一種基于RobotFramework的嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試框架

贠海順

（中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西西安，710065）

0 引言

通過工具（程序）的方式來代替或輔助手工測(cè)試的行為稱為自動(dòng)化測(cè)試。自動(dòng)化測(cè)試一般包括測(cè)試過程自動(dòng)化和測(cè)試結(jié)果分析自動(dòng)化，自動(dòng)化測(cè)試能夠帶來的好處包括：

對(duì)程序的新版本運(yùn)行已有的測(cè)試(回歸測(cè)試)，能大大降低回歸測(cè)試的開銷；可以運(yùn)行更多更頻繁的測(cè)試；可以執(zhí)行一些手動(dòng)測(cè)試特別費(fèi)時(shí)費(fèi)力，甚至無法達(dá)到測(cè)試目的的項(xiàng)目。比如壓力測(cè)試，大數(shù)據(jù)或者大量重復(fù)數(shù)據(jù)測(cè)試，必須有自動(dòng)化工具的支持；使測(cè)試具有一致性和可重復(fù)性；可以增加軟件信任度；可以更快地將軟件推向市場(chǎng)。

并非所有的軟件產(chǎn)品都適用于自動(dòng)化測(cè)試，自動(dòng)化測(cè)試適用的場(chǎng)景為：

（1）軟件需求及功能相對(duì)穩(wěn)定

測(cè)試腳本的穩(wěn)定性決定了自動(dòng)化測(cè)試的維護(hù)成本。如果軟件需求變動(dòng)過于頻繁，測(cè)試人員需要根據(jù)變動(dòng)的需求來更新測(cè)試用例以及相關(guān)的測(cè)試腳本，如果腳本維護(hù)所花費(fèi)的成本超過了利用其節(jié)省的測(cè)試成本，那么在不穩(wěn)定階段不適于自動(dòng)化測(cè)試。

（2）項(xiàng)目周期足夠長(zhǎng)

由于自動(dòng)化測(cè)試需求的確定、自動(dòng)化測(cè)試框架的設(shè)計(jì)、測(cè)試腳本的編寫與調(diào)試均需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來完成。這樣的過程本身就是一個(gè)測(cè)試軟件的開發(fā)過程，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來完成。如果項(xiàng)目的周期比較短，沒有足夠的時(shí)間去支持這樣一個(gè)過程。

（3）自動(dòng)化測(cè)試腳本可重復(fù)使用

如果投入大量資源開發(fā)了自動(dòng)化測(cè)試腳本，但是腳本的重復(fù)使用率很低，致使其間所耗費(fèi)的成本大于所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，自動(dòng)化測(cè)試不能真正產(chǎn)生效益。

目前的測(cè)試框架及工具主要針對(duì)C/S架構(gòu)或B/S架構(gòu)的應(yīng)用，由于嵌入式軟件測(cè)試目標(biāo)及運(yùn)行方式千差萬別，沒有專門用于嵌入式軟件測(cè)試的通用測(cè)試工具。為了解決嵌入式軟件測(cè)試過程中自動(dòng)化測(cè)試問題，本文在介紹了已有的測(cè)試框架和工具的基礎(chǔ)上，提出了一種適合于嵌入式軟件的嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試框架，并著重描述了測(cè)試框架下的功能劃分和測(cè)試流程。

1 自動(dòng)化測(cè)試框架與工具

常見測(cè)試框架及工具包括：QTP，Rational Robot，Phoenix Framework，selenium，watir，Robot Framework 等。

自動(dòng)化測(cè)試框架與工具主要分為兩類：一種是可提供可重用的基礎(chǔ)自動(dòng)化測(cè)試模塊，如： selenium、watir等，它們主要提供最基礎(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試功能，比如打開一個(gè)程序，模擬鼠標(biāo)和鍵盤來點(diǎn)擊或操作被測(cè)試對(duì)象，最后驗(yàn)證被測(cè)對(duì)象的屬性以判斷程序的正確性；另外一種是可以提供自動(dòng)化測(cè)試執(zhí)行和管理功能的架構(gòu)模塊，如：Phoenix Framework，Robot Framework等，它們本身不提供基礎(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試支持，只是用于組織、管理和執(zhí)行那些獨(dú)立的自動(dòng)化測(cè)試用例，測(cè)試完成后統(tǒng)計(jì)測(cè)試結(jié)果，通常這類框架一般都會(huì)集成一個(gè)基礎(chǔ)自動(dòng)化測(cè)試模塊。

2 基于RobotFramework的嵌入式自動(dòng)化框架

2.1 總體框架

針對(duì)嵌入式軟件自動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域，利用已有的測(cè)試框架完成主機(jī)端的測(cè)試管理工作，如果測(cè)試腳本管理，測(cè)試報(bào)告的生成等；目標(biāo)機(jī)端完成實(shí)際測(cè)試執(zhí)行，主機(jī)端與目標(biāo)機(jī)端之間的通信與測(cè)試運(yùn)行方案，則需要進(jìn)行自行開發(fā)。

圖1 基于Robot Framework的自動(dòng)化測(cè)試軟件架構(gòu)

