然后對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行記錄。在錄制過(guò)程中，將程序與腳本混合在一起，且在測(cè)試過(guò)程中能夠產(chǎn)生單獨(dú)的測(cè)試腳本，適用于比較小的項(xiàng)目。由于程序與腳本是混合在一起的，這就需要花費(fèi)很高的成本去維護(hù)。此外，當(dāng)操作界面發(fā)生變化時(shí)，測(cè)試工程師就要重新錄制，這就導(dǎo)致操作比較煩瑣。回放能夠發(fā)現(xiàn)在錄制過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。因此，該測(cè)試方法在軟件自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程中效率較低，且需要花費(fèi)較高的成本。

3.2 腳本測(cè)試技術(shù)

腳本技術(shù)根據(jù)測(cè)試用例，編寫腳本程序。通過(guò)執(zhí)行腳本程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。腳本測(cè)試有兩種，一是結(jié)構(gòu)化的腳本，此種腳本包含較多的結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容，具有較好的邏輯性和穩(wěn)定性，對(duì)在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的異常問(wèn)題可以進(jìn)行及時(shí)處理，但腳本與測(cè)試數(shù)據(jù)聯(lián)系緊密，后續(xù)修改的難度較大。另外一種就是非機(jī)構(gòu)化腳本，即線性腳本，該種腳本可以使用不同語(yǔ)言編寫，方便與被測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行交換，但會(huì)增加測(cè)試成本，可用于中小型的軟件產(chǎn)品[5]。

3.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)將以前的需要借助硬件的模式轉(zhuǎn)變成軟件模式。測(cè)試工程師根據(jù)測(cè)試需求和測(cè)試計(jì)劃，檢測(cè)各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的參數(shù)值、屬性值及預(yù)測(cè)值，進(jìn)而判斷是否能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)試功能。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試技術(shù)能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息從數(shù)據(jù)文件中讀取出來(lái)，通過(guò)將測(cè)試腳本與測(cè)試數(shù)據(jù)相分離，并將輸入數(shù)及預(yù)期輸出構(gòu)成相應(yīng)的表格，然后對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，提高了測(cè)試的靈活性和代碼的重復(fù)利用性，可用于規(guī)模比較大的項(xiàng)目。另外，在前期準(zhǔn)備階段，由于腳本的邏輯性比較強(qiáng)，會(huì)有較多的控制程序，因此要有充足的人力、物力和時(shí)間[6]。

3.4 關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)

關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)通過(guò)將數(shù)據(jù)和關(guān)鍵字融合來(lái)執(zhí)行測(cè)試，是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化測(cè)試的延伸，因此可充分利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)的測(cè)試在同一個(gè)框架下執(zhí)行，而框架具有多個(gè)接口庫(kù)，具有擴(kuò)展延伸功能。在自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程中，需要對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行系統(tǒng)描述和對(duì)腳本進(jìn)行抽象化處理，這樣能夠降低測(cè)試的難度，而且測(cè)試人員并不需要理解代碼，只用通過(guò)測(cè)試工具就可以完成軟件產(chǎn)品的檢測(cè)。但是，這種方式需要花費(fèi)很大的成本，比較適合大規(guī)模的軟件項(xiàng)目。

在軟件產(chǎn)品自動(dòng)化測(cè)試設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)軟件產(chǎn)品的實(shí)際需求使用一種軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，也可以使用兩種及以上自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)。綜上可知，軟件自動(dòng)化測(cè)試能夠提高測(cè)試的執(zhí)行效率、降低人工測(cè)試所帶來(lái)的成本、避免人工測(cè)試導(dǎo)致的測(cè)試遺漏等優(yōu)點(diǎn)。但是，軟件自動(dòng)化測(cè)試也有缺點(diǎn)，如開發(fā)和維護(hù)成本較高、需要分析測(cè)試結(jié)果和日志等[6]。

