用Selnium和Python构建自动化Web测试框架

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【51CTO.com快译】如今，在不牺牲产品质量的情况下，频繁地部署大型软件的新版本，已经成为了主流趋势。通常，在每次引入新的功能、触发新的部署时，各种针对缺陷的修复都需要进行深入的、端到端的测试，以确保部署的成功率。虽然对于小型产品或项目而言，我们可以通过手动测试来保证覆盖率;但是对于那些功能数量庞大的产品或应用来说，我们肯定需要通过自动化测试，在最短的时间内提供最大的测试覆盖率。此时，我们往往需要通过将Selenium与某种编程语言结合使用，来实现该目的。在本文中，我将和您探讨如何使用Selenium与Python，来构建自动化的Web测试框架。

Selenium WebDriver架构速览

通常，Selenium Web自动化测试框架可结合使用诸如：Java、Python、JavaScript、Ruby、C#等不同的编程语言。其中，根据GitHub的一项调查(https://pypl.github.io/PYPL.html)显示，Python是开发人员最常用的编程语言。它具有流畅的学习曲线、简单的语法、以及简洁的代码。因此，Selenium可以轻松地与Python相集成，以自动化Web测试的过程。

而作为一种Web框架，Selenium WebDriver能够在各种受支持的浏览器(如：Chrome、Firefox、Safari等)上，自动化各种基于Web的应用程序。因此，Selenium自动化测试框架能够让用户自定义与Web应用的逐步交互，并通过添加断言，来发现各种错误。

Selenium WebDriver并非一个独立的测试工具，它通过各种组件来满足Web自动化测试的需要。简单而言，Selenium WebDriver的后端组件包括：

• Selenium WebDriver客户端库/语言绑定：如上所述，由于Selenium可以与任何语言集成，因此其下载页面提供了Selenium客户端与WebDriver语言的绑定。用户可以在任何首选语言中创建能与Selenium服务器交互的语言脚本。
• JSON Wire协议：作为Selenium的核心，JSON Wire协议通过提供能与REST API进行数据传输的媒介，以促进客户端代码和浏览器之间的通信。也就是说，它能够在浏览器的二进制文件和客户端库之间建立连接。
• 浏览器驱动程序：每个浏览器都会通过本浏览器的驱动程序，来实现数据传输。这些驱动可以从已编写的、基于Selenium的脚本处接收命令，在相应的浏览器上执行之，并以HTTP响应的形式返回结果。当然，这些都需要在JSON Wire协议的帮助下方可实现。
• 浏览器：确保每个自动化测试都能够被安装在本地或远程机器上，并能够在其支持的浏览器中(如：Firefox、Chrome、Microsoft Edge、Safari等)被执行。

四大Python自动化测试框架

随着需求的增加，目前市场上出现了各种受欢迎程度不同的Python自动化测试框架。这些框架在管理脚本的执行顺序、存储结果、呈现日志、以及添加断言等方面，都发挥着各自的作用。下面，我们将重点讨论四个比较流行的自动化测试框架：

Robot Framework

作为一个开源的自动化测试框架，Robot Framework主要被用于机器人过程自动化(robotic process automation，RPA)和验收测试驱动开发(acceptance test-driven development，ATDD)等方面。它支持Python 2.7.14及其更高版本。

优点：

• 它适用于所有类型的应用程序，包括：Web应用程序、移动应用程序、以及桌面应用程序等。
• 通过采用关键字驱动方法 (Keyword Driven Approach，KDA)，它允许开发者在无需编程经验的情况下，以人类可读的关键字创建测试用例。
• 它支持源自RF v4.0的原生IF/ELSE语法。
• 它提供了专门的社区支持和多种资源。

缺点：

• 报告的定制过程较为复杂。
• 虽然该框架的并行测试范围比较有限，但是可以通过Pabot(一种机器人框架的并行执行器，https://pabot.org/)来实现。

Pytest

作为最常用的Python自动化测试框架之一，Pytest主要被用于单元、功能、以及API等方面的测试。它支持Python 3.5及其更高版本。

优点：

• 通过提供fixtures，来覆盖所有的参数组合，而无需重新编写代码。
• 支持包括：pytest-randomly、pytest-cov、pytest-django、以及pytest-bdd在内的多种插件。
• 支持pytest html插件。开发人员只需一个命令，即可针对自动化测试套件生成html类型的报告。
• 支持使用pytest-xdist插件并行执行各种测试用例。

