簡介

對 Web 應(yīng)用程序來講，自動化的集成測試是一個非常重要的部分， 然而由于這些測試用例太依賴具體的 Web 頁面的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，這就給編寫和維護帶來的很大的挑戰(zhàn)。 通常來講有兩種方法可以生成 Web 應(yīng)用程序測試用例。

    手工編寫腳本：測試人員需要知道 Web 頁面上有哪些表單、輸入框、選擇框、按鈕等，以及這些表單元素的名稱，ID 等屬性，然后才能利用一些工具來編寫測試用例。
    通過工具錄制生成：比如 IBM Rational Functional Tester 就提供了錄制用戶在 Web 界面的操作，自動生成測試用例的功能。

方法 1 需要測試人員了解太多的 Web 頁面細(xì)節(jié)，這就使得測試人員不能把精力集中在業(yè)務(wù)邏輯上，一旦 Web 頁面發(fā)生變化，將不得不花費大量精力更新腳本。方法 2 能夠自動生成測試腳本，但是這些腳本的可讀性很差，導(dǎo)致很難維護。同樣如果 Web 頁面發(fā)生變化，測試人員也需要重新錄制所有的腳本。

那么有沒有辦法克服上述問題，讓工作更加輕松一點呢？答案是肯定的！

例如一個在線的電子書店，對于用戶購書的場景，我們可以用下面的腳本來進行集成測試 :

login 'test@test.com','pass4you'     // 登錄
list_books                           // 列出書籍
add_to_shop_cart  '誰說大象不能跳舞'  // 把《誰說大象不能跳舞》這本書加入到購物車中

讀者可以看到， "login" , "list_books", "add_to_shop_cart" 這些術(shù)語已經(jīng)完全脫離了具體的頁面細(xì)節(jié)，將不會受到頁面變化的影響， 它們是完全面向業(yè)務(wù)的，準(zhǔn)確的體現(xiàn)了應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯，容易理解、易于維護，并且還能拿來和業(yè)務(wù)人員進行交流，甚至業(yè)務(wù)人員自己都能編寫測試腳本。 有這么多的優(yōu)點，那么如何實現(xiàn)它們呢？這正是本文要介紹的重點：利用動態(tài)語言 Ruby 來實現(xiàn)“業(yè)務(wù)驅(qū)動”的 Web 應(yīng)用測試。
Ruby 介紹

Ruby，中文意思為紅寶石，但是在計算機領(lǐng)域，它代表一種相當(dāng)優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮哪_本程序語言。它誕生于 1993 年，近年來隨著 Ruby on Rails 這個“Killer application”在 Web 開發(fā)領(lǐng)域迅速躥紅。Ruby 在最初設(shè)計時吸收了很多別的語言的精華，例如 perl 語言的文本處理能力，Python 語言的簡單性和可讀性，以及方便的擴展能力和強大的可移植能力，Smalltalk 語言的純面向?qū)ο笳Z法思想，這就使它具備了很多其他語言的優(yōu)點。Ruby 的設(shè)計理念是盡量減少編程時不必要的瑣碎工作，讓程序員在完成任務(wù)的同時充分的享受編程的樂趣。

Ruby 的特點如下：

    面向?qū)ο螅涸?Ruby 中，一切皆是對象，包括其他語言中的基本數(shù)據(jù)類型，比如整數(shù)。

    例如在 Java 中，對一個數(shù)求絕對值用 Math.abs(-20)， 但在 Ruby 中一切皆對象，-20 這個數(shù)也是對象，所以可以這么做 -20.abs , 是不是更加形象和直觀？
    解釋型腳本語言：無需編譯，直接執(zhí)行，開發(fā)周期短，調(diào)試方便。
    動態(tài)性：已經(jīng)定義的類可以在運行時修改。

本文的重點不是介紹 Ruby 語言本身，有興趣的讀者可以參見 參考資源 部分。
案例分析
51book

為了展示如何使用 Ruby 進行業(yè)務(wù)驅(qū)動的測試，同時又不讓讀者陷入到過多細(xì)節(jié)中，本文假想了一個簡單的在線購書應(yīng)用 ( 簡稱 51book)，這個應(yīng)用支持如下主要功能：

    1.登錄 : 用戶必須登錄才能購買書籍。
    圖 1. 登錄

    2.瀏覽書籍：包括按標(biāo)題搜索書籍。
圖 2. 瀏覽和搜索書籍

3.把書籍添加到購物車中，參見 圖 2 中的“Add to cart”鏈接。
4.改變購物車中書籍的數(shù)量，并且重新計算。

業(yè)務(wù)操作

通過上面的介紹，讀者應(yīng)該對 51book 有了一個簡單的了解，接下來我們考慮如何進行業(yè)務(wù)驅(qū)動的測試，首先需要定義面向業(yè)務(wù)的操作，這樣才能在測試用例中使用它們。 簡單起見，我們定義如下業(yè)務(wù)操作：
表 1. 業(yè)務(wù)操作

