用Selenium测试web应用

fishy · 发表于 2008-3-13 11:06:10

问题1：当用户在网上商店购物时，一次完整的购买流程需要用户进行好几个步骤的操作（包括选择商品、填写订单信息、选择支付方式、确认订单等），涉及四到五个页面以及数十个类的协作。如何在开发过程中始终确保该流程能够正确无误、畅通无碍？
问题2：客户提出需求：在显示货物列表时，应该首先按货物名称排序，名称相同的货物再按照价格排序。我们已经实现了这一功能，并且有单元测试作为保障，但如何让客户看到我们的成果？
问题3：美工在制作页面时，一不小心把一个<form>的id属性删掉了。几天之后，另一个页面上的JavaScript莫名其妙地失效，我们花了很多时间才发现这个问题。应该如何避免类似的情况再次发生？
这三个问题对于做惯了web应用的读者来说一定不陌生——实际上，我们的每个项目都或多或少地遇到类似的问题。说穿了，这三个问题都是关于同一件事情：如何验证一个东西是正确的，以及如何便利而自动地重复这一验证过程。在代码层面上，xUnit单元测试工具（对于J2EE项目，就是Junit）给了我们帮助。但是，当问题涉及到web界面和用户交互时，JUnit就显得有些力不从心了，这也是很多采用测试驱动开发（TDD）方法的团队只能把TDD贯彻到web controller层面的原因。

单元测试 vs. 功能测试
正如它的名字所揭示的，JUnit是一个单元测试工具。而我们在前面提出的三个问题，实际上已经属于功能测试（functional test）或者验收测试（acceptance test）的范畴。尽管单元测试能够保证各个单元的正确，却无法确保将这些单元组合起来之后的效果。需要依靠功能测试工具，我们才能继续TDD的脚步。
另一方面，功能测试在很多时候应该由客户——或者是具有一定技术背景的客户代表（可能是项目的需求分析师）——来编写的（这也是“验收测试”这个名称的由来：通过这些测试就代表工作通过验收），因此编写这些测试不应该要求太高的编程能力。在这一点上，JUnit也是令人望而生畏的。

由ThoughtWorks员工开发并维护的Selenium（http://selenium.thoughtworks.com）正是帮助我们解决上述问题的得力工具。简单地说，Selenium是一个自动化的web应用功能测试工具——我知道，这个短语不足以让读者了解它所描述的对象。所以，在进一步介绍之前，我想先请读者来看一个活生生的例子。请打开你的浏览器，访问下列URL地址：
http://www.openqa.org/selenium/demo1/TestRunner.html
你将会看到Selenium的主操作界面（如图1）。可以看到，整个页面被分成四个部分。左上角的“Test Suite”区域显示出当前运行的测试套件包含哪些测试用例；中间上部的“Current Test”区域显示出当前执行的测试用例；右上角的“Control Panel”区域是给用户操作的区域。至于下面的一大片空间，它会在执行测试的过程中起到重要的作用，我们稍后就会看到。

图1：Selenium主界面

点击“Control Panel”区域中的“All”按钮，读者会——或许有点惊讶地——发现，屏幕上的文字和颜色开始飞快地发生变化。如果你还没有明白这是怎么回事，可以先把按钮上方的单选按钮放在“walk”上，然后再点击按钮。这时你会清楚地看到，原来Selenium正在逐个运行套件中的测试用例：执行测试用例中指定的操作，并进行指定的条件判断。至于屏幕下方的大块空白区域，此刻正在模拟着实际的用户操作。而那些淡绿色的横条，熟悉JUnit的你应该不难猜到，正是测试通过的象征——看到这些绿色横条让你感到心情愉悦，不是吗？

图2：测试套件执行完毕

读者可以看到，“Control Panel”区域中还显示着本次测试的相关信息：耗时10秒，执行3个测试用例，共有10个判断条件，所有测试都通过，没有失败或未完成的测试。此外，如果点选一个测试用例，再点击“Selected”按钮，就可以单独运行这一个测试用例；如果选中“Step”选项，就可以进行单步跟踪运行。这些功能，相信聪明的读者只需要稍微尝试一下就会全部掌握了。
经过几分钟的探索，读者应该能够明白这个Demo的奥妙所在了。没错，Selenium采用JavaScript来管理整个测试过程，包括读入测试套件、执行测试和记录测试结果——这在很大程度上得益于强大的JavaScript单元测试工具JSUnit（http://www.edwardh.com/jsunit/），正是有它的帮助，Selenium才能够模拟真实的用户操作，包括浏览页面、点击链接、输入文字、提交表单等等，并且能够对结果页面进行种种验证。也就是说，只要在测试用例中把预期的用户行为与结果都描述出来，我们就得到了一个可以自动运行的功能测试套件。而且，我们习惯的测试驱动开发方法也可以延伸到web表现层：我们可以先写测试、运行测试并看到它失败、然后编写功能代码让测试通过。
现在，如果你已经对Selenium产生了兴趣，我将带领你开始真正的Selenium测试之旅。首先，请到以下地址下载最新版本的Selenium（当然，作为一个J2EE开发者，我假设你已经安装了JDK和servlet容器譬如Tomcat）：
http://www.openqa.org/selenium/download.action

