通信行業(yè)軟件系統(tǒng)自動化測試平臺的設(shè)計研究

摘要：隨著現(xiàn)代移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信行業(yè)軟件產(chǎn)品在各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，軟件的質(zhì)量成為用戶更加重視的問題。傳統(tǒng)人力方式的通信軟件測試方法，既費時又費力，而且無法充分保障軟件測試的準確性、縮短軟件開發(fā)周期和節(jié)約資源。自動化測試技術(shù)是現(xiàn)階段軟件測試研究的一個熱點。為了解決通信業(yè)務(wù)軟件測試過程中存在的問題，本文結(jié)合移動通信軟件系統(tǒng)和自動化測試工具的應(yīng)用，以解決自動化測試平臺的應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：通信軟件；自動化測試；測試腳本

引言

自動化測試指的是指軟件測試的自動化，把以人為驅(qū)動的測試行為轉(zhuǎn)化為機器執(zhí)行的一種實踐過程，通過軟件和硬件的測試方式，大量節(jié)省人力，為保障軟件質(zhì)量，減少重復(fù)性測試工作，自動化測試已被廣泛運用。

1. WEB自動化測試介紹

軟件回歸測試作為一種具有反復(fù)測試行為系數(shù)較高的軟件測試方法，軟件的測試貫穿了整個軟件開發(fā)的生命周期，對包含了階段性的軟件產(chǎn)品進行了驗證及活動過程的確認，充分解決了軟件中存在的問題、用戶需求和不一致性等[1]。利用自動化測試工具等或者其他方法，結(jié)合回歸測試運行模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對軟件的自動化測試，以達到縮短軟件測試周期、提高軟件性能、保障軟件質(zhì)量的目的。因此，自動化測試能夠有效反映出軟件測試的效率，降低測試時的成本消耗，并且還能夠解決某些無法手動執(zhí)行的測試項目，對其進行自動化測試。自動化測試是利用腳本來實現(xiàn)的，只需要對測試腳本進行修改，實現(xiàn)自動化測試，由此降低某些項目的測試工作量，提高測試效率。簡單來說，WEB自動化測試能力是通過模擬人在WEB界面的操作，實現(xiàn)WEB系統(tǒng)的業(yè)務(wù)全流程自動化測試。

2. 自動化測試遇到的問題

在被測試系統(tǒng)重新發(fā)布時，因為被測系統(tǒng)服務(wù)停止，自動化場景將呈現(xiàn)大范圍出錯。現(xiàn)有的應(yīng)對方式有以下兩種，但均有缺點：（1）無法停止場景的繼續(xù)執(zhí)行，任由場景報錯，只能寄希望于被測系統(tǒng)能盡快啟動完成，被測系統(tǒng)重啟完成后，繼續(xù)執(zhí)行剩下的場景，執(zhí)行完成后，再分析和重新執(zhí)行出錯的場景。但這樣會產(chǎn)生大量出錯的場景，產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)，給后期分析測試結(jié)果增加難度，并且耗時，大量出錯還容易掩蓋真正的系統(tǒng)故障，極大提高了測試結(jié)果的分析難度和故障遺漏的概率。（2）人工到每一臺執(zhí)行機中，強行終止計劃執(zhí)行，然后被測系統(tǒng)重新發(fā)布完成后，重新下發(fā)整個測試計劃。目前每一次自動化測試場景已經(jīng)達到了1000個以上，需要30臺以上執(zhí)行機執(zhí)行。需要到每一臺執(zhí)行機中去強制停止計劃，耗時耗力。如何在各種突發(fā)問題出現(xiàn)時暫停自動化測試再啟動確保正常執(zhí)行，這是當前急需解決的痛點。

3. 通信行業(yè)軟件系統(tǒng)的自動化測試平臺設(shè)計研究

為了解決該痛點，我們設(shè)計了自動化測試平臺的“剎車”功能，即自動化執(zhí)行的暫停重啟。該功能用于出現(xiàn)各種意外問題時進行的中斷執(zhí)行，待問題解決后可以再次正常啟動[2]。其他功能包括斷點調(diào)試、條件暫停、手動干預(yù)等。這些功能提供了靈活的暫停執(zhí)行方式，使測試人員能夠在需要時進行調(diào)試、驗證、人工干預(yù)等操作。通過斷點調(diào)試，測試人員可以在關(guān)鍵位置暫停執(zhí)行，檢查環(huán)境和變量值；條件暫停允許根據(jù)特定條件暫停執(zhí)行，以便進行驗證；手動干預(yù)功能讓測試人員能夠手動暫停執(zhí)行，進行人工操作。基于自動化軟件工具SilkTest特有的4Test語言開發(fā)，并且在SilkTest工具的自動化框架基礎(chǔ)之上進行改造，自動化測試管理平臺下發(fā)測試計劃后調(diào)度SilkTest生成工程文件，在自動化執(zhí)行流程當中的用例初始化階段進行定時檢測暫停標識，執(zhí)行機中獲取當前計劃執(zhí)行的測試數(shù)據(jù)回傳到自動化管理平臺服務(wù)器，再次啟動將會進行先進先出原則的排隊機制有序執(zhí)行，測試數(shù)據(jù)、測試報告依據(jù)獲取的暫停前狀態(tài)標識正常銜接，具體設(shè)計框圖如圖1所示。

