作者：京東零售杜興文

首先聊一下概念，Web 前端自動化測試是一種通過編寫程式碼來自動化執行 Web 應用程式的測試任務的方法，它通常使用 JavaScript 和測試框架 (如 Selenium、Appium 等) 來實現。

Web 前端自動化測試的優點是可以提高測試效率、減少測試時間和測試成本，並且可以確保測試質量。以下是一些 Web 前端自動化測試的優點:

提高測試效率：自動化測試可以在短時間內完成大量的測試任務，從而減少測試所需的時間和測試成本。
減少測試成本：自動化測試不需要手動執行測試任務，從而減少了測試所需的人員和成本。
提高測試質量：自動化測試可以確保測試的覆蓋率和提高測試的準確性，從而減少測試遺漏和測試質量不高的問題。
覆蓋更多場景：自動化測試可以覆蓋更多的測試場景，從而確保軟體質量得到保障。
減少人為錯誤：自動化測試可以減少測試人員的人為錯誤，從而提高測試的準確性。

在實際應用中，Web 前端自動化測試通常用於測試 Web 應用程式的互動功能、效能、安全性等方面。例如，可以使用自動化測試工具來測試 Web 應用程式的登入、註冊、導航、表單驗證等功能，或者使用自動化測試工具來測試 Web 應用程式的效能，如響應速度、頁面載入時間等。

總之，Web 前端自動化測試是一種可以提高測試效率、減少測試成本和提高測試質量的方法，適用於各種型別的 Web 應用程式。

本文談談前端自動化測試從入門到精通再到專家級的方案與思維！分為以下不分：

一、首先來構建一個 Selenium 自動化測試用例

範例測試需求非常簡單：存取百度主頁，搜尋某個關鍵詞，並驗證搜尋結果頁面的標題是「被搜尋的關鍵詞」+「_ 百度搜尋」。如果搜尋的關鍵詞是「ChatGPT」，那麼搜尋結果頁面的標題就應該是「 ChatGPT_ 百度搜尋」。

明白了測試需求後，我強烈建議你先用手工方式執行一遍測試，具體步驟是：開啟 Chrome 瀏覽器，輸入百度的網址「www.baidu.com」；在搜尋輸入框中輸入關鍵詞「ChatGPT」並按下確認鍵；驗證搜尋結果頁面的標題是否是「ChatGPT _ 百度搜尋」。

明確了 GUI 測試的具體步驟後，我們就可以用 Java 程式碼，基於 Selenium 實現這個測試用例了。這裡，我要用到 Chrome 瀏覽器，所以需要先下載 Chrome Driver 並將其放入環境變數。接下來，你可以用自己熟悉的方式建立一個空的 Maven 專案，然後在 POM 檔案中加入 Selenium 2.0 的依賴，如圖 1 所示。

圖 1 在 POM 檔案中加入 Selenium 2.0 的依賴

接著用 Java 建立一個 main 方法，並把如圖 2 所示的程式碼複製到你的 main 方法中。下面是基於 Selenium 的自動化測試用例的樣本程式碼

import org.openqa.selenium.By;
import org.openqa.selenium.WebDriver;
import org.openqa.selenium.WebElement;
import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;

public class BaiduSearch {
    public static void main(String[] args) {
        // 設定驅動路徑
        System.setProperty("webdriver.chrome.driver", "/path/to/chromedriver");

        // 啟動瀏覽器
        WebDriver driver = new ChromeDriver();

        // 存取百度首頁
        driver.get("https://www.baidu.com");

        //獲取百度搜尋輸入框元素，並自動寫入搜尋內容
        driver.findElement(By.id("kw")).sendKeys("ChatGPT");

        //執行緒睡眠1秒
        Thread.sleep(1000);

        //獲取「百度一下」元素，並自動點選
        driver.findElement(By.id("su")).click();

        //執行緒睡眠3秒
        Thread.sleep(3000);

        Assert.assertEquals("ChatGPT _ 百度搜尋",driver.getTitle());
        //退出瀏覽器
        driver.quit();
}

以上是從 0 到 1 建立了一個最簡單直接的 GUI 自動化測試用例。這個用例的實現很簡單，但是隻有真正理解了 Selenium 工具的原理，你才能真正用好它。

二、入門了之後我們要在測試職責的效率上大展身手，即指令碼與資料的解耦 + Page Object模型。

「測試指令碼和資料解耦」的本質是實現了資料驅動的測試，讓操作相同但是資料不同的測試可以通過同一套自動化測試指令碼來實現，只是在每次測試執行時提供不同的測試輸入資料。