Selenium的故事
在等待下载的过程中，不妨先听我讲讲和Selenium有关的故事。正如我在前面提到过的，Selenium是ThoughtWorks员工在业余时间开发并维护的开源项目，并且在ThoughtWorks的项目中被广泛应用。不过，真正有趣的是它名字的来历：在Selenium出现之前，最著名的web应用功能测试工具当属Mercury Quanlity Center（http://www.mercury.com/us/products/quality-center/），但那是一个商业工具，功能强大却也价格不菲，常常让开发者们又爱又恨。所以，自己动手开发开源功能测试工具的ThoughtWorker们把这个工具叫做Selenium——“mercury”有“水银”的意思，而“selenium”（硒元素）恰好是专解汞中毒的特效药。

把下载的压缩包解压之后，你会得到两个目录：doc和selenium。只要把后者复制到你的web服务器根目录（对于Tomcat，就是webapps目录）下，就算是完成Selenium的安装了。安装好之后，可以启动web服务器，然后试着访问下列URL地址（假设你也像我一样，把Tomcat开在8080端口上）：
http://localhost:8080/selenium/TestRunner.html
在这里，你应该又会看到那个熟悉的主操作界面（如图3）。不妨试着运行一下这些测试，看看它们是否能够在你本地的机器上正常运行。确认一切正常之后，我们再来编写自己的测试。

图3：在本地运行Selenium

缺省情况下，Selenium会从tests目录下的TestSuite.html文件加载测试套件，但我们也可以指定从别的文件加载。首先，我们在tests目录下创建一个MyTestSuite.html文件，然后在其中定义我们的测试套件：
<html>
<head>
<title>My First Test Suite</title>
</head>
<body>
<table cellpadding="1" cellspacing="1" border="1">

<tbody>

<tr><td><b>Test Suite</b></td></tr>

<tr><td>
<a href="./MyTests/TestHello.html">Test Say Hello</a>
</td></tr>

</tbody>

</table>
</body>
</html>
然后，在tests/MyTests目录下创建TestHello.html文件，在其中描述我们要做的动作和期望得到的结果：
<html>
<head>

<title>Test Hello</title>
</head>
<body>
<table cellpadding="1" cellspacing="1" border="1">

<tbody>

<tr>

<td rowspan="1" colspan="3">Test Say Hello To World<br>

</td>

</tr>

<tr>

<td>open</td>

<td>/sample/hello.jsp</td>

<td> </td>

</tr>

<tr>

<td>verifyTextPresent</td>

<td>Hello, World!</td>

<td> </td>

</tr>

</tbody>
</table>
</body>
</html>
测试套件和测试用例的写法都是一目了然的。在测试用例中，我们首先访问/sample/hello.jsp这个地址（open命令），然后验证页面上有“Hello, World!”字样存在（verifyTextPresent命令）。在Selenium的doc目录下，你可以找到完整的命令帮助列表。现在访问http://localhost:8080/selenium/TestRunner.html?test=tests/MyTestSuite.html这个地址，应该就可以看到我们的测试套件，当然现在运行它会看到红色的失败信息。

图4：运行我们的第一个测试，失败了

熟悉TDD过程的读者现在不仅不会失望，反而会感到兴奋，因为这个失败的测试为我们指出了目标。为了让测试通过，我们可以创建一个名为sample的web应用，在其中放上hello.jsp这个文件，让它向世界问好。然后，我们就可以享受成功的喜悦了。

图5：我们的第一个Selenium测试通过了

继续这个过程：编写测试-红-编写功能代码-绿……随着我们一步步前进，测试用例也会逐渐增加，最终构成一张庞大而严密的安全网。不仅是Java程序，在Selenium的帮助之下，界面的开发工作同样可以用TDD的方式来进行。而且，由于是架设在JavaScript的基础上，Selenium并不仅限于J2EE web应用的测试，实际上各种web应用都有它的用武之地。
作为一篇简介，本文只能帮助读者对Selenium建立一个最基本的了解，更多的知识与技巧还有待读者去探索。譬如说，在持续集成的环境下，可以用Ant来驱动Selenium测试，并将测试结果汇报给CruiseControl，从而实现更加严格的集成管理。在下次的文章中，我将向读者介绍ThoughtWorks公司采用测试驱动开发的一些技巧与实践（当然也包括Selenium的使用心得）。现在，让我们先说再见吧，希望你编程愉快。

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