Selenium3 Python WebDriver API源码探析（20）WebDriver协议概述

最新推荐文章于 2023-05-12 12:52:06 发布
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#selenium #Python #webdriver协议 #api #原理

本文详细介绍了Selenium和WebDriver的历史、合并及其工作原理，重点解析了WebDriver协议，包括其作为W3C推荐标准的角色、协议的两个版本以及与浏览器交互的三层对象模型。此外，还展示了WebDriver协议的命令和端点映射，并通过Python WebDriver API执行流程举例说明其工作过程。
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WebDriver协议

早期Selenium和WebDriver是两个独立的项目，Selenium早期主要依靠将操作转换为JavaScript然后注入浏览器实现浏览器的自动化，WebDriver将浏览器原生API封装成一套更加面向对象的API，但是由于不同浏览器内核的差异，因此为了适配，必须对不同浏览器实现不同的API。在Selenium2之后两个项目合并，我们常说的Selenium其实主要指的就是WebDriver API。当前Selenium稳定版本的主版本为3，beta版本的Selenium4已经在路上。

Selenium或者WebDriver与浏览器交互的基础是WebDriver协议（W3C推荐标准）。WebDriver协议是一个与操作系统、编程语言无关的通过HTTP协议使用JSON作为传输格式的RESTful Web服务。

WebDriver协议目前有两个版本：

WebDriver协议之前还有一个废弃的JsonWireProtocol协议，具体见https://github.com/SeleniumHQ/selenium/wiki/JsonWireProtocol

在WebDriver协议模型中牵扯三个对象：

  • 客户端（Client或local end）：可以简单认为就是调用WebDriver API的程序或机器。我们常用的Python WebDriver API就是客户端的一个Python语言绑定。
  • 服务端（Server或remote end）：运行RemoteWebDriver的机器，或者支持WebDriver协议的浏览器，比如支持geckodriver的Firefox浏览器、支持chromedriver的Chrome浏览器。WebDriver协议其实只定义了服务端的行为。
  • WebDriver：即各种浏览器的WebDriver协议实现，比如geckodriver、chromedriver，WebDriver则相当于客户端和服务端的中介，提供WebDriver协议RESTful 服务。客户端通过WebDriver操控服务端（浏览器）。比如Firefox依靠webdriver.xpi扩展来控制浏览器。

客户端运行后，启动1个会话（session），客户端在该会话中通过WebDriver协议 RESTful 服务端点（endpoint，可简单理解为url）向服务端请求，服务器端接受请求后向客户端返回响应。
!在这里插入图片描述

WebDriver协议将端点映射为命令（command）。端点与命令的关系如下（https://www.w3.org/TR/webdriver/#endpoints）：

