软件测试 - 自动化测试

自动化测试（Automation Testing）在软件开发中的具有重要地位。它通过使用专门的软件工具来执行原本需要人工完成的测试任务，大大提高了测试效率和准确性。现在，我将带你深入了解自动化测试。

什么是自动化测试？

自动化测试是一种测试技术，测试人员编写独立的脚本，并使用合适的软件或自动化工具来测试软件。它将手动测试过程自动化，允许在没有人工干预的情况下执行重复性任务。

自动化测试可以用于执行那些手动执行困难的测试任务。自动化测试可以在一天中的任何时间运行，因为它们使用脚本序列来检查软件。自动化测试还可以输入测试数据，比较预期结果与实际结果，并生成详细的测试报告。自动化测试的目标是减少需要手动执行的测试用例数量，但并不是要完全消除手动测试。自动化测试可以录制测试套件，并在需要时回放。

为什么从手动测试转向自动化测试？

1994 年，一架飞机在完成常规飞行即将降落时坠毁。这起事故是由于软件中的缺陷引起的。测试人员没有进行最终测试，导致了这起事故的发生。在如此高优先级的情况下，准确的自动化测试变得至关重要。使用自动化测试工具（如 BrowserStack）可以帮助团队彻底测试并加快测试套件的执行时间。以下是使用自动化测试的一些原因：

• 质量保证 ：手动测试是一项繁琐且容易出错的任务。使用自动化测试可以提高被测软件的质量，因为可以实现更多的测试覆盖。
• 无错误的软件 ：与手动测试相比，自动化测试在检测缺陷方面更有效。
• 无需人工干预 ：与需要大量人力的手动测试相比，自动化测试无需人工干预，测试用例可以无人值守地执行。
• 增加测试覆盖 ：与手动测试相比，自动化测试可以确保更多的测试覆盖，手动测试很难实现 100% 的测试覆盖。
• 频繁测试 ：自动化测试意味着可以频繁地进行测试，从而提高被测软件的整体质量。

哪些软件测试应该首先自动化？

1. 端到端测试（End-to-End tests）

端到端测试是一种用于检查软件从初始阶段到最终阶段的流程是否符合预期的软件测试类型。端到端测试的目的是识别系统依赖关系，并确保各种系统组件和系统之间的数据完整性得以维护。

2. 单元测试（Unit tests）

单元测试是自动化的，并且在代码更改时每次运行，以确保新代码不会破坏现有功能。单元测试旨在验证最小的代码单元（如函数或方法），并将其与其他系统隔离进行测试。

3. 集成测试（Integration tests）

集成测试是测试两个软件单元或模块之间接口的过程。它侧重于确定接口的正确性。集成测试的目的是暴露集成单元之间的故障。在所有模块都经过单元测试后，进行集成测试。

4. 性能测试（Performance tests）

性能测试是一种确保软件应用程序在其预期工作负载下正常运行的软件测试类型。它是一种测试技术，用于确定系统在特定工作负载下的灵敏度、反应性和稳定性。

哪些软件测试应该手动完成？

自动化测试可以节省时间并提高生产力，但并非所有测试都需要自动化。有时，创建自动化测试的投资并不划算，手动测试可能更有优势。

1. 探索性测试（Exploratory testing）

探索性测试是一种软件测试类型，测试人员可以自由选择任何可能的方法来测试软件。它是一种非脚本化的软件测试方法。在探索性测试中，软件开发人员利用他们的知识、技能和能力来测试自己开发的软件。探索性测试检查软件的功能和操作，并识别其中的功能和技术故障。

2. 视觉回归测试（Visual Regression Testing）

视觉回归测试是一种用于识别 Web 应用程序用户界面（UI）中意外视觉更改的软件开发技术。通过比较代码更改前后的用户界面（UI）截图来发现差异。通过自动化此过程，开发人员可以确保代码更改不会导致意外的视觉更改，从而降低用户体验受损的风险。

3. 构建测试自动化框架

自动化测试并非适用于所有情况。为团队设置自动化测试时，需要考虑以下几点：

4. 发布频率

对于定期发布的软件（如每月或每周发布一次），手动测试可能就足够了。但对于需要快速发布的软件，自动化测试更有帮助，因为它支持持续集成和持续交付。

5. 可用工具和生态系统

每种编程语言都有其配套的工具和实用程序。同样，每种自动化测试类型都有其专用的测试工具，这些工具可能并不支持每种编程语言。要成功实施自动化测试，你需要选择与编程语言和测试模式相匹配的工具。

6. 产品市场契合度和代码库成熟度

产品市场契合度是指产品或服务与所服务市场的匹配程度。它表明产品在多大程度上满足了强劲的市场需求，并有效地解决了特定市场细分领域的需求或问题。

手动测试与自动化测试的区别

以下是手动测试和自动化测试的区别：

参数	手动测试	自动化测试
可靠性	由于人为错误，手动测试并非总是准确的，因此可靠性较低。	由于由第三方工具和/或脚本执行，因此可靠性更高。
投资	需要大量的人力资源投资。	投资于工具而非人力资源。
时间效率	由于需要人工干预，手动测试耗时较长，测试用例是手动生成的。	自动化测试节省时间，因为使用工具后执行速度比手动测试更快。
编程知识	编写测试用例不需要编程知识。	编写测试用例需要编程知识。
回归测试	由于需求经常变化，首次执行的测试用例可能无法捕捉回归缺陷。	当代码发生变化时，进行回归测试以捕捉因代码变化而产生的缺陷。

