簡介

對 Web 應用程序來講，自動化的集成測試是一個非常重要的部分， 然而由于這些測試用例太依賴具體的 Web 頁面的實現細節，這就給編寫和維護帶來的很大的挑戰。 通常來講有兩種方法可以生成 Web 應用程序測試用例。

    手工編寫腳本：測試人員需要知道 Web 頁面上有哪些表單、輸入框、選擇框、按鈕等，以及這些表單元素的名稱，ID 等屬性，然后才能利用一些工具來編寫測試用例。
    通過工具錄制生成：比如 IBM Rational Functional Tester 就提供了錄制用戶在 Web 界面的操作，自動生成測試用例的功能。

方法 1 需要測試人員了解太多的 Web 頁面細節，這就使得測試人員不能把精力集中在業務邏輯上，一旦 Web 頁面發生變化，將不得不花費大量精力更新腳本。方法 2 能夠自動生成測試腳本，但是這些腳本的可讀性很差，導致很難維護。同樣如果 Web 頁面發生變化，測試人員也需要重新錄制所有的腳本。

那么有沒有辦法克服上述問題，讓工作更加輕松一點呢？答案是肯定的！

例如一個在線的電子書店，對于用戶購書的場景，我們可以用下面的腳本來進行集成測試 :

login 'test@test.com','pass4you'     // 登錄
list_books                           // 列出書籍
add_to_shop_cart  '誰說大象不能跳舞'  // 把《誰說大象不能跳舞》這本書加入到購物車中

讀者可以看到， "login" , "list_books", "add_to_shop_cart" 這些術語已經完全脫離了具體的頁面細節，將不會受到頁面變化的影響， 它們是完全面向業務的，準確的體現了應用的業務邏輯，容易理解、易于維護，并且還能拿來和業務人員進行交流，甚至業務人員自己都能編寫測試腳本。 有這么多的優點，那么如何實現它們呢？這正是本文要介紹的重點：利用動態語言 Ruby 來實現“業務驅動”的 Web 應用測試。
Ruby 介紹

Ruby，中文意思為紅寶石，但是在計算機領域，它代表一種相當優秀的面向對象的腳本程序語言。它誕生于 1993 年，近年來隨著 Ruby on Rails 這個“Killer application”在 Web 開發領域迅速躥紅。Ruby 在最初設計時吸收了很多別的語言的精華，例如 perl 語言的文本處理能力，Python 語言的簡單性和可讀性，以及方便的擴展能力和強大的可移植能力，Smalltalk 語言的純面向對象語法思想，這就使它具備了很多其他語言的優點。Ruby 的設計理念是盡量減少編程時不必要的瑣碎工作，讓程序員在完成任務的同時充分的享受編程的樂趣。

Ruby 的特點如下：

    面向對象：在 Ruby 中，一切皆是對象，包括其他語言中的基本數據類型，比如整數。

    例如在 Java 中，對一個數求絕對值用 Math.abs(-20)， 但在 Ruby 中一切皆對象，-20 這個數也是對象，所以可以這么做 -20.abs , 是不是更加形象和直觀？
    解釋型腳本語言：無需編譯，直接執行，開發周期短，調試方便。
    動態性：已經定義的類可以在運行時修改。

本文的重點不是介紹 Ruby 語言本身，有興趣的讀者可以參見 參考資源 部分。
案例分析
51book

為了展示如何使用 Ruby 進行業務驅動的測試，同時又不讓讀者陷入到過多細節中，本文假想了一個簡單的在線購書應用 ( 簡稱 51book)，這個應用支持如下主要功能：

    1.登錄 : 用戶必須登錄才能購買書籍。
    圖 1. 登錄

    2.瀏覽書籍：包括按標題搜索書籍。
圖 2. 瀏覽和搜索書籍

3.把書籍添加到購物車中，參見 圖 2 中的“Add to cart”鏈接。
4.改變購物車中書籍的數量，并且重新計算。

業務操作

通過上面的介紹，讀者應該對 51book 有了一個簡單的了解，接下來我們考慮如何進行業務驅動的測試，首先需要定義面向業務的操作，這樣才能在測試用例中使用它們。 簡單起見，我們定義如下業務操作：
表 1. 業務操作

