如何进行前端自动化测试?

此文章转自我在 知乎 上的同名问答

前端测试是前端工程方面的重要分支,有过一些探索,这里简单分享一下。

首先,还是要强调一点:

前端是一种特殊的GUI软件

看过我最近一年内做前端工程方面相关分享的人可能有印象,我总是在强调这一点。前端测试也跟这个理论基础有所关联。

在这里,我还想吐槽一下:

API测试方法论在测试GUI时并不能解决所有问题。

与很多前端工程师讨论过前端测试,大家更多的还是盯着API测试方法论。诚然,前端有那么一小部分代码是可以用API测试保证质量的,但前端项目中的绝大多数代码是GUI界面,前端测试应该向传统GUI测试方法论需求解决方案GUI软件测试_百度百科 ,这个百科词条介绍的很不错,大家可以感受一下GUI测试相关概念和方法。它的测试用例、覆盖率统计、测试方法等等都与API测试有着很大的不同。

统一了这个认知之后,我们来讨论一下前端GUI测试的特殊性。根据百科词条上的那些介绍,相信大家都能感觉到GUI测试的成本非常高,而前端这种特殊的GUI软件,具有天生的快速迭代特征,这使得case维护成本也变得非常高,经常跟不上迭代速度。

一个标准的互联网应用产品的前端部分,我粗略估计大概有20%的业务基础代码比较稳定,比如通用组件、通用算法和数据模块等,可以针对这些建立复杂一些的API和GUI测试用例来保证质量。剩下80%的部分不是很稳定,每天都在迭代,针对他们维护case的成本非常高。目前业界中号称做了自动化测试的项目,也大多是在做那稳定的20%。

关于稳定部分的单元测试方法我这里就不赘述了, @貘吃馍香 的答案给出了很多关键字,有兴趣的去搜索就好了。我想讨论的是针对剩下80%不稳定部分的工程化测试方案。据我了解,前端测试面对这些问题还是很无力的,业内大部分团队还是靠堆人解决。

面对这种现状,我其实也没想到过什么好的方法,基本原则就是:

以最低的成本建立和维护自动化测试用例。

到目前为止,就想到过两个方案(都不是测试方案,只是回归测试辅助):

1. 不太靠谱的“超级工位”大法。

这个方案可以说根本不是什么技术方案,而是一个办公设施,就是我们准备一个工位,摆上所有我们需要测试的主流设备,然后设备通过某种方式与一台电脑相连接,测试人员坐在工位上,在电脑中输入某个url,就能同步到所有设备中,然后开始逐个的人肉测试。
超级工位大法示意图(应该很多设备的,这里就是随便展示一下而已。。。)
相比现在的前端GUI测试,超级工位已经算是从0到1的飞跃了,虽然没解决什么技术问题,但为测试前的准备工作做好了铺垫。如果把前端测试比作吃屎,超级工位就是为这餐准备了一个好一点的餐桌。。。

2. 靠谱一些的“页面差异监控”

12年的时候还在百度,当时有同事去美国参加velocity,twitter分享了一下他们的开发流程,其中有一个环节就是页面对比监控,利用了一个叫pdiff的工具,每次提交代码,会自动对比页面之间的差异然后提醒测试人员注意回归。这也是一个典型的GUI测试零成本维护用例的案例。不过pdiff这个工具是基于像素对比的,误报率比较高,所以去年我做了一个这个项目:fouber/page-monitor · GitHub 基于DOM树的diff,这样就能很大程度上自主控制要监控的元素,可以设置监控样式、文本的变化,比起像素diff智能了一些。

其工作原理就是利用phantom或其他headless浏览器访问页面,然后截图,然后执行一段js,遍历整个dom树,获取元素计算样式和元素内文本内容,构造出一个JSON结构,然后每次diff这个json来判断页面差异,并标记在截图上展示。dom树的diff过程有点类似react的虚拟dom树diff。

(react的dom树diff算法示意图)

DOM树diff我们可以分辨出元素样式修改/内容修改/新增元素/删除元素四种不同的页面差异,我们可以配置选择器来忽略元素。四种页面差异的效果图:

新增元素(绿色区域标记部分,“i am new here”)

删除元素(灰色区域标记部分,“你好”)

内容修改(黄色区域标记部分,“百-度”,“新-浪”)

样式修改(红色区域标记的部分)

基于这样的页面差异对比监控,我们可以建立一个任务系统,把应用的所有页面url监控起来,这样每次版本迭代提交代码后,系统就能自动告诉我们,哪些页面的元素展现发生了改变,用于确定回归范围。

(目前我还只是把这个系统用于竞品或者自家产品的运营监控)

(百度 @FEX 团队开发的基于像素diff的组件监控平台)

用监控的方式确定测试回归范围,是一种“少吃屎”的手段,符合工程化要求,能比较大范围的应用,虽然不能完美解决GUI中的交互问题,但能保证GUI的展现问题已经是不小的进步了。

=====[ 补充 ]=====
经评论中 @貘吃馍香 大大的提醒,这里强调一下:

页面差异监控的目的是方便的通知人肉回归范围,这并非测试方案,而是一种辅助测试的手段。

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