在測試指令碼中通過 data provider 去 CSV 檔案中讀取一行資料，賦值給相應的變數，執行測試用例。接著再去 CSV 檔案中讀取下一行資料，讀取完所有的資料後，測試結束。CSV 檔案中有幾行資料，測試用例就會被執行幾次。具體流程如下圖所示。

「頁面物件模型」的核心理念是，以頁面為單位來封裝頁面上的控制元件以及控制元件的部分操作。而測試用例使用頁面物件來完成具體的介面操作。

頁面物件模型的核心理念是，以頁面（Web Page 或者 Native App Page）為單位來封裝頁面上的控制元件以及控制元件的部分操作。而測試用例，更確切地說是操作函數，基於頁面封裝物件來完成具體的介面操作，最典型的模式是「XXXPage.YYYComponent.ZZZOperation」。

基於這個思想，上述用例的虛擬碼可以進化成下圖所示的結構。這裡給出了 login 函數的虛擬碼，建議大家按照這種思路自己去實現一下 search 和 logout 的程式碼，這樣可以更好的體會頁面物件模型帶來的變化。

三、讓自動化測試指令碼更好地描述業務

業務流程抽象是，基於操作函數的更接近於實際業務的更高層次的抽象方式。基於業務流程抽象實現的測試用例往往靈活性會非常好，你可以很方便地組裝出各種測試用例。

假設，某個具體的業務流程是：已註冊的使用者登入電商平臺購買指定的書籍。那麼，基於業務流程抽象的測試用例虛擬碼，如下圖所示。

這段虛擬碼的資訊量很大，但是理解了這段程式碼的設計思想，也就掌握了業務流程抽象的精髓。

從整體結構上看，虛擬碼順序呼叫了 4 個業務流程，依次是完成使用者登入的 LoginFlow、完成書籍查詢的 SearchBookFlow、完成書籍購買的 CheckoutBookFlow、完成使用者登出的 LogoutFlow。

四、前端GUI自動化測試的測試資料

GUI 自動化測試的測試資料是指用於測試應用程式使用者介面 (GUI) 的測試資料。在自動化測試中，測試資料通常是從測試資料集中獲取的，這些資料集包含了應用程式的不同輸入和輸出。

以下是一些常見的 GUI 自動化測試資料:

輸入資料：輸入資料是指用於測試應用程式輸入區域的輸入資料，例如文字方塊、下拉框、無線電鈕等。輸入資料通常包括變數名、變數值、資料型別等。
按鈕資料：按鈕資料是指用於測試應用程式按鈕的點選操作的輸入資料。按鈕資料通常包括按鈕的名稱、描述、點選事件等。
文字資料：文字資料是指用於測試應用程式文字輸入區域的輸入資料。文字資料通常包括變數名、變數值、文字內容等。
影象資料：影象資料是指用於測試應用程式影象輸入區域的輸入資料。影象資料通常包括變數名、影象內容、尺寸等。
表格資料：表格資料是指用於測試應用程式表格的輸入資料。表格資料通常包括表格名稱、行資料、列資料等。
圖表資料：圖表資料是指用於測試應用程式圖表的輸入資料。圖表資料通常包括圖表名稱、資料系列、資料值等。

在 GUI 自動化測試中，測試資料集的構建對於測試的成功非常重要。測試資料集應該儘可能地覆蓋應用程式的不同輸入和輸出，以便在測試過程中識別潛在的問題和缺陷。

傳統上，資料質量被分成6個方面。

•準確性：一項資訊在多大程度上反映了現實？

•完備性：它是否滿足你對全面性的期望？

•連貫性：儲存在一個地方的資訊與儲存在其他地方的相關資料是否一致？

•及時性：當你需要時，你的資訊是否可用？

•有效性：資訊是否有特定的格式、型別或大小？它是否遵循業務規則/最佳實踐？

•完整性：不同的資料集能否被正確地連線起來，以反映一個更大的畫面？關係是否被很好地定義和實施？

這些維度是在對設計資料倉儲採取廣泛的觀點時定義的。考慮了所有定義和收集的資料集，它們之間的關係，以及正確服務於組織的能力。

五、提高 GUI 自動化測試穩定性的關鍵技術

提高 GUI 自動化測試穩定性的理論點包括以下幾點:

選擇合適的測試框架：測試框架是 GUI 自動化測試的核心，它決定了測試的效率和穩定性。選擇合適的測試框架需要綜合考慮測試工具、測試環境、測試需求等多個因素。
編寫高質量的測試用例：測試用例是 GUI 自動化測試的關鍵，它決定了測試的覆蓋率和測試質量。編寫高質量的測試用例需要深入瞭解軟體功能和介面設計，能夠覆蓋軟體的各個功能點和細節。
選擇適當的測試資料：測試資料是 GUI 自動化測試的基礎，它決定了測試的準確性和效率。選擇適當的測試資料需要綜合考慮軟體功能、介面設計、測試需求等多個因素。
優化測試環境：測試環境是 GUI 自動化測試的基石，它決定了測試的穩定性和可靠性。優化測試環境需要綜合考慮測試工具、測試環境、測試需求等多個因素，保證測試環境的穩定性和相容性。
進行效能測試:GUI 自動化測試需要在測試過程中考慮軟體的效能和響應速度。進行效能測試需要模擬大量的使用者操作和負載，評估軟體的效能和響應速度，及時發現和解決軟體效能瓶頸。
定期進行測試維護:GUI 自動化測試需要定期進行測試維護，更新測試用例和測試資料，清理過時的測試環境和測試工具，保證測試的及時性和有效性。

提高 GUI 自動化測試穩定性的關鍵技術點包括以下幾點:

1. 基本HTML/CSS/JS技能：對於一個web前端自動化測試工程師，基本的HTML/CSS/JS技能必不可少，可以幫助其更好的理解頁面互動與渲染機制。

2. 工具鏈技術：對於 web 前端自動化測試，工具鏈技術是必備技能，例如 Grunt 和 Gulp 等。

3. 語言技能：web自動化測試需要用到多種程式語言，如Java、Python、JavaScript等，具備這些語言的開發能力是必不可少的。

4. 基本的測試技術：web前端自動化測試工程師需要熟知測試的基本概念和方法，如測試計劃、測試用例、測試策略等。

5. API和介面測試：web前端自動化測試工程師需要熟悉如何對API和介面進行測試，這對於確保應用程式功能的準確性非常重要。

6. 自動化測試框架技術：web前端自動化測試工程師需要掌握至少一種自動化測試框架技術，如Selenium、WebdriverIO等。

7. 偵錯技能：web前端自動化測試工程師需要熟練使用偵錯技能來解決測試過程中的問題，如使用Fiddler、Chrome開發者工具等。

8. 資料庫技術：web前端自動化測試工程師需要熟悉基本的資料庫操作和SQL語句，以便在測試時進行資料驗證和資料比對。

9. 指令碼編寫技能：通過編寫JavaScript和Python等指令碼，可以幫助測試人員實現自動化測試和快速生成測試報告。

10. 高效的測試方法：web前端自動化測試工程師需要熟練掌握各種測試方法和技巧，以便在工作中更加高效和全面的完成測試任務。

總之，提高 GUI 自動化測試穩定性需要綜合考慮測試框架、測試用例、測試資料、測試環境、效能測試和測試維護等多個因素，通過不斷優化和升級，提高測試效率和質量。大概可從以下5個方面來進行入手：

1、對於非預計的彈出對話方塊引起的不穩定，可以引入「異常場景恢復模式」來解決。

2、對於頁面控制元件屬性的細微變化造成的不穩定，可以使用「組合屬性」定位控制元件，並且可以通過「模糊匹配技術」提高定位識別率。

3、對於 A/B 測試帶來的不穩定，需要在測試用例指令碼中做分支處理，並且需要指令碼做到正確識別出不同的分支。

4、對於隨機的頁面延遲造成的不穩定，可以引入重試機制，重試可以是步驟級別的，也可以是頁面級別的，甚至是業務流程級別的。

5、對於測試資料引起的不穩定，我在這裡沒有詳細展開，留到後續的測試資料準備系列文章中做專門介紹。

六、優雅的自動化測試報告

早期基於視訊的 GUI 測試報告由於體積較大，而且不能比較方便地和紀錄檔適配，所以並不是最好的解決方案。理想的 GUI 測試報告應該是由一系列按時間順序的螢幕截圖組成，並且可以在這些截圖上高亮你所操作的元素，同時按照執行時序配有相關操作步驟的詳細描述。