缺点：

• 由于pytest拥有一个单独编写测试用例的例程，因此它与其他测试框架的兼容性较差。

PyUnit

作为由Python附带的默认测试框架，PyUnit受到了许多开发人员的青睐。同时，作为一个单元测试的框架，它主要借鉴了流行的Java测试框架--JUnit。

优点：

• 由于属于默认的Python包，因此PyUnit无需额外的安装与设置。
• 能够快速地生成XML和unittest-sml-reporting两种测试报告。

缺点：

• 有时会涉及到大量的样板代码(boilerplate code)。
• 由于它是基于JUnit的，因此使用了camelCase命名方式，而非Python snake_case的命名约定。

Behave

作为最流行的Python行为驱动开发(behavior-driven development，BDD)自动化测试框架之一，Behave在功能上与Cucumber框架非常相似。

优点：

• 它既可以完全支持Gherkin语言，又能够以可读性的语言去编写测试用例，以便于非技术团队的参与。
• 它具有针对Django和Flask的集成。

缺点：

• 它仅适用于黑盒测试。
• 它不支持并行测试。

使用Selenium和Pytest框架来设置Python

有了前面Selenium WebDriver架构和四大Python测试框架的基础，下面让我们开始在Windows上安装，并运行基于Selenium的自动化测试。

第 1 步： 下载并安装适用于Windows的Python。当然，如果您的计算机上已安装了Python，则完全可以跳过此步。

第 2 步： 为了在Python中安装和管理代码包，您必须使用Python在本地主机上提前安装PIP(可以从Python官网处，下载包管理系统)。在完成下载后，您可以使用如下命令进行安装：

python get-pip.py 

并使用如下命令，来确认PIP是否已被正确安装：

pip –version 

第 3 步： 为了构建自动化测试套件，我们需要通过执行如下命令，来安装Pytest库Pytest：

pip install -U pytest 

并使用如下命令，来确认Pytest是否已被正确安装： 

pytest –version 

第 4 步： 使用PIP的如下命令，来安装Selenium框架：

pip install -U selenium 

并使用如下命令，来确认被安装的selenium的版本：

python -c “import selenium; print(selenium.__version__)” 

第 5 步： 为了保持浏览器的独立性，我们无需专门下载针对某种浏览器的驱动程序。相反，我们会使用如下命令来安装开源库：WebDriver-Manager，以自动管理不同的浏览器驱动：

pip install webdriver-manager 

并使用如下命令，来确认Selenium和Webdriver-manager是否已被正确安装：

pip list 

至此，我们已经满足了使用Python去运行基于Selenium的自动化测试的先决条件。下面，让我们通过编写脚本，快速地创建如下简单的测试场景：

1. 直接访问pCloudy主页

2. 点击登录

3. 获取页面标题

4. 断言登录页面的标题

在此，我们使用pytest框架的selenium-python脚本：

import pytest 
from selenium 
import webdriver 
from webdriver_manager.chrome 
import ChromeDriverManager 
import sys 
from selenium.webdriver.chrome.options 
import Options 
from selenium.webdriver.common.keys 
import Keys 
from time 
import sleep  
def pcloudy_sample_test():     driver = webdriver.Chrome(ChromeDriverManager().install())  
driver.get('https://www.pcloudy.com/') driver.maximize_window()  
driver.find_element(By.XPATH, '//*[text()="Login"]').click() sleep(2)  
title = "" Remote Mobile Web & Application Testing on Real Android Devices - pCloudy "" 
assert title == driver.title  
driver.close() 

正如上述代码所示，我们最初导入了那些自动化测试所需的代码库。为了创建函数，我们首先使用WebDriverManager来调用Chrome浏览器。WebDriverManager会去检查最新版本的WebDriver的二进制文件，如果不在目标系统上，则需额外下载。接着，我们会导出Selenium所需的WebDriver环境变量。在启动浏览器后，我们将pCloudy主页的URL传递给浏览器，并将浏览器最大化，以获得更好的分辨率。

在使用XPATH定位器加载了pCloudy主页之后，我们会通过登录按钮，定向到登录页面上。最后，我们使用主页的预期检索标题，去断言实际的标题。如果断言通过，那么测试用例会被标记为已通过，否则会被标记为失败。最终，在执行完毕时，程序会关闭正在运行的会话。

