基于SaaS的自動化測試云平臺研究

王奇，曹良帥，趙賢敬，舒敏根，熊文劍，鮑海峰

（1 中國移動（深圳）有限公司，深圳 518048；2. 中國移動通信集團黑龍江有限公司，哈爾濱 150001）

基于SaaS的自動化測試云平臺研究

王奇1，曹良帥1，趙賢敬1，舒敏根1，熊文劍1，鮑海峰2

（1 中國移動（深圳）有限公司，深圳 518048；2. 中國移動通信集團黑龍江有限公司，哈爾濱 150001）

本文首先針對中國移動在系統測試方面的現狀，分析了自動化測試的優勢以及在進行測試中存在的問題，開發了基于案例解析的自動化測試框架并闡述了其構造流程。結合多用戶遠程集中支撐的需求，提出了SaaS云服務的架構。最后，本文搭建了基于SaaS的自動化測試平臺，并實現了可視化的用例編寫和運維。結果表明，基于該平臺，用戶可以快部署建自動化測試并提高了測試效率。

自動化測試；集中化；云計算；SaaS

1 引言

中國移動業務運營支撐系統是中國移動公司業務運營的核心系統，承擔著中國移動數億用戶業務受理、賬務管理、繳費、查詢等支撐任務，是全球最大的電信運營支撐系統之一，由集團公司統一規劃，集團公司與各省市分公司建設的兩級結構。隨著其規模的不斷擴大和復雜度的日益增加，其系統測試和建設質量的重要性也日益突出。同時，各省公司為了快速適應市場需求，新業務的上線頻度較高，但留給系統上線測試的時間窗口很短，使得測試壓力較大。如何能保證系統在最短的時間得到充分的測試以降低上線風險，是系統建設和運維需要考慮的一個十分重要的問題。系統測試包括功能測試和性能測試，其中功能測試更為突出，因為每次上線都要對其功能點進行驗證測試，性能測試則往往是階段性的測試，部分功能點的變更一般對其性能不會帶來較大的變化。本文也重點關注功能測試。

中國移動業務運營支撐系統測評中心（后文簡稱測評中心）隸屬于中國移動（深圳）有限公司，致力于中國移動業務支撐系統的功能測試和性能測試工作，并在功能測試方面進行了深入的研究。一方面通過將手工測試的工作轉化為計算機自動執行，提升測試效率，設計了先進的集中化自動化測試框架；同時考慮測試的管理和維護，可以對多個省公司進行集中化的并行測試支撐，并開發了基于SaaS（軟件即服務）的自動化測試云平臺。

基于SaaS模式的自動化測試云平臺，由測評中心統一建設并部署在設于中國移動的南方基地機房，以授權的方式提供給各省公司使用。該平臺的特點是可以在較短時間內快速部署并投入使用；同時各省公司無需關心測試平臺的構建和設計，可以專注于業務系統的規劃和建設，降低了各省公司在測試領域的技術門檻及專業人員的投入。另外，由于與我們合作的省公司本地不需要再部署測試平臺，所以相應減少了平臺建設、軟件購買和系統維護的壓力。

下文將對自動化測試框架和SaaS平臺進行詳細闡述。

2 功能自動化測試技術及其框架設計

自動化測試是把以人為驅動的測試行為轉化為機器執行的一種過程，即通過自動化測試工具或其它手段，按照我們預定的計劃進行自動測試的活動。自動化測試從發展之初至今，在各個方面都得到了長足的發展和應用[1-2]。其優勢主要表現在以下方面：

（1）提高測試效率，縮短軟件開發測試周期；

（2）節省人力資源，降低測試成本；

（3）增強測試的穩定性和可靠性；

（4）提高軟件測試的準確度和精確度，增加軟件信任度。

功能自動化測試，一般分為基于GUI（圖形界面）的方式和基于數據協議分組的方式，兩者在于模擬用戶的方式不同，可以達到類似的效果，本文主要討論前者。

2.1 基于GUI的功能自動化測試原理

基于GUI的功能自動化測試是模擬用戶使用軟件的步驟，通過功能自動化測試工具來驅動鼠標和鍵盤操作應用軟件。

在進行測試之前，用戶需要使用功能自動化測試工具，根據測試用例進行腳本的錄制，也就是使用工具記錄操作的每一個步驟，然后將錄制下的腳本保存下來，以便多次進行回放使用。

