使用Robot Framework实现多平台自动化测试

基于Robot Framework、Jenkins、Appium、Selenium、Requests、AutoIt等开源框架和技术，成功打造了通用自动化测试持续集成管理平台（以下简称“平台”），显著提高了测试质量和测试用例的执行效率。

01 设计目标

• 平台通用且支持不同类型的自动化测试平台框架轻量、开放、灵活，有强大丰富的测试库，全面支撑PC桌面应用（如核心柜台和网上交易系统）、Web应用（如商城网厅）、APP应用（如手机证券）、接口（如柜台周边接口）、数据库（如Oracle）等自动化测试，便于后续持续测试开发和集中统一管理。
  
  
• 平台支持自动化测试全流程平台展示界面统一、清晰、简洁，覆盖测试用例设计、测试脚本开发、测试执行、测试报告生成等流程。通过对测试流程实现统一管理，降低测试人员使用平台的门槛。
  
  
• 平台具有良好的扩展性、易维护性平台支持协同工作、分布式测试执行，能与版本管理工具、软件缺陷管理系统、企业邮件系统等集成，同时在项目不断迭代的过程中，自动化测试脚本能弹性调整和代码复用。

02 架构设计

平台采用组件化的思想和分层架构，可分为4层，每一层都实现特定的功能，并提供接口给其它层调用：

图1 平台架构设计

• 最底层是被测系统，主要明确被测对象的形态。平台支持APP、Web和PC应用测试，以及接口、数据库等测试。
  
  
• 往上是测试库。平台除提供如进程、字符串、集合、截图处理等基础测试库外，还提供Web、APP、接口等专用测试的扩展测试库，以支持不同的被测系统选择相应的测试库。
  
  
• 中间是测试框架，其作用包括用例管理、测试数据管理、测试运行、测试报告等。
  
  
• 最上面则是持续构建层，负责任务、机器、排队等控制和调度，自动完成整个测试作业过程。

03 平台实现

在自动化框架选型上，我们选择Robot Framework(以下简称“RF”)作为自动化测试平台的核心底层框架，Jenkins作为持续集成与任务调度平台，同时选择AppiumLibrary、Selenium2Library、RequestsLibrary、AutoItLibrary等作为扩展测试库，以应对不同的测试需求。

（1）RF框架

RF是一款功能丰富并且扩展性强的开源自动化测试框架，主要用于轮次较多的回归测试。框架通过关键字的组合形成测试逻辑，最终通过各个底层测试库与被测系统交互，完成测试工作。

RF框架为APP、Web、接口、数据库测试等提供了标准的底层关键字API，测试人员只需在这些关键字的基础上开发自定义脚本，即可满足自身测试的要求。

图2 RF架构图

（2）AppiumLibrary

Appium是一个开源、跨多平台多语言的测试框架，相比其它框架，它支持iOS和Android平台上的原生、Web和混合应用自动化测试，可在平台间重用代码，编写测试脚本和运行测试时不需要对源码重新编译，在脚本的编写和实现上对编程语言没有太多要求，测试更轻量灵活。

AppiumLibrary是RF框架基于Appium的第三方扩展应用程序测试库，可支持券商手机证券APP自动化测试开发。

图3 Appium架构图

（3）Selenium2Library

Selenium是为了实现多平台Web应用程序测试而专门设计的自动化测试工具套件，具有可扩展、跨平台、多浏览器支持等特性。Selenium 2集成了WebDriver，WebDriver通过原生浏览器支持或者浏览器扩展直接控制浏览器，测试人员可根据不同的平台、不同浏览器选择不同的WebDriver去执行测试。

Selenium2Library是RF框架基于Selenium2的Web测试库，可支持券商商城、网厅等Web应用自动化测试开发。

图4 WebDriver架构图

（4）RequestsLibrary

接口测试一般用于多系统间交互开发，或拥有多个子系统的应用系统开发的测试。Requests是用Python语言编写，基于urllib，采用Apache2 Licensed开源协议的HTTP库，可满足HTTP接口测试需求。RequestsLibrary是RF框架下的API测试库，可支持券商IFS或其它自定义开发接口自动化测试开发。

（5）AutoIt桌面应用测试

AutoIt是一款用于对Windows GUI进行自动化操作的软件，它可以模拟键盘按键,、鼠标移动以及窗口或控件的操作来实现自动化任务。AutoItLibrary是RF框架基于AutoIt的Win32桌面应用测试库，可支持券商核心柜台、网上交易等桌面应用系统自动化测试开发。