在pCloudy Browser Cloud上运行Pytest框架的跨浏览器测试

作为一种可持续测试的云服务，pCloudy提供了跨浏览器测试(无论是Windows平台还是Mac平台)的功能。其中，Browser Cloud平台允许用户访问那些被托管在云端的远程主机，并且能够在Selenium自动化框架中，使用RemoteWebDriver。因此，我们可以在云端，模拟不同的环境(例如：不同的浏览器、某个浏览器的多个版本、以及不同操作系统)，并开展各种自动化测试。

同时，Browser Cloud自动化测试平台，可以在各种云托管的主机上，对Web应用程序开展手动测试。如果您的自动化测试在某个特定环境中出现了失败，那么您只需从UI中选择相同的环境，就可以在pCloudy的相同环境中，手动运行该测试。

下面是基于Pytest框架的Selenium脚本。它将在pCloudy的Browser Cloud上执行跨浏览器的测试：

import pytest 
from os 
import environ  
from selenium 
import webdriver 
from selenium.common.exceptions 
import WebDriverException 
from selenium.webdriver.remote.remote_connection 
import RemoteConnection  
@pytest.fixture(scope = 'function') 
def driver(): 
    desired_caps = {}  
browser = {    "pCloudy_Username": "ramit.dhamija@gmail.com",    "apiKey": "5TfF4UcNRbN3JhucQ",    "clientName": "ramit.dhamija@gmail.com",    "email": "ramit.dhamija@gmail.com",    "os": "Mac",    "osVersion": "Catalina",    "browserName": "safari",    "browserVersions": "14",    "pCloudy_EnableVideo": "true",    "pCloudy_EnablePerformanceData": "true",    "pCloudy_EnableDeviceLogs": "true" 
}  
desired_caps.update(browser)  
selenium_endpoint = "https://prod-browsercloud-in.pcloudy.com/seleniumcloud/wd/hub" 
 executor = RemoteConnection(selenium_endpoint, resolve_ip = False) browser = webdriver.Remote(    command_executor = executor,    desired_capabilities = desired_caps ) 
yield browser 

sample_login_test.py的代码内容为：

import pytest 
import sys  
@pytest.mark.usefixtures('driver') 
class TestLink:     def test_title(self, driver):    "" 
" Verify click and title of login page: return :None "" " 
driver.get('https://www.pcloudy.com/') driver.maximize_window()  
driver.find_element(By.XPATH, '//*[text()="Login"]').click() sleep(2)  
title = "" 
Remote Mobile Web & Application Testing on Real Android Devices - pCloudy "" 
assert title == driver.title driver.quit() 

您可以执行如下pytest测试脚本的命令：

pytest -n=2 tests\sample_login_test.py 

其中，-n用于指定并行测试执行的次数。

正如上述代码所示，在我们的第一个脚本中，我们用到了pytest的fixtures。它们会在每个对应的测试函数之前，事先被运行。在fixtures中定义的范围——'function'是fixture的默认值，它表示fixture将在每个测试会话中执行一次。

为了能够在pCloudy浏览器的云中运行测试，我们定义了“用户名+API密钥”方式的pCloudy身份验证等函数。此外，在必需的功能中，我们定义了各种运行所需的环境，其中包括Mac操作系统的Catalina版本和Safari-14浏览器。

当然，在pCloudy中，被用来捕获测试视频记录、性能数据、以及日志的内置功能，其实并不多。为了能够在pCloudy Selenium网格上运行测试，我们将Selenium网格的URL定义为selenium_endpoint。被连接的节点主机将会根据所用到的测试环境，进行自动分配。此外，在第一个脚本的末尾，我们会生成一个浏览器，用于存储和更新自动化测试所需的各项功能。

而在下一个脚本中，我们用到了与之前在pCloudy登录页面处断言标题是否相同的Selenium脚本。该自动化测试会在pCloudy Browser Cloud中模拟Mac-Catalina、Safari-14等环境运行。

pCloudy的输出：

• 若要查看测试的当前运行状态，请重定向到pCloudy设备页面，依次点击“报告”->“我的活动会话”。
• 若要查看目前已执行的所有测试，请直接跳转到pCloudy设备页面，依次单击“报告”->“所有报告”。
• 若要查看特定测试的日志和快照，请直接跳转到pCloudy设备页面，依次单击“报告”->“所有报告”，并对需要日志和截屏的特定会话名称执行相关的操作。

原文标题：Setting up Modern Web Test Automation Framework with Selenium and Python，作者：Ramit Dhamija

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