商業 GUI 自動化測試框架的 GUI 測試報告已經做得非常成熟，通常不需要做額外的客製化或者開發。

但是開源 GUI 自動化測試框架的 GUI 測試報告往往需要自己來開發，主要使用了擴充套件 Selenium 原本的操作函數的方式以及 Hook 函數來實現。

開源 GUI 測試框架的測試報告實現思路

但是，如果你使用的是開源軟體，比如 Selenium WebDriver，那就需要自己去實現截圖以及高亮顯示操作元素的功能。實現的思路通常是：利用 Selenium WebDriver 的 screenshot 函數在一些特定的時機（比如，頁面發生跳轉時，在頁面上操作某個控制元件時，或者是測試失敗時，等等）完成介面截圖功能。

具體到程式碼實現，通常有兩種方式：1、擴充套件 Selenium 原本的操作函數；2、在相關的 Hook 操作中呼叫 screenshot 函數。

第一，擴充套件 Selenium 原本的操作函數實現截圖以及高亮顯示操作元素的功能

既然 Selenium 原生的 click 操作函數並不具備截圖以及高亮顯示操作元素的功能，那我們就來實現一個自己 click 函數。當自己實現的 click 函數被呼叫時：

首先，用 Javascript 程式碼高亮顯示被操作的元素，高亮的實現方式就是利用 JavaScript 在物件的邊框上渲染一個 5-8 個畫素的邊緣；

然後，呼叫 screenshot 函數完成點選前的截圖；

最後，呼叫 Selenium 原生的 click 函數完成真正的點選操作。

那麼，以後凡是需要呼叫 click 函數時，都直接呼叫這個自己封裝的 click 函數，直接得到高亮了被操作物件的介面截圖。

第二，在相關的 Hook 操作中呼叫 screenshot 函數實現截圖以及高亮顯示操作元素的功能

其實使用 Hook 的方法比較簡單和直觀，但是你首先要理解什麼是 Hook。

Hook 中文的意思是「勾點」，直接通過定義介紹什麼是「勾點」會有些難以理解，那麼我就通過一個範例來跟你解釋一下。當執行某個函數 F 時，系統會在執行函數 F 前先隱式執行一個空實現的函數，那麼當你需要做一些擴充套件或者攔截時，就可以在這個空實現的函數中加入自定義的操作了。那麼這個空實現的函數就是所謂的 Hook 函數。

第三是全球化 GUI 測試報告的創新設計

所謂全球化測試是指，同一個業務在全球各個國家都有自己網站。比如，一些大型全球化電商企業在很多國家都有自己的站點，那麼對這些站點的測試除了要關注基本的功能，以及各個國家特有的功能外，還要去驗證介面佈局以及翻譯在上下文環境中是否合適。

早期的做法是，僱傭當地的測試工程師，由他們手工執行主要的業務場景測試，並驗證相關的頁面佈局，以及翻譯內容與上下文中的匹配度。在當地專門僱傭的這些測試工程師，被稱為 LQA。

顯然，聘請 LQA 的效率非常低，主要原因是：全部測試工作都由 LQA 在專案後期手工執行，執行前還需要對他們進行業務培訓；同時，我們需要準備非常詳盡的測試用例檔案，LQA 也要花很大的精力去截圖並完成最終的測試報告。為了解決這種低效的模式，最好的解決方法就是：利用 GUI 自動化測試工具生成完整的測試執行過程的截圖。

這樣，LQA 就不再需要去手工執行測試用例了，而是直接分析測試報告中業務操作過程中 GUI 介面截圖就可以了，然後發現頁面佈局問題或者是不恰當的翻譯問題。

這個方案看起來已經比較完美了，LQA 的工作重點也更清晰了，但這並不是最優的方案。因為這些 LQA 在實際工作中，還會有以下三個比較痛苦的地方：

需要經常在多個國家的測試報告之間來回切換去比較頁面佈局；

需要頻繁切換到美國網站（也就是主站）的報告，去比較翻譯內容與上下文的匹配度；

發現缺陷後，還是需要從 GUI 測試報告中複製截圖，並用影象軟體標註有問題的點，然後才能開啟缺陷管理系統遞交缺陷報告。

前端自動化測試之葵花寶典