基于Robot Framework的自動(dòng)化測(cè)試軟件架構(gòu)如圖1所示。其中Test Data即測(cè)試腳本。Robot Framework啟動(dòng)后，執(zhí)行Test Data中定義的測(cè)試腳本，產(chǎn)生測(cè)試日志和測(cè)試報(bào)告。測(cè)試庫(kù)的函數(shù)可以作為測(cè)試腳本中的關(guān)鍵字進(jìn)行使用，由測(cè)試庫(kù)(Test Libraries)與目標(biāo)機(jī)端進(jìn)行交互。嵌入式自動(dòng)化測(cè)試采用Robot Framework測(cè)試框架+測(cè)試庫(kù)，測(cè)試庫(kù)負(fù)責(zé)與目標(biāo)機(jī)端進(jìn)行交互，獲取目標(biāo)機(jī)端測(cè)試用例的運(yùn)行結(jié)果，并返回給測(cè)試腳本。

2.2 測(cè)試庫(kù)

測(cè)試庫(kù)主要功能為對(duì)目標(biāo)機(jī)端測(cè)試用例的運(yùn)行過程進(jìn)行控制，具體包括：定義主機(jī)端測(cè)試用例的映像描述文件，建立描述文件到測(cè)試用例映像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)機(jī)的狀態(tài)查詢、應(yīng)用映像加載、復(fù)位等操作；實(shí)現(xiàn)主機(jī)端控制軟件與目標(biāo)機(jī)軟件的底層通信。測(cè)試庫(kù)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

通信層通過低層通信代理完成與目標(biāo)機(jī)端的數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)議控制層主要作用是在通信層的基礎(chǔ)上，定義實(shí)現(xiàn)主機(jī)端和目標(biāo)機(jī)端的命令協(xié)議。實(shí)現(xiàn)：加載運(yùn)行命令、重啟動(dòng)命令、目標(biāo)機(jī)狀態(tài)查詢命令，定義測(cè)試開始和測(cè)試結(jié)束的交互信息約定、測(cè)試用例結(jié)果數(shù)據(jù)表示格式等規(guī)則信息。

(1) 執(zhí)行測(cè)試時(shí)，首先讀取測(cè)試描述文件，根據(jù)描述文件，檢查測(cè)試用例配置的完整性。檢查項(xiàng)包括：測(cè)試用例在映像文件是否存在，是否完整。

(2) 測(cè)試啟動(dòng)后，測(cè)試控制層應(yīng)該檢查與目標(biāo)機(jī)端口的連接狀態(tài)，及是否可以建立連接。

圖2 測(cè)試庫(kù)功能結(jié)構(gòu)圖

圖3 測(cè)試庫(kù)測(cè)試用例的執(zhí)行過程

(3) 在確認(rèn)目標(biāo)機(jī)端可用以后，讀取測(cè)試計(jì)劃中配置的測(cè)試用例映像，向目標(biāo)機(jī)發(fā)生加載、運(yùn)行命令。

(4) 目標(biāo)機(jī)端，完成映像加載后，運(yùn)行進(jìn)入測(cè)試程序的入口，開始運(yùn)行。運(yùn)行開始時(shí)輸出開始測(cè)試標(biāo)識(shí)，運(yùn)行結(jié)束后輸出測(cè)試結(jié)束標(biāo)識(shí)。運(yùn)行過程信息及結(jié)果信息，可以通過串口終端、虛擬終端或主機(jī)文件系統(tǒng)保存到主機(jī)端。

(5) 主機(jī)端，等待獲取當(dāng)前測(cè)試用例的運(yùn)行結(jié)束標(biāo)志，在等待過程中，每間隔一段時(shí)間，可以查詢一下目標(biāo)機(jī)端的狀態(tài)，防止測(cè)試用例運(yùn)行死機(jī)，陷入永久等待的情況。同時(shí)主機(jī)端在日志文件中記錄測(cè)試用例運(yùn)行軌跡信息及主要操作步驟。

當(dāng)獲取到目標(biāo)機(jī)端口發(fā)送過來的測(cè)試結(jié)束狀態(tài)后，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并向目標(biāo)機(jī)端口發(fā)送重啟命令，使目標(biāo)機(jī)進(jìn)行模塊重啟，完成狀態(tài)清理。

(6) 當(dāng)前測(cè)試用例完成運(yùn)行以后，返回當(dāng)前測(cè)試用例的執(zhí)行結(jié)果。

3 總結(jié)

本文給出了一種適合于嵌入式軟件基于RobotFramework的自動(dòng)化測(cè)試框架，描述了測(cè)試框架的功能劃分及自動(dòng)化測(cè)試過程。針對(duì)項(xiàng)目周期長(zhǎng)，需要經(jīng)過多輪回歸測(cè)試的復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)軟件，可以有效提升測(cè)試效率，降低測(cè)試過程中人的工作量，為嵌入式軟件功能驗(yàn)證提供有效的測(cè)試手段。

參考文獻(xiàn)

[1]李夏安,陳志泊.基于STAF的軟件自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009.03.