自动化测试类型

以下是不同类型的自动化测试：

• 单元测试 ：单元测试是软件测试的一个阶段，用于测试可以逻辑上从代码中分离出来的最小代码片段（称为单元）。它在应用程序开发期间进行。
• 集成测试 ：集成测试是软件测试的一个阶段，在此阶段，将单独的软件组件组合在一起并作为一组进行测试。它用于检查组件是否符合指定的功能需求。
• 冒烟测试 ：冒烟测试是一种软件测试，用于确定构建的软件是否稳定。它是软件在市场发布前的初步检查。
• 性能测试 ：性能测试是一种软件测试，用于确定系统在特定负载下的稳定性和响应性。
• 回归测试 ：回归测试是一种软件测试，确认在代码更改后，之前开发的软件仍然可以正常工作，并且代码更改没有对现有功能产生负面影响。
• 安全测试 ：安全测试是一种软件测试，用于发现软件应用程序安全机制中的风险和漏洞。它有助于组织识别安全机制中的漏洞，并采取纠正措施来弥补安全漏洞。
• 验收测试 ：验收测试是软件测试的最后一个阶段，在系统测试之后进行。它有助于确定应用程序在多大程度上符合最终用户的批准。
• API 测试 ：API 测试是一种软件测试，用于验证应用程序编程接口（API），并检查编程接口的功能、安全性和可靠性。
• UI 测试 ：UI 测试是一种软件测试，帮助测试人员确保屏幕上的所有字段、按钮和其他项目都能按预期工作。

测试自动化框架

以下是一些最常见的自动化框架类型：

• 线性框架 ：这是最基本的框架形式，也称为记录和回放框架。在这种框架中，测试人员为每个测试用例创建和执行测试脚本。它最适合没有太多测试自动化经验的小团队。
• 基于模块的框架 ：这种框架将每个测试用例组织成小的独立单元，称为模块。每个模块都是独立的，具有不同的场景，但所有模块都由一个主脚本处理。这种方法需要大量的前期规划，最适合有测试自动化经验的测试人员。
• 库架构框架 ：这种框架是基于模块的框架的扩展，有一些不同之处。在这里，测试脚本中的任务根据共同目标被分组到函数中。这些函数存储在库中，以便在需要时可以快速访问。这种框架允许更大的灵活性和可重用性，但由于创建脚本需要很多时间，因此有自动化测试经验的测试人员可以从中受益。

哪些测试应该自动化？

以下是一些决定哪些测试应该自动化的参数：

• 重复性测试 ：可重复且单调的测试可以自动化，以便将来重复使用。
• 需要多个数据集的测试 ：需要多个数据集的广泛测试可以自动化。
• 关键业务测试 ：高风险的关键业务测试用例可以自动化，并可以定期安排运行。
• 确定性测试 ：计算机容易判断测试是否失败的确定性测试用例可以自动化。
• 繁琐测试 ：涉及重复执行相同操作的测试用例可以自动化，因为人类在执行重复任务时效率低下，出错的可能性增加。

自动化测试流程

1. 测试工具选择 ：选择工具有一些标准。大多数标准包括：我们是否有熟练的资源来分配给自动化任务、预算限制以及工具是否满足我们的需求。
2. 定义自动化范围 ：这包括一些基本要点，例如框架应支持自动化脚本、维护工作量应少、投资回报率高以及复杂测试用例不多。
3. 规划、设计和开发 ：为此，我们需要安装特定的框架或库，并开始设计和开发测试用例，例如 NUnit、JUnit、QUnit 或所需的软件自动化工具。
4. 测试执行 ：在这个阶段将进行测试用例的最终执行，具体取决于所使用的语言。对于 .NET，我们将使用 NUnit；对于 Java，我们将使用 JUnit；对于 JavaScript，我们将使用 QUnit 或 Jasmine 等。
5. 维护 ：在测试后生成的报告应记录下来，以便在未来的迭代中参考。

