31、自动化测试：提升软件质量的关键-优快云博客

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自动化测试：提升软件质量的关键

自动化测试的重要性

多年来，自动化测试一直被视为使软件健壮且无错误的绝佳方法。尽管有许多工具和语言支持自动化测试，但仍有很多项目的测试不足。

不编写测试的弊端

浪费时间
- 若不编写测试，为验证代码正常工作，可能会采用调试会话、添加日志消息、点击应用程序用户界面、进行代码审查等方法。然而，这些操作都非常耗时。例如，点击 GUI 时，要等待应用程序获取数据、浏览器渲染以及大脑定位点击位置；一次像样的代码审查也无法在几分钟内完成。而且，若要在多个软件版本或环境（如多个浏览器、数据库或操作系统）中测试应用程序，所需的测试时间会成倍增加。
- 时间因素至关重要，因为没有时间重复测试过程。当再次处理代码（添加/更新功能）时，往往会跳过已测试部分，因为再次浏览日志会非常痛苦。
依赖主观判断
- 非自动化验证方法依赖个人的感官、判断和诚实，这会带来一些问题。可能会忽略某些内容，如遗漏日志文件中的一行或忘记检查所有应检查的内容；可能误解或忘记验证标准，将失败的测试视为通过；可能陷入“这不是 bug，而是功能”的谬误，说服自己代码运行正常；甚至可能自欺欺人地认为代码正常工作，而实际上并非如此。
- 此外，反复点击 GUI 或浏览日志文件非常枯燥，人们可能不会认真对待，甚至完全避免进行这些操作。非自动化验证方法还存在难以精确重复、难以从日志文件中推断 bug 来源、未包含在构建过程中导致反馈价值降低以及人们容易忽视问题等缺点。

回归错误与自动化测试

在实际开发中，大多数错误出现在代码更改时，而非首次编写时。实现新功能时，需求通常很明确，逐个实现并确保一切正常相对简单。但当需要进行更改时，原始需求列表可能已丢失，编写原始代码的人员可能已不在，而管理者可能认为添加小功能不会花费太多时间。如果没有测试的保障，在添加或更改新功能时很可能会破坏原本正常工作的部分，从而产生回归错误。自动化测试可以降低回归错误出现的可能性。

人工测试人员的角色

是否还需要人工测试人员，这取决于所开发的应用程序类型、技术以及软件的可测试性。目前，开发团队的组织方式正在发生重大变化，尤其是测试人员的角色。出现了“测试开发者”这一新角色，强调开发者进行测试是每个开发过程的重要组成部分。代码和测试并行开发，提交到源代码管理（SCM）的每一段代码都会在不同级别（从单元测试到端到端测试）进行测试。自动化和持续集成已成为日常工作的一部分，一些团队对自动化测试充满信心，能够将自动测试的软件持续部署到生产阶段。不过，人工测试人员仍然有其存在的价值，但他们的角色和地位正在被重新定义，开发者也需要具备一定的测试技能。

自动化测试作为始终最新的文档

传统文档往往容易与程序实现脱节，变得过时，编写和维护有用的文档是一项艰巨的任务。而测试可以被视为文档的重要组成部分，虽然它不能说明元素的业务目的或代码片段的设计原因，但能明确展示代码的使用方法以及执行特定方法和参数时的结果。并且，如果经常运行测试，就能确保代码的实际行为与测试描述一致，这种以测试形式存在的文档始终是最新的。

测试的运行时间和地点

运行时间

运行测试的目的是获得关于工作的快速反馈，了解代码是否符合指定要求。对于“何时”运行测试，答案是“尽可能频繁”。单元测试本身速度极快，可以立即实现频繁运行。但对于其他类型的测试，应调整执行频率，以免影响开发进度。例如，如果集成测试需要 10 分钟，那么每次添加几行新代码时都运行可能不太合适，可以考虑每天运行三次，如在吃饭或喝咖啡时。

运行地点

“在哪里”运行测试的问题更为复杂，需要考虑两个因素。最重要的是确保应用程序在生产环境中正常工作，虽然知道它在本地机器上运行良好，但客户更关心的是在生产环境中的表现。因此，理想情况下，端到端测试应在生产环境中运行，单元测试和集成测试也应在开发者机器之外运行，以避免“在我的机器上能运行”的问题。可以通过设置持续集成服务器（CI）来解决这个问题。

为了缩短反馈时间，应在开发者机器上运行尽可能多的测试；为了从客户的角度了解应用程序的质量，应在类似生产的环境中运行测试。具体建议如下：
1. 保持单元测试与其他类型的测试分开。
2. 在开发者机器上频繁运行单元测试（例如，每次提交代码之前）。
3. CI 服务器应在每次提交代码时或通过频繁轮询 SCM 更改（例如，每分钟）运行单元测试。
4. 在完成较大功能块后，在开发者机器上运行集成和/或端到端测试（如果无法完成较大功能块，至少每天运行一次）。
5. CI 服务器应定期运行集成测试（至少每天一次，例如夜间）。
6. 定期运行端到端测试，例如每天一次，并且在完成较大功能块时也运行。

开发者的机器是第一道防线，CI 是测试的主力军，生产环境是验证应用程序价值的地方。应充分利用这些环境进行测试，确保软件按要求运行。如果对持续运行测试感兴趣，可以考虑使用 Infinitest 和 JUnitMax 等 Eclipse 插件，它们可以在编码时在后台反复运行测试，将“持续集成”引入 IDE。