此外，自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)還包括領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)、功能驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)、指令驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)等。領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試的延伸和改進(jìn)，該測(cè)試技術(shù)是從領(lǐng)域模型的角度進(jìn)行研究，根據(jù)領(lǐng)域語(yǔ)言對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行描繪，然后構(gòu)建模型，并對(duì)領(lǐng)域關(guān)鍵字及測(cè)試用例進(jìn)行分析，從而進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。功能驅(qū)動(dòng)的軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)將軟件產(chǎn)品分為獨(dú)立的模塊，每個(gè)獨(dú)立的模塊都包含獨(dú)立的測(cè)試用例，并對(duì)獨(dú)立的模塊單獨(dú)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試。該測(cè)試技術(shù)在面對(duì)需求變更時(shí)，僅需要對(duì)需求變更產(chǎn)生影響的模塊進(jìn)行修改就可以，其余模塊的腳本就不需要進(jìn)行很大的調(diào)整。指令驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)是較為理想的自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，該測(cè)試技術(shù)是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試技術(shù)的改進(jìn)，將數(shù)據(jù)替換成測(cè)試指令，從而進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試[7]。

3.5 應(yīng)用場(chǎng)景描述

結(jié)合上述描述，軟件自動(dòng)化測(cè)試可應(yīng)用于手動(dòng)測(cè)試無(wú)法實(shí)現(xiàn)或手動(dòng)測(cè)試成本較高的軟件產(chǎn)品，且測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，具有重復(fù)性、機(jī)械性手動(dòng)測(cè)試的軟件產(chǎn)品，軟件界面不會(huì)經(jīng)常變動(dòng)，需要進(jìn)行回歸測(cè)試的軟件產(chǎn)品，同時(shí)，可以在不同平臺(tái)上能夠重復(fù)使用的場(chǎng)景。具體來(lái)講，軟件自動(dòng)化測(cè)試可應(yīng)用于基于Linux GUI 的自動(dòng)化測(cè)試、基于Python CLI的自動(dòng)化測(cè)試、云端軟件測(cè)試技術(shù)等場(chǎng)景。基于Linux GUI的自動(dòng)化測(cè)試一般以開源軟件為主，通過(guò)關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)方式，利用圖形界面對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行窗口、圖標(biāo)、菜單等的測(cè)試。基于Python CLI的自動(dòng)化測(cè)試由協(xié)議、外殼及命令集組成，通過(guò)驅(qū)動(dòng)終端向用戶端發(fā)送指令，然后服務(wù)器終端開始操作，利用終端驅(qū)動(dòng)服務(wù)器終端外殼，通過(guò)命令集來(lái)解析用戶命令。云端軟件測(cè)試技術(shù)通過(guò)使用云服務(wù)器、云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行軟件自動(dòng)化操作。云服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)資源共享，這樣測(cè)試人員和開發(fā)人員可以在云服務(wù)器上進(jìn)行資源共享，能夠充分利用云服務(wù)器上的軟件的自動(dòng)化測(cè)試工具，可以提高測(cè)試的效率[8]。綜上可知，將軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)與新技術(shù)相結(jié)合，可以提高軟件自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試效率。

4 總結(jié)與展望

軟件產(chǎn)品的規(guī)模越來(lái)越大，需要實(shí)現(xiàn)的功能也越來(lái)越多，軟件兼容性要求也越來(lái)越高，軟件測(cè)試將面臨著更高的挑戰(zhàn)，尤其是不能僅滿足于功能實(shí)現(xiàn)，而忽略軟件產(chǎn)品內(nèi)在的性能和代碼質(zhì)量等問(wèn)題的關(guān)注。軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)能夠應(yīng)用于復(fù)雜的場(chǎng)景，即能夠模擬復(fù)雜場(chǎng)景代替手動(dòng)完成測(cè)試，可以提高軟件測(cè)試的精確性、準(zhǔn)確性及可信性，因此，本文研究并探析了軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)。首先對(duì)軟件自動(dòng)化測(cè)試的定義進(jìn)行了描述與分析，然后闡述了軟件自動(dòng)化測(cè)試的步驟，在此基礎(chǔ)上，對(duì)軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)及其應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了研究。下一步將軟件產(chǎn)品引入軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，以期提高軟件測(cè)試的效率并滿足用戶的要求。