选择自动化工具的一些标准如下：

• 易用性 ：一些工具的学习曲线很陡，它们可能需要用户学习全新的脚本语言来创建测试用例，有些可能需要用户维护昂贵且庞大的测试基础设施来运行测试用例。
• 支持多种浏览器 ：跨浏览器测试对于验收测试至关重要。用户必须检查在支持应用程序的不同浏览器上运行测试的难易程度。
• 灵活性 ：没有一种工具框架可以支持所有类型的测试，因此建议仔细观察工具提供什么，然后再做决定。
• 分析的便捷性 ：并非所有工具都提供相同类型的分析。有些工具有一个很好的仪表板功能，显示所有测试的统计数据，例如哪些测试失败，哪些测试通过。另一方面，有些工具会首先要求用户生成并下载测试分析报告，因此不太用户友好。选择哪种工具完全取决于测试人员、项目需求和预算。
• 工具成本 ：有些工具是免费的，有些是商业工具，但在决定使用免费工具还是付费工具之前，需要考虑许多其他因素。如果工具开发测试用例需要很多时间，并且这是一个关键业务流程，那么最好使用可以轻松快速生成测试用例的付费工具。
• 支持的可用性 ：免费工具通常提供社区支持，而商业工具提供客户支持以及培训材料，如教程、视频等。因此，在选择合适的工具之前，考虑测试的复杂性非常重要。

测试自动化的最佳实践

以下是一些可以遵循的测试自动化的最佳实践：

• 编写自包含的测试用例 ：确保测试用例清晰定义且书写良好至关重要。测试用例应自包含且易于理解。
• 规划测试执行顺序 ：按顺序规划测试，使一个测试为第二个测试创建状态，可以按顺序依次运行测试用例，这样很有益处。
• 使用具有自动调度功能的工具 ：如果可能，使用可以自动根据时间表安排测试的工具。
• 设置测试失败警报 ：如果可能，选择可以在测试失败时发出警报的工具。然后需要决定是继续测试还是终止测试。
• 随着应用程序的发展和变化重新评估测试计划 ：随着应用程序的发展和变化，持续重新评估测试计划非常重要，因为如果继续在被测应用程序中测试遗留功能，将浪费资源。

流行的自动化测试工具

• Selenium ：Selenium 是一个用于回归测试的自动化测试工具，提供录制和回放功能。它可以与 JUnit 和 Test-NG 等框架一起使用。它提供了一个单一界面，允许用户使用 Ruby、Java、Python 等语言编写测试用例。
• QTP ：QTP（Quick Test Professional）是一个用于测试 Web 和桌面应用程序的自动化功能测试工具。它基于 VB 脚本语言，为软件应用程序提供功能和回归测试自动化。
• Sikuli ：Sikuli 是一个基于 GUI 的测试自动化工具，用于与 Web 页面元素交互。它使用屏幕截图来搜索和自动化图形用户界面。
• Appium ：Appium 是一个开源的测试自动化框架，允许 QA 在不同平台（如 iOS、Android 和 Windows SDK）上进行应用程序测试。
• Jmeter ：Apache JMeter 是一个开源的 Java 应用程序，用于测试应用程序的功能行为并衡量性能。

自动化测试的优点

• 简化测试用例执行 ：自动化测试可以几乎无人值守地进行，从而允许在流程结束时监控结果。因此，简化了整个测试执行过程，提高了应用程序的效率。
• 提高测试的可靠性 ：自动化测试确保对测试的所有领域给予同等关注，从而确保最终产品的最佳质量。
• 增加测试覆盖范围 ：使用自动化测试，可以为被测应用程序创建和执行更多的测试用例。因此，实现了更高的测试覆盖范围，并检测到更多的缺陷。这允许测试更复杂的应用程序，并且可以测试更多的功能。
• 减少人工干预 ：在自动化测试中，从测试用例创建到执行的整个过程都实现了自动化，因此由于疏忽导致的人为错误的可能性很小。这减少了在发布后阶段修复故障的必要性。
• 节省时间和金钱 ：自动化测试的初始投资较高，但从长远来看，它是成本高效和时间高效的。这是由于减少了测试用例创建和执行所需的时间，从而提高了工作质量。
• 早期缺陷检测 ：自动化测试记录缺陷，从而使开发团队更容易修复缺陷并提供更快的输出。缺陷越早被识别，修复起来就越容易且成本更低。

自动化测试的缺点

• 初始成本高 ：在自动化测试的初始阶段，需要大量的时间和金钱投资。选择工具和设计定制软件需要大量的工作。
• 无法实现 100% 测试自动化 ：通常，目标是自动化所有测试用例，但在实际情况下，并非所有测试用例都可以被自动化，有些测试用例需要人工干预以进行仔细观察。始终存在人为因素，即它不能像人类一样测试一切（设计、可用性等）。
• 并非所有测试类型都可以自动化 ：无法自动化验证系统用户友好性的测试。同样，如果谈到图形或声音文件，甚至它们的测试也不能被自动化，因为自动化测试通常使用文本描述来验证输出。
• 需要编程知识 ：每个自动化测试工具都使用某种编程语言来编写测试脚本。因此，进行自动化测试必须具备编程知识。
• 可能出现误报和漏报 ：自动化测试有时可能会失败，并反映出系统中存在某些问题，但实际上并不存在问题。在某些情况下，如果测试旨在验证某些功能是否存在，而不是验证其是否按预期工作，则可能会产生假阴性结果。

小结

自动化测试是软件开发的标准流程。本文详细介绍了自动化测试是什么，为什么它比手动测试更好，以及自动化测试的优缺点。通过使用自动化测试，可以大大提高测试效率和软件质量，但同时也需要注意其局限性和适用场景。