3.1 一鍵暫停標識模塊

測試人員決策是否暫停，可對暫停標識進行配置，執(zhí)行機中探測執(zhí)行暫停標識，可支持錯開時間隨機處理暫停，統(tǒng)一為執(zhí)行機暫停自動化，保存測試計劃當前進度，保存待下次啟動隊列排隊。

（1）在測試過程中的關(guān)鍵階段TestcaseEnter和TestcaseExit中，添加條件判斷語句。根據(jù)特定條件判斷是否滿足暫停測試的條件。

（2）如果滿足暫停條件，則觸發(fā)暫停操作。通過使用暫停標識作為依據(jù)，在一定的時間范圍內(nèi)循環(huán)獲取暫停標識，只要反饋還處于暫停狀態(tài)，繼續(xù)等待，并不再繼續(xù)執(zhí)行用例步驟，從而實現(xiàn)暫停測試執(zhí)行的目的。

（3）在暫停期間，可以記錄相關(guān)信息，如計劃的RunID、PlanID、案例名稱、場景名稱、暫停時間、測試結(jié)果等，這些記錄有助于后續(xù)的跟蹤和分析。

3.2 保存執(zhí)行狀態(tài)模塊

利用記錄相關(guān)信息，如計劃的RunID、PlanID、案例名稱、場景名稱、暫停時間、測試結(jié)果等，有助于后續(xù)的跟蹤和分析。創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)表用于記錄暫停反饋信息，包括暫停時間、測試結(jié)果等字段。在測試腳本中，當觸發(fā)暫停操作時，將相關(guān)暫停反饋信息插入到數(shù)據(jù)表中。

3.3 暫停環(huán)節(jié)模塊

記錄當前測試計劃暫停的相關(guān)信息，同時，記錄一個待啟動的計劃隊列，按照測試工號為主的對應(yīng)測試計劃RunID排列，以便在下一次啟動計劃時按照隊列順序有序啟動。在測試腳本的TestcaseEnter和TestcaseExit階段處理暫停操作[3]。在TestcaseEnter階段，檢查是否存在待處理的自動化暫停標識，并在數(shù)據(jù)表中記錄當前測試計劃暫停的相關(guān)信息，同時，記錄一個待啟動的計劃隊列，按照測試工號為主的對應(yīng)測試計劃RunID排列，以便在下一次啟動計劃時按照隊列順序有序啟動。在TestcaseExit階段，再次檢查是否存在待處理的自動化暫停標識，處理的邏輯依然是記錄計劃暫停的相關(guān)信息和計劃待啟動的隊列。

3.4 再次啟動計劃模塊

處理已存儲的暫停計劃相關(guān)信息，維護一個待啟動的測試隊列，使用先進后出（FIFO）的方式。再次啟動執(zhí)行計劃，在TestcaseEnter階段，檢查自動化暫停標識是不是已開放，如果暫停已經(jīng)開放，不再循環(huán)等待，開始繼續(xù)執(zhí)行流程。當重新啟動測試執(zhí)行時，從關(guān)聯(lián)測試工號的待啟動隊列獲取首個RunID，并根據(jù)當前測試計劃的RunID情況進行判斷。如果符合當前測試計劃的RunID，則開始執(zhí)行，否則繼續(xù)暫停，繼續(xù)循環(huán)獲取暫停標識是否開放。恢復(fù)后繼續(xù)執(zhí)行測試，在測試場景的具體步驟中，直到已完全打開登錄系統(tǒng)后的頁面，才將待啟動隊列中的首個RunID移除。其他執(zhí)行機同樣獲取待啟動隊列RunID，直到隊列中的所有RunID都被處理完畢。在重新啟動執(zhí)行時，為避免自動化測試工號的登錄沖突，可以在啟動之前設(shè)置一定的隨機時間作為延遲測試工號的登錄。使用合適的函數(shù)，如一個固定時間加一個隨機時間數(shù)，在啟動之前等待一段時間。

3.5 暫停異常處理模塊

在測試計劃中捕獲可能引發(fā)暫停、重啟動的異常，例如特定的錯誤或條件。當出現(xiàn)異常時，測試計劃會暫停執(zhí)行，并可以在異常處理程序中定義相關(guān)操作，例如記錄錯誤信息、生成報告或觸發(fā)其他操作。