在錄制的過程中，工具將主要記錄3大部分的內容：操作對象或測試路徑，操作行為和操作數據。如圖1所示。

圖1 某功能測試腳本

基于錄制回放的自動化測試過程如圖所示包括以下幾個步驟：（1）編寫自動化測試用例；（2）根據測試用例的步驟，通過自動化測試工具來錄制腳本；（3）根據測試用例，再次完善腳本；（4）加載測試數據，控制測試循環；（5）測試自動化腳本運行。其中，第2步是自動化測試的關鍵，其通過錄制方式來簡化操作，達到易用目的。

與手工測試相比，前4步相對復雜，比手工測試花的成本要高，但第5步可以由計算機自動執行，這也說明自動化測試適用于測試用例可以多次重復的場景，用例重復次數越多，自動化測試優勢越明顯。而對于測試用例重復執行次數很少的場景，自動化測試無明顯優勢。

一般來說，上文簡單的錄制回放的自動化測試方法存在一些不足之處：

（1）通過簡單錄制方式產生自動化測試腳本，不方便修改。而且需要腳本的編寫和維護人員具有一定的編程基礎；同時隨著腳本數量的增加，一旦測試流程變化或者頁面元素發生變化，很難從大量的腳本中快速定位和修改；

（2）測試數據的管理不便，測試數據和腳本融合在一起，無法進行測試數據的管理；

（3）測試結果無法進行分類管理和統計查詢，通過工具回放模式產生的日志無法滿足測試后分析和統計的需要；

（4）測試缺陷無法處理和跟蹤，往往需要再配合其它的測試管理工具。

因此，為了更好的對測試進行管理，降低測試腳本的維護量，使得測試人員可以編寫測試用例，我們開發了一套滿足目前需要的自動化測試框架。該框架以案例解析引擎為核心，故命名為基于案例解析引擎的自動化測試框架。

2.2 基于案例解析引擎的自動化測試框架

基于案例解析引擎的自動化測試框架，其系統結構如圖2所示。

其中，案例解析引擎是整個框架的核心。其主要工作是將測試用例直接轉化為可以執行的自動化測試腳本，用戶只需要按照框架文件的格式進行用例的編寫即可。在測試執行時，案例解析引擎將根據不同的測試引擎生成不同的腳本。

圖2 自動化測試框架結構圖

案例解析引擎設計的核心思想是采用描述性編程的方法，把用戶提供的3個屬性（對象、操作和數據）根據測試工具的腳本語法規則映射成腳本代碼。在執行過程中，動態加載用例參數，一步步執行用例中的測試步驟。

基于該框架，自動化測試的執行流程如圖3所示。

圖3 自動化測試框架執行流程

3 SaaS云架構設計

上文通過設計自動化測試框架解決了自動化測試關鍵技術及管理問題，對于如何解決將該框架應用于各省公司，下文引入了云計算理念，并設計了基于SaaS云的技術架構。

3.1 SaaS云定義

根據權威的NIST（美國國家標準技術研究院）定義，云計算主要有3種服務模式： SaaS，這層的作用是將應用作為服務提供給客戶；PaaS，這層的作用是將一個開發平臺作為服務提供給用戶；IaaS，這層的作用是提供虛擬機或者其它資源作為服務提供給用戶。[3-6]

本文主要考慮SaaS，它是通過互聯網（可以為公用網和私有網，對應共有云和私有云）以服務形式交付和使用軟件的業務模式。在SaaS模式下，軟件使用者無需購置額外硬件設備、軟件許可證及安裝和維護軟件系統，通過互聯網瀏覽器在任何時間、任何地點都可以輕松使用軟件并按照使用量定期支付費用。