領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z言 (Domain Specific Language)

所謂領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z言（domain specific language / DSL），其基本思想是“求專不求全”，不像通用目的語言那樣目標(biāo)范圍涵蓋一切軟件問題， 而是專門針對某一特定問題的計算機語言。正如它的名稱所宣稱的那樣，這種語言并不是通用的，只是專注于某個特定的“領(lǐng)域”， 例如 SQL 語言就是數(shù)據(jù)庫的 DSL，使用 SQL 可以完成各種各樣數(shù)據(jù)的操作，而不用關(guān)心底層的具體數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)。由于“領(lǐng)域?qū)Ｓ谩保阆胗?SQL 來開發(fā)一個桌面應(yīng)用程序是不可能的。

我們在上一節(jié)定義的 login , add_to_shop_cart , change_quantity 就是針對 51book 在線書店的 DSL。

Martin Fowler 把 DSL 分為兩大類：外部 DSL 和內(nèi)部 DSL。對外部 DSL 來講，構(gòu)建它需要做的是：(1) 定義面向領(lǐng)域的全新的語法。(2) 用某種語言編寫解釋器或編譯器 ，由于這種語言是全新的，我們有很多工作需要做；那么對于內(nèi)部 DSL 來說，我們可以選定一種靈活的語言，選取它一個語法的子集，并且利用這種語言的動態(tài)特性進行定制，這樣就避免了重新打造一個全新語言的龐大工作量。

Ruby 語言具備非常豐富的語法和異常靈活的動態(tài)特征，非常適合創(chuàng)建動態(tài) DSL。本文就是利用 Ruby 來創(chuàng)建 51book 面向測試的 DSL。

用 Ruby DSL 實現(xiàn)業(yè)務(wù)操作
原理

由于 Ruby 是一種動態(tài)腳本語言，是解釋執(zhí)行的，它提供了對一段文本進行 “evaluate”執(zhí)行的方法。也就是說，我們可以提供一段文本（不必是完整的程序），Ruby 就可以在一個特定的上下文中執(zhí)行它，當(dāng)然這段文本需要符合 Ruby 的語法。

比如我們有一個文件 bookshop.txt，它包含了如下文本 : login "andy", "pass4you" , 那么怎么執(zhí)行它呢？首先需要一個上下文，我們可以定義一個類來表示：
清單 1. BookshopDSLBuilder

class BookshopDSLBuilder  
  def self.execute( dsl) 
    builder=new 
    builder.instance_eval(File.read(dsl), dsl)  
  end 
  def login(user=nil,pwd=nil) 
    print user 
    print pwd 
  end 
end

上面的代碼非常簡單，需要關(guān)注的是靜態(tài)方法 execute, 當(dāng)把 bookshop.txt 作為參數(shù)來調(diào)用它時，會有什么情況發(fā)生呢 ? 聰明的讀者可能已經(jīng)猜到了，那就是 user 和 pwd 的值會被打印出來。這段代碼展示了 Ruby 語言的兩個重要特點 :

    instance_eval 方法會把一段文本當(dāng)做代碼來執(zhí)行。執(zhí)行的上下文就是對象 BookshopDSLBuilder。 所以當(dāng)它碰到文本 "login" 時，會自動調(diào)用真正的方法 login。
    在調(diào)用一個方法時，可以不加括號。這就是為什么 Ruby 會把文本 login "andy","pass4you" 當(dāng)做一個方法調(diào)用的原因。

這兩個特點就給我們搭了一座“橋”，使得我們可以把那個面向業(yè)務(wù)測試的文本諸如“l(fā)ogin”，“add_to_cart”，“search_book”等轉(zhuǎn)化為對特定方法的調(diào)用了。我們就可以在這些方法中實現(xiàn)某些邏輯。
Watir

我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠把業(yè)務(wù)測試的腳本和 Ruby 的對象 / 方法連接起來，可是還需要第二座橋把 Ruby 和 Web 應(yīng)用程序連接起來，這樣才能使業(yè)務(wù)測試的腳本驅(qū)動 Web 頁面進行測試。我們希望能有一個軟件或工具可以像人一樣來驅(qū)動瀏覽器的操作，例如點擊鏈接，填充表單，點擊按鈕等等。當(dāng)然它也可以檢查頁面的結(jié)果，例如期待的文本是否出現(xiàn)等。

開源工具 Watir 就是這樣一個工具，除了具備上述功能外，它和 Ruby 語言還能進行無縫的集成，并且對瀏覽器尤其是 IE 有超強的控制能力。所以我們選取它作為第二座橋。