运行 TestNG 测试的方法

使用构建工具的必要性

虽然强大的 IDE 能够运行测试，但编写的测试需要在其他开发者的机器（可能使用不同的 IDE）甚至无 IDE 的 CI 服务器环境中执行。拥有能够运行测试的构建脚本是克服“在我的机器上能运行”问题的第一步。

在 Eclipse 中运行 TestNG 测试

安装插件 ：要在 Eclipse 中运行 TestNG 测试，需要安装 TestNG Eclipse 插件。该插件由 TestNG 的作者 Cédric Beust 维护，并且会频繁更新。安装过程与其他 Eclipse 插件相同，详细说明可在 TestNG 网站上找到，包括创建 TestNG 测试类、运行测试、查看结果以及应用与 TestNG 测试相关的快速修复等内容。
运行测试
- 使用鼠标 ：右键单击选定的测试类（如 MoneyTest），选择“Run As / TestNG Test”；若要运行更多测试，右键单击项目树视图中的 src/test/java 目录（或包含测试的任何包），选择相同选项；若要运行单个测试方法，右键单击该方法并选择“Run As / TestNG Test”。
- 使用键盘 ：首先确保正确的测试类处于焦点状态（即它在编辑器中打开且光标在其中，或在包资源管理器中被高亮显示）。若要运行所选类中的所有测试，将光标放在任何测试方法之外，按下 SHIFT + ALT + X 然后按 N；若要运行特定的测试方法，将光标放在该方法上，使用相同的组合键。若要重新运行相同的测试，按下 F11。
调试测试
- 可以通过两种方式运行调试会话：右键单击测试类、测试包或测试方法，选择“Debug As / TestNG Test”选项；或者按下 SHIFT + ALT + D 然后按 N。在这两种情况下，都会打开调试透视图。若要重新运行相同的调试会话，按下 F11。

综上所述，自动化测试对于提高软件质量、节省时间和精力至关重要。合理安排测试的运行时间和地点，以及掌握在不同工具中运行测试的方法，能够有效提升开发效率和软件的可靠性。

自动化测试的优势总结

为了更清晰地展示自动化测试相较于非自动化验证方法的优势，下面通过表格进行对比：
|对比项|非自动化验证方法|自动化测试|
| ---- | ---- | ---- |
|时间消耗|非常耗时，尤其是在多版本、多环境测试时，且难以重复操作|可快速执行，节省大量时间，能轻松重复测试|
|准确性|易受人为因素影响，如忽略内容、误解标准等|基于预设规则，结果准确可靠|
|反馈及时性|反馈不及时，未包含在构建过程中|能快速提供反馈，及时发现问题|
|可重复性|难以精确重复，如配置或执行阶段易遗漏步骤|可精确重复，保证测试一致性|
|文档更新|传统文档易过时|测试本身就是始终最新的文档|

自动化测试流程

下面是一个简单的自动化测试流程 mermaid 流程图：

graph LR
    A[编写测试用例] --> B[配置测试环境]
    B --> C[执行测试]
    C --> D{测试结果}
    D -- 通过 --> E[结束]
    D -- 不通过 --> F[调试修复]
    F --> C

不同类型测试的执行频率和环境分析

执行频率分析

测试类型	建议执行频率	原因
单元测试	尽可能频繁，如每次提交代码前	速度快，能及时发现代码级别的问题
集成测试	每天至少运行一次，如夜间；完成较大功能块后也运行	运行时间相对较长，需平衡开发进度和测试效果
端到端测试	每天运行一次，完成较大功能块时运行	模拟真实用户场景，确保系统整体功能正常

执行环境分析

环境	作用	测试类型
开发者机器	作为第一道防线，快速验证代码	单元测试、部分集成测试
持续集成服务器（CI）	进行全面、频繁的测试	单元测试、集成测试
生产环境或类似生产环境	验证应用程序在真实场景中的价值	端到端测试

自动化测试的未来趋势

随着软件开发行业的不断发展，自动化测试也呈现出一些明显的趋势：
1. 与 DevOps 深度融合 ：DevOps 强调开发和运维的紧密协作，自动化测试作为其中的关键环节，将更加深入地融入整个开发流程。例如，在持续集成和持续部署（CI/CD）管道中，自动化测试将确保每次代码变更都能快速、可靠地通过测试，实现软件的快速交付。
2. 人工智能和机器学习的应用 ：利用人工智能和机器学习技术，自动化测试可以更智能地生成测试用例、预测潜在的问题，并自动调整测试策略。例如，通过分析大量的测试数据，机器学习算法可以发现代码中的模式和规律，从而生成更有效的测试用例。
3. 跨平台和跨设备测试 ：随着移动应用和多平台软件的普及，自动化测试需要支持在不同的操作系统、设备和浏览器上进行测试。未来的自动化测试工具将更加注重跨平台和跨设备的兼容性，确保软件在各种环境下都能正常运行。
4. 可视化测试 ：可视化测试将变得更加重要，它可以让测试人员更直观地查看测试结果，快速定位问题。例如，通过截图对比、视频录制等方式，展示软件在不同状态下的界面变化，帮助开发人员更清晰地了解问题所在。