領域專用語言 (Domain Specific Language)

所謂領域專用語言（domain specific language / DSL），其基本思想是“求專不求全”，不像通用目的語言那樣目標范圍涵蓋一切軟件問題， 而是專門針對某一特定問題的計算機語言。正如它的名稱所宣稱的那樣，這種語言并不是通用的，只是專注于某個特定的“領域”， 例如 SQL 語言就是數據庫的 DSL，使用 SQL 可以完成各種各樣數據的操作，而不用關心底層的具體數據庫實現。由于“領域專用”，你想用 SQL 來開發一個桌面應用程序是不可能的。

我們在上一節定義的 login , add_to_shop_cart , change_quantity 就是針對 51book 在線書店的 DSL。

Martin Fowler 把 DSL 分為兩大類：外部 DSL 和內部 DSL。對外部 DSL 來講，構建它需要做的是：(1) 定義面向領域的全新的語法。(2) 用某種語言編寫解釋器或編譯器 ，由于這種語言是全新的，我們有很多工作需要做；那么對于內部 DSL 來說，我們可以選定一種靈活的語言，選取它一個語法的子集，并且利用這種語言的動態特性進行定制，這樣就避免了重新打造一個全新語言的龐大工作量。

Ruby 語言具備非常豐富的語法和異常靈活的動態特征，非常適合創建動態 DSL。本文就是利用 Ruby 來創建 51book 面向測試的 DSL。

用 Ruby DSL 實現業務操作
原理

由于 Ruby 是一種動態腳本語言，是解釋執行的，它提供了對一段文本進行 “evaluate”執行的方法。也就是說，我們可以提供一段文本（不必是完整的程序），Ruby 就可以在一個特定的上下文中執行它，當然這段文本需要符合 Ruby 的語法。

比如我們有一個文件 bookshop.txt，它包含了如下文本 : login "andy", "pass4you" , 那么怎么執行它呢？首先需要一個上下文，我們可以定義一個類來表示：
清單 1. BookshopDSLBuilder

class BookshopDSLBuilder  
  def self.execute( dsl) 
    builder=new 
    builder.instance_eval(File.read(dsl), dsl)  
  end 
  def login(user=nil,pwd=nil) 
    print user 
    print pwd 
  end 
end

上面的代碼非常簡單，需要關注的是靜態方法 execute, 當把 bookshop.txt 作為參數來調用它時，會有什么情況發生呢 ? 聰明的讀者可能已經猜到了，那就是 user 和 pwd 的值會被打印出來。這段代碼展示了 Ruby 語言的兩個重要特點 :

    instance_eval 方法會把一段文本當做代碼來執行。執行的上下文就是對象 BookshopDSLBuilder。 所以當它碰到文本 "login" 時，會自動調用真正的方法 login。
    在調用一個方法時，可以不加括號。這就是為什么 Ruby 會把文本 login "andy","pass4you" 當做一個方法調用的原因。

這兩個特點就給我們搭了一座“橋”，使得我們可以把那個面向業務測試的文本諸如“login”，“add_to_cart”，“search_book”等轉化為對特定方法的調用了。我們就可以在這些方法中實現某些邏輯。
Watir

我們現在已經能夠把業務測試的腳本和 Ruby 的對象 / 方法連接起來，可是還需要第二座橋把 Ruby 和 Web 應用程序連接起來，這樣才能使業務測試的腳本驅動 Web 頁面進行測試。我們希望能有一個軟件或工具可以像人一樣來驅動瀏覽器的操作，例如點擊鏈接，填充表單，點擊按鈕等等。當然它也可以檢查頁面的結果，例如期待的文本是否出現等。

開源工具 Watir 就是這樣一個工具，除了具備上述功能外，它和 Ruby 語言還能進行無縫的集成，并且對瀏覽器尤其是 IE 有超強的控制能力。所以我們選取它作為第二座橋。