图5 Au3Info识别GUI对象示例

（6）Jenkins持续集成

Jenkins是一种开源的持续集成工具，它支持svn、Git等多种SCM配置管理工具，可根据项目要求设置定时构建（如每小时、每次间隔时间或每天晚上几点钟等）或触发构建（如源代码提交触发），支持Shell脚本、Windows批处理、Ant构造等多种构建方法，从而满足在不同操作系统上运行。

Jenkins支持分布式构建（类似于Selenium Grid），可实现多主机多任务并行执行。Jenkins还提供丰富的插件支持，安装Robot Framework plugin插件后可执行RF自动化测试用例。

图6 Jenkins+RF+AppiumLibrary自动化测试示例

04 平台的创新点

1、平台架构灵活、适应场景广，满足多种不同类型自动化测试

平台基于轻量的RF开源框架，具有良好的扩展性，通过集成不同的开源扩展测试库可满足不同类型、不同平台和应用的测试：

• RF+AppiumLibrary可实现APP自动化测试，且可在iOS和Android之间重用代码，只需要编写出一个统一的测试脚本就可以运行在不同的平台上，这种方式将极大提高自动化测试脚本的使用率，节省编写和调试测试脚本的时间；
• RF+Selenium2Library则可实现Chrome、IE、Firefox等多浏览器下的Web应用程序自动化测试；
• RF+AutoItLibrary可实现一般Win32桌面应用程序自动化测试；
• RF+RequestsLibrary可实现接口自动化测试，等等

所以该平台具有相当强的灵活性、兼容性和易用性，尤其适用于核心柜台、网上交易、手机证券等界面变化不大、软件生命周期长，经常推出新版本的产品自动化测试。

2、平台实现端到端自动化测试管理，一站式图形展示信息

平台支持用例管理、脚本开发调试、任务分布式调度执行、测试报告呈现全流程

图7 平台测试管理

图8 测试日志及报告

3、基于数据和关键字驱动的自动化测试，灵活应对被测试系统变更

平台克服了传统自动化框架录制回放模式脚本高耦合性的缺点，具有高健壮性、高复用性和良好的维护性：

• 支持数据驱动模式，测试数据和脚本分离，测试数据变更无需修改脚本，提高了自动化测试脚本的可复用性。
  
  
• 实现界面元素统一管理，界面元素和测试脚本分离，应用程序界面变动只要修改失效的界面元素即可，无需大量修改脚本，提高了脚本的可维护性。
  
  
• 业务流程测试基于可以灵活组合的关键字脚本进行控制，通过增加关键字即可实现测试框架的功能扩展。
  
  
• 脚本结构釆用分层设计思想，将自动化测试脚本分成用例层、流程层、页面元素层和变量集合层，方便实现高内聚、低耦合的测试脚本设计。图9 分层自动化测试

05 平台的实施效果

1、提高测试用例设计质量和业务场景的覆盖度

东莞证券自动化测试项目自实施以来，用例粒度和覆盖度得到了较大改善，手机APP交易、接口、Web（网厅/商城/有财贷）、核心柜台、网上交易的测试用例分别达到1645、153、76、569和1168个，用例规模平均增长近8倍，基本覆盖所有交易类业务。平均自动化率达65%以上，极大提升了产品研发团队的质量信心。

2、提升测试用例执行效率，加快产品投产速度

自动化测试提高了测试用例执行的效率和准确性，降低了生产应用系统的故障率。另外持续集成尽早地介入，减少了版本延迟发布的可能性。以东莞证券手机APP交易自动化测试为例，之前版本迭代周期是2-3个月，开展自动化测试后缩短至1个月；以往一轮15人天的手动测试改为自动化执行后不到2人天。按平均每月迭代一次计算，全年可省近150人天的测试资源。如对接独立的测试柜台（支持7*24执行）并增加多台设备并行执行，自动化测试效率还可大幅提升；该项目已投入近20轮版本迭代测试，发现缺陷17个。

06 总结

东莞证券基于开源的RF框架从0到1建立起通用自动化测试体系，并在手机APP、核心柜台、网上交易、接口、商城、网厅等项目中落地，同时结合Jenkins实现自动化测试持续集成和分布式构建，有效支撑了敏捷和快速迭代过程。

限于篇幅，本文并未就APP、Web、桌面应用、接口等自动化测试开发方法展开详细论述，而是提供一种建立通用自动化测试持续集成管理平台的思路，希望对其他券商有一定的启发和借鉴意义。