SaaS服務依托于軟件和互聯網，無論從技術上還是從商務上來看，都擁有不同于傳統軟件的特性，如互聯網特性、多租戶特性及服務特性等。

3.2 基于云的3層架構設計

本文對云服務的3層框架做了實例化，其中SaaS層針對具體的測試應用做了實例化的延伸。IaaS層主要基于虛擬化技術實現虛擬主機的分割，根據需要可以分給多個任務或用戶。PaaS層主要考慮服務的客戶化定制和服務器的分布式部署、模塊引擎。SaaS層主要考慮子服務的模塊化，子服務的整合和調度。其中SaaS層主要考慮和實現的重點是通過將子服務按照功能進行劃分若干不同的子模塊，各模塊之間通過數據接口和控制服務進行串接，再根據服務提供進行整合和調度，各測試任務通過SaaS服務調度模塊和數據庫統一配置，從而實現不同的測試服務。

3.3 SaaS服務架構設計

對于3層架構的IaaS和PaaS層，本文將不再進行闡述。本文重點討論SaaS層的建設和如何將自動化測試框架應用到該層，提供對外服務。圖4為基于SaaS的自動化測試服務的架構圖。該架構底層設計為數據接口服務，主要提供數據相關的增刪改查服務；基礎框架層主要包括自動化測試案例引擎、報表引擎和工作流；接下來是相關的告警服務相關接口，如郵件和短信接口；最上兩層為組合提供的相關服務以及子服務。

圖4 基于SaaS的自動化測試服務架構圖

SaaS理念的核心思想有兩個：一是租戶的概念，即所有用戶都定義為租戶，每個租戶根據權限定制自己的服務；二是權限的設置、管理與控制，租戶的服務定制化程度取決于對資源的權限劃分的顆粒度。由于本SaaS服務只在形式上租賃，本文中租戶和用戶同概念，均指省公司。SaaS設計思想在該架構中體現為SaaS服務平臺。

4 SaaS自動化測試平臺

基于前文自動化測試框架的設計與SaaS云服務的研究，本文開發了自動化測試平臺。該平臺一方面基于先進的自動化測試框架技術，采取以案例解析為核心思想，通過分布驅動部署和圖形化界面實現，簡化測試相關操作和管理；另一方面，考慮SaaS的租戶服務定制的核心理念，將平臺所有功能模塊設計為子服務，各個子服務均設計租戶權限控制，這樣不同租戶可以根據權限控制定制自己的服務需求。

該自動化測試服務平臺具備如下特點，克服了2.1節中描述的簡單錄制回放自動化測試方法的不足。

（1）低門檻和去專業化：測試人員無需學習自動化測試技術，手工測試人員可以直接參與該自動化測試實施；用例腳本分離，測試人員只需關心測試用例，無需學習腳本相關技術；測試工作不再以測試執行為重心，測試人員主要是完善測試用例的設計，為項目的整體測試質量提供了時間和效率的保障；

（2）可視化：一是用例編寫采用直觀的圖形拖拽方式，簡化了用戶操作難度，提升了測試設計的編寫速度；二是圖形化的運行結果展示和監控，既方便了管理人員對測試項目的宏觀把控和了解，也可以協助缺陷分析人員快速定位缺陷，提升了整體的測試工作效率；可視化監控也可以方便管理人員直觀實時了解用例執行情況和系統運行情況；

（3）定時調度和實時監控：測試腳本的定時調度機制和自動化測試過程中消息實時傳遞（測試過程的監控、測試運行結果的實時通知），使得測試人員無需關心測試執行過程，重點關心測試結果，同時降低了自動化測試過程中的溝通成本；

（4）用戶功能定制化：本平臺的SaaS服務定制設計，用戶可以根據需要，選擇定制自己關心的功能模塊，以滿足個性化需求；

（5）快速部署：本平臺的SaaS服務部署為B/S架構，使得用戶端無需任何部署，只需調通網絡，即可進行測試；即使有的用戶自己部署測試引擎，本平臺也提供了遠程接口，也可以快速部署連接。