3.6 日志信息處理模塊

在軟件測試工作開始之前，傳統(tǒng)的通信軟件測試平臺的操作步驟和過程非常復(fù)雜，場景較多。因此，為了解決測試過程中存在的各種復(fù)雜問題，需要對自動化平臺當中的日志信息進行文件保存，以此能夠完成對測試結(jié)果的標準進行對比。

4. 測試結(jié)果與成效

4.1 測試工具

為了進一步驗證本文開發(fā)設(shè)計功能模塊的可行性，本文選擇使用Silktest作為測試工具，SilkTest是一款對企業(yè)級應(yīng)用進行功能測試的產(chǎn)品，可用于測試Web、Java或是傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)。SilkTest 提供了許多功能，使用戶能夠高效率地進行軟件自動化測試。這些功能包括：測試的計劃和管理；直接的數(shù)據(jù)庫訪問及校驗；靈活、強大的4Test 腳本語言，內(nèi)置的恢復(fù)系統(tǒng)（Recovery System）；具有使用同一套腳本進行跨平臺、跨瀏覽器和技術(shù)進行測試的能力。

4.2 實踐測試與成效分析

實踐測試結(jié)果見表1，其結(jié)果支持一鍵配置自動化暫停標識，同時支持統(tǒng)一調(diào)度執(zhí)行機中斷/執(zhí)行，通過中途暫停自動化執(zhí)行，可以調(diào)試和排查問題、提高測試效率和允許人工干預(yù)，還可以提供靈活性和可控性、適應(yīng)多環(huán)境測試以及驗證測試結(jié)果等。

實踐證明本設(shè)計具有技術(shù)先進性和獨立性，此能力可有效解決自動化測試中斷后不能再續(xù)的痛點。其價值體現(xiàn)在調(diào)試和排查問題、提高測試效率、提供靈活性和可控性以及適應(yīng)多環(huán)境測試等方面，可以幫助測試人員更好地管理測試進度和資源，并提高自動化測試的質(zhì)量和效果。本方案的成果好處主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）提高測試效率：斷點和繼續(xù)執(zhí)行功能可以避免重復(fù)執(zhí)行已經(jīng)完成的測試用例。當遇到問題或異常情況時，自動化測試可以暫停，而不需要從頭開始執(zhí)行整個測試計劃。這節(jié)省了執(zhí)行時間，提高了測試效率。

（2）精確定位問題：通過剎車啟停方案，可以在測試過程中剎車暫停，使得測試人員可以精確地定位問題所在。測試人員可以檢查失敗的測試用例、錯誤日志等信息，以便更準確地分析問題的根本原因。

（3）減少資源消耗：剎車啟停方案可以減少資源的消耗。當出現(xiàn)問題時，可以及時暫停測試，避免產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)。

（4）提高測試準確性：被測系統(tǒng)如果遇到異常情況（如重新發(fā)布），未有本方案前，自動化測試場景會大范圍報錯，大量的報錯加大了測試人員分析結(jié)果難度，極大可能掩蓋了系統(tǒng)真正的故障。采用本剎車啟停方案，則避免了此類大范圍報錯的發(fā)生，測試人員可以集中精力分析真正的出錯故障，提高故障檢出能力，有效提高測試準確性。

結(jié)語

綜上所述，自動化軟件測試是充分保障軟件質(zhì)量的一種手段。因此，根據(jù)自動化測試工具的基本原理，以及自動化工具自身可靈活擴展的一套自動化框架，設(shè)計了一種自動化測試暫停重啟方案并已開發(fā)完成，本文詳細介紹了該平臺的主要功能設(shè)計與實現(xiàn)。總體來說，通信行業(yè)軟件系統(tǒng)的自動化測試平臺設(shè)計需要結(jié)合具體的業(yè)務(wù)需求和技術(shù)環(huán)境進行綜合考慮，通過科學(xué)合理的設(shè)計和實施，可以提高軟件的質(zhì)量和效率，降低人力成本，為企業(yè)的研發(fā)和運營帶來巨大的價值。

參考文獻：

[1]劉麗麗，杜永鋒.通信設(shè)備技術(shù)指標自動測試與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計[J].軟件， 2023，44（5）：52-56.

[2]王奚，王新月，李航，等.面向PLC產(chǎn)品的自動化測試系統(tǒng)平臺設(shè)計與實現(xiàn)[J].自動化儀表，2022，43（5）：8-11，19.

[3]傅瑞華.面向測試用例生成的自動化方法研究[D].成都：四川大學(xué)，2022.

作者簡介：陳陽，本科，工程師，研究方向：開發(fā)測試。