下面是一個使用 watir 的簡單例子，它進入 Google 的首頁，在搜索框中鍵入 "bookshop", 然后點擊"搜索"按鈕。 Watir 充分繼承了 Ruby 語言簡單明了的特點，讀者可以看到使用 Watir 的腳本是相當直觀，相當容易的。
清單 2. Watir 例子

require "watir"
ie = Watir::IE.new 
ie.goto "http://www.google.com"    
ie.text_field(:name, "q").set "bookshop"
ie.button(:name, "btnG").click

實現 Login

有了上面的兩座“橋”，具體的實現就簡單多了，對于每一個業務操作，我們需要做的是 :

(1) 在一個 Ruby 對象中 (BookshopDSLBuilder) 實現一個同名的方法

(2) 在方法實現中，利用 watir 來操作界面元素。當然前提是我們需要知道界面上有哪些元素。

先來看一看 Login 的實現：
清單 3. Login

class BookshopDSLBuilder 
 include Test::Unit::Assertions #include ruby unit 的 Assertion 
 def self.execute( dsl) 
  builder=new 
  builder.instance_eval(File.read(dsl), dsl) 
  builder 
 end 
 def initialize 
  @login_url = 'http://localhost:3000/bookshop/login'  #51Book 的入口
  #creat a ie instance 
  @ie= Watir::IE.new               # 創建一個 Watir 的實例
 end 
 def login(user=nil,pwd=nil) 
  @ie.goto @login_url 
  @ie.text_field(:id,"user_name").set(user)   # 設置用戶名
  @ie.text_field(:id,"user_password").set(pwd)  # 設置密碼
  @ie.button(:type,"submit").click        # 點擊提交按鈕
 end 
end

實現 add_to_shop_cart

把書籍添加的購物車中這個操作相對復雜，因為它接收的參數是一個書籍的標題，而在界面上"Add to Cart"卻是一個只包含 book id， 不包含標題的鏈接，所以無法直接定位。
清單 4. Add to Cart

 table width='100%' class='book'> 
  tr> 
    td>title:/td> 
    td>Agile development/td> # 標題在這里
  /tr> 
  tr> 
    td>description:/td> 
    td>The book of agile development/td> 
  /tr> 
  tr> 
    td>price:/td> 
    td>30.0/td> 
  /tr> 
  tr> 
    td colspan="2"> #Add_To_Cart Link 卻在這里
      a href='/bookshop/add_to_cart/1' >Add to Cart/a> 
    /td> 
  /tr>  
 /table>

這種情況下就可以利用 Watir 對 xpath 強大的支持，先找到標題，在從標題找到鏈接，最后點擊鏈接即可。
清單 5. 使用 XPath

def add_to_cart(title)    
  table = @ie.table(:xpath, 
     "http://table[@class='book']/tbody/tr/td[text()='"+title+"']/../../../") 
  if table[1][2].text == title 
    href = table[4][1].links[1].href 
    @ie.link(:href,href).click 
  end 
end

對于其他的業務操作，具體的實現方式也是大同小異，這里不再一一介紹，有興趣的讀者可以參見 附件 中的代碼，最后我們來看一個面向業務的 Web 頁面測試例子：
清單 6. 一個完整的例子

 login 'andy','pass4you' 

 add_to_cart 'Agile development'
 add_to_cart 'Savor Blue'
 add_to_cart 'Programming Ruby' 

 change_quantity 'Agile development',10 
 change_quantity 'Savor Blue',10 
 change_quantity 'Programming Ruby',10 

 recalculate_cart 
 assert_total_price_is 900 

 search_book 'Ant cookbook'
 add_to_cart 'Ant cookbook'
 assert_total_price_is 910

總結

到目前為止，我們已經通過 Ruby 完整的實現了“業務驅動” 的 Web 應用測試，實際上我們通過 Ruby 實現了一個面向業務的抽象層，利用 Watir 把業務操作映射到了對 Html 頁面的操作。這樣當 Html 頁面發生了變化的時候，只需要調整映射，而不需要更改業務層的操作。同時由于它們是完全面向業務的，就使得開發人員或測試人員能把精力集中到業務邏輯的測試上，而不用陷入實現的細節。

掌握了該方法以后，讀者可以應用到自己的程序中，可以使得自己的測試編寫簡單，容易理解，易于維護。將會極大的提供 Web 應用的測試效率。