本平臺的總的功能模塊如圖5所示，當然用戶可以根據需求部分裁剪定制部分功能。

自動化測試平臺部署為SaaS云服務模式，各個省公司通過網絡（IP承載網），即可按需定制其所需要的自動化測試服務。

本文中的系統用戶分為3種類型，分別為SaaS權限管理員，平臺管理員和用戶。其中SaaS權限管理員負責對租戶的申請審查、租戶信息管理、租戶租用服務分配和租戶的權限管理。平臺管理員負責SaaS軟件測試平臺的服務發布、版本更新等運維工作。用戶是租戶下的企業內部用戶，是系統的最終使用者即省公司。

圖5 平臺功能模塊

省公司使用該服務平臺，可以滿足多個省份同時使用進行測試任務的執行，并將測試結果返回給省公司，可以實時監控任務的執行狀態和問題跟蹤。租戶使用該服務平臺的流程如圖6所示。

5 結束語

本文創新提出一種自動化測試框架，構建了可視化腳本編寫方式的自動化測試平臺，并部署為SaaS云的服務模式。該平臺由測評中心負責建設，各省公司通過租賃的方式來使用平臺服務。

基于上文的分析可以看出，本文的設計思路適用于測試對象系統相對穩定的系統，具體來說是要求對象系統的業務流程和前臺界面變化不大，這樣測試用例執行重復度才會較高，以體現本文自動化測試平臺的效率和優勢。就目前看，各省公司的多數業務支撐系統和管理信息系統（MIS）系統小版本上線頻繁，且其核心業務的流程和前臺變化較小。因此本文的自動化測試平臺可用于省公司的業務支撐系統和MIS系統小版本上線前的回歸測試。

省公司基于該平臺可以有效的完成自動化測試，加快系統上線時間，降低系統風險；通過回歸，可以提高覆蓋率；通過合理調度安排，可以有效提升測試資源的使用率和測試人員效率。

基于SaaS模式，各省公司通過承載網定制化使用該平臺相關服務，可以快速的組織自動化測試的流程和部署，同時也可以節省測試資源和軟硬件投資。

另外，該平臺經過改造，還可以承載基于后臺的功能自動化測試及性能測試。

圖6 自動化測試平臺使用流程

[1] Isenberg H. Automated testing[OL/EB]. http：//www.automatedtesting.com/， 2007.

[2] 陳技能. QTP自動化測試實踐[M]. 北京： 電子工業出版社， 2008.

[3] Elfatatry A， Layzell P. Software as a service： a negotiation perspective[A]. Proceedings of the 26th Annual International Computer Software and Applications Conference[C]. 2002.501-506.

[4] 葉偉. 互聯網實彈的軟件革命： SaaS架構設計[M]. 北京：電子工業出版社，2009.

[5] 謝億民. 互聯網和軟件融合成就SaaS[J]. 軟件世界， 2006，(15)：31.

[6] 王舜燕，黃芬. 基于SaaS模式的軟件設計方法探討[J]. 計算機與數字工程， 2008(10)：102-105

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Research on SaaS-based automated testing cloud platform

WANG Qi1, CAO Liang-shuai1, ZHAO Xian-jing1, SHU Min-gen1, XIONG Wen-jian1, Bao Hai-feng2
(1 China Mobile (Shenzhen) Limited, Shenzhen 518048, China; 2 China Mobile Group Heilongjiang Co., Ltd., Harbin 150001, China)

According the status of the system test of China Mobile Communications Corporation, advantages of automated testing and the corresponding problems in manually testing were analyzed, then an automated testing framework based on case analysis was presented. Next, a SaaS-based cloud services architecture was brought forward to meet the request of remote central support of users. Last, a SaaS-based automated testing platform was built, in which the visualized test case building and operation was brought forward. Finally, the results show that, the more eff i cient automated testing system can be fast deployed by using the platform.

automated testing; centralization; cloud computing; SaaS

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0067-06

2012-09-01

王奇：教授級高級工程師，現任中國移動（深圳）有限公司總經理。