下面是一個使用 watir 的簡單例子，它進入 Google 的首頁，在搜索框中鍵入 "bookshop", 然后點擊"搜索"按鈕。 Watir 充分繼承了 Ruby 語言簡單明了的特點，讀者可以看到使用 Watir 的腳本是相當(dāng)直觀，相當(dāng)容易的。
清單 2. Watir 例子

require "watir"
ie = Watir::IE.new 
ie.goto "http://www.google.com"    
ie.text_field(:name, "q").set "bookshop"
ie.button(:name, "btnG").click

實現(xiàn) Login

有了上面的兩座“橋”，具體的實現(xiàn)就簡單多了，對于每一個業(yè)務(wù)操作，我們需要做的是 :

(1) 在一個 Ruby 對象中 (BookshopDSLBuilder) 實現(xiàn)一個同名的方法

(2) 在方法實現(xiàn)中，利用 watir 來操作界面元素。當(dāng)然前提是我們需要知道界面上有哪些元素。

先來看一看 Login 的實現(xiàn)：
清單 3. Login

class BookshopDSLBuilder 
 include Test::Unit::Assertions #include ruby unit 的 Assertion 
 def self.execute( dsl) 
  builder=new 
  builder.instance_eval(File.read(dsl), dsl) 
  builder 
 end 
 def initialize 
  @login_url = 'http://localhost:3000/bookshop/login'  #51Book 的入口
  #creat a ie instance 
  @ie= Watir::IE.new               # 創(chuàng)建一個 Watir 的實例
 end 
 def login(user=nil,pwd=nil) 
  @ie.goto @login_url 
  @ie.text_field(:id,"user_name").set(user)   # 設(shè)置用戶名
  @ie.text_field(:id,"user_password").set(pwd)  # 設(shè)置密碼
  @ie.button(:type,"submit").click        # 點擊提交按鈕
 end 
end

實現(xiàn) add_to_shop_cart

把書籍添加的購物車中這個操作相對復(fù)雜，因為它接收的參數(shù)是一個書籍的標(biāo)題，而在界面上"Add to Cart"卻是一個只包含 book id， 不包含標(biāo)題的鏈接，所以無法直接定位。
清單 4. Add to Cart

 table width='100%' class='book'> 
  tr> 
    td>title:/td> 
    td>Agile development/td> # 標(biāo)題在這里
  /tr> 
  tr> 
    td>description:/td> 
    td>The book of agile development/td> 
  /tr> 
  tr> 
    td>price:/td> 
    td>30.0/td> 
  /tr> 
  tr> 
    td colspan="2"> #Add_To_Cart Link 卻在這里
      a href='/bookshop/add_to_cart/1' >Add to Cart/a> 
    /td> 
  /tr>  
 /table>

這種情況下就可以利用 Watir 對 xpath 強大的支持，先找到標(biāo)題，在從標(biāo)題找到鏈接，最后點擊鏈接即可。
清單 5. 使用 XPath

def add_to_cart(title)    
  table = @ie.table(:xpath, 
     "http://table[@class='book']/tbody/tr/td[text()='"+title+"']/../../../") 
  if table[1][2].text == title 
    href = table[4][1].links[1].href 
    @ie.link(:href,href).click 
  end 
end

對于其他的業(yè)務(wù)操作，具體的實現(xiàn)方式也是大同小異，這里不再一一介紹，有興趣的讀者可以參見 附件 中的代碼，最后我們來看一個面向業(yè)務(wù)的 Web 頁面測試?yán)樱?br /> 清單 6. 一個完整的例子

 login 'andy','pass4you' 

 add_to_cart 'Agile development'
 add_to_cart 'Savor Blue'
 add_to_cart 'Programming Ruby' 

 change_quantity 'Agile development',10 
 change_quantity 'Savor Blue',10 
 change_quantity 'Programming Ruby',10 

 recalculate_cart 
 assert_total_price_is 900 

 search_book 'Ant cookbook'
 add_to_cart 'Ant cookbook'
 assert_total_price_is 910

總結(jié)

到目前為止，我們已經(jīng)通過 Ruby 完整的實現(xiàn)了“業(yè)務(wù)驅(qū)動” 的 Web 應(yīng)用測試，實際上我們通過 Ruby 實現(xiàn)了一個面向業(yè)務(wù)的抽象層，利用 Watir 把業(yè)務(wù)操作映射到了對 Html 頁面的操作。這樣當(dāng) Html 頁面發(fā)生了變化的時候，只需要調(diào)整映射，而不需要更改業(yè)務(wù)層的操作。同時由于它們是完全面向業(yè)務(wù)的，就使得開發(fā)人員或測試人員能把精力集中到業(yè)務(wù)邏輯的測試上，而不用陷入實現(xiàn)的細(xì)節(jié)。

掌握了該方法以后，讀者可以應(yīng)用到自己的程序中，可以使得自己的測試編寫簡單，容易理解，易于維護。將會極大的提供 Web 應(yīng)用的測試效率。