MethodURI TemplateCommand
POST/sessionNew Session
DELETE/session/{session id}Delete Session
GET/statusStatus
GET/session/{session id}/timeoutsGet Timeouts
POST/session/{session id}/timeoutsSet Timeouts
POST/session/{session id}/urlNavigate To
GET/session/{session id}/urlGet Current URL
POST/session/{session id}/backBack
POST/session/{session id}/forwardForward
POST/session/{session id}/refreshRefresh
GET/session/{session id}/titleGet Title
GET/session/{session id}/windowGet Window Handle
DELETE/session/{session id}/windowClose Window
POST/session/{session id}/windowSwitch To Window
GET/session/{session id}/window/handlesGet Window Handles
POST/session/{session id}/window/newNew Window
POST/session/{session id}/frameSwitch To Frame
POST/session/{session id}/frame/parentSwitch To Parent Frame
GET/session/{session id}/window/rectGet Window Rect
POST/session/{session id}/window/rectSet Window Rect
POST/session/{session id}/window/maximizeMaximize Window
POST/session/{session id}/window/minimizeMinimize Window
POST/session/{session id}/window/fullscreenFullscreen Window
GET/session/{session id}/element/activeGet Active Element
POST/session/{session id}/elementFind Element
POST/session/{session id}/elementsFind Elements
POST/session/{session id}/element/{element id}/elementFind Element From Element
POST/session/{session id}/element/{element id}/elementsFind Elements From Element
GET/session/{session id}/element/{element id}/selectedIs Element Selected
GET/session/{session id}/element/{element id}/attribute/{name}Get Element Attribute
GET/session/{session id}/element/{element id}/property/{name}Get Element Property
GET/session/{session id}/element/{element id}/css/{property name}Get Element CSS Value
GET/session/{session id}/element/{element id}/textGet Element Text
GET/session/{session id}/element/{element id}/nameGet Element Tag Name
GET/session/{session id}/element/{element id}/rectGet Element Rect
GET/session/{session id}/element/{element id}/enabledIs Element Enabled
GET/session/{session id}/element/{element id}/computedroleGet Computed Role
GET/session/{session id}/element/{element id}/computedlabelGet Computed Label
POST/session/{session id}/element/{element id}/clickElement Click
POST/session/{session id}/element/{element id}/clearElement Clear
POST/session/{session id}/element/{element id}/valueElement Send Keys
GET/session/{session id}/sourceGet Page Source
POST/session/{session id}/execute/syncExecute Script
POST/session/{session id}/execute/asyncExecute Async Script
GET/session/{session id}/cookieGet All Cookies
GET/session/{session id}/cookie/{name}Get Named Cookie
POST/session/{session id}/cookieAdd Cookie
DELETE/session/{session id}/cookie/{name}Delete Cookie
DELETE/session/{session id}/cookieDelete All Cookies
POST/session/{session id}/actionsPerform Actions
DELETE/session/{session id}/actionsRelease Actions
POST/session/{session id}/alert/dismissDismiss Alert
POST/session/{session id}/alert/acceptAccept Alert
GET/session/{session id}/alert/textGet Alert Text
POST/session/{session id}/alert/textSend Alert Text
GET/session/{session id}/screenshotTake Screenshot
GET/session/{session id}/element/{element id}/screenshotTake Element Screenshot
POST/session/{session id}/printPrint Page

WebDriver Python API执行流程（反推）

WebDriver客户端API其实就是实现属性或方法到命令，再到WebDriver协议端点的变换过程。

例如：WebDriver类的current_url特性

  1. current_url特性其实是命令Command.GET_CURRENT_URL的执行结果。

    @property
def current_url(self):
     return self.execute(Command.GET_CURRENT_URL)['value']

  2. WebDriver类的execute方法通过command_executor.execute(driver_command, params)执行命令。
    command_executor是一个字符串（服务器url）或者remote_connection.RemoteConnection对象。

  3. remote_connection.RemoteConnection类位于selenium\webdriver\remote\remote_connection.py。
    remote_connection.RemoteConnection类的_commands属性定义了命令和端点之间的关系。
    Command.GET_CURRENT_URL: ('GET', '/session/$sessionId/url')
    remote_connection.RemoteConnection类的execute方法控制服务端执行命令。

  4. WebDriver类在实例化时会传入command_executor参数，command_executor参数即服务端地址。

WebDriver Python API执行流程（正推）

from selenium import webdriver

driver = webdriver.Firefox()
driver.get("http://www.baidu.com")
# 服务端地址
url = driver.command_executor._url  
print(url)

上述代码的执行流程大致如下：

  1. driver = webdriver.Firefox()即对selenium\webdriver\firefox\webdriver.py中的WebDriver类实例化，WebDriver类继承自selenium\webdriver\remote\webdriver.py中的WebDriver类。WebDriver类构造方法中command_executor参数即服务端地址。
    此时WebDriver启动浏览器，加载webdriver.xpi扩展，监听基于WebDriver协议的请求。
    在日志文件geckodriver.log中可以看到类似1116855012551 geckodriver INFO Listening on 127.0.0.1:54499的记录。

  2. driver.get("http://www.baidu.com")相当于执行Command.GET命令。 WebDriver对象依靠remote_connection.RemoteConnection对象command_executor执行命令。 remote_connection.RemoteConnection类中实现了命令到WebDriver协议的映射Command.GET: ('POST', '/session/$sessionId/url')。执行命令相当于向浏览器发送对应请求。WebDriver将请求发送给浏览器。

     def get(self, url):
     self.execute(Command.GET, {'url': url})

  3. 浏览器在接受请求后执行操作（打开百度页面）并返回响应（服务端地址）。WebDriver将响应结果传递给代码。

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