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什么是并行测试?为什么它很重要?
2024-06-04 浏览次数:107

  随着技术的发展,组织越来越频繁地从手动测试转向 Selenium 自动化测试,从而提高了可扩展性。许多组织仍然需要帮助进行并行测试,而是转向劳动力和资源密集型的顺序方法。Selenium Grid 的创建是为了使并行测试更容易,并加强了其对于有效质量保证程序的重要性。

  在本文中,我们将了解并行测试在简化发布周期方面的重要性。从了解其基础知识开始,我们将探索并行测试如何优化测试执行,并深入了解何时以及如何有效执行并行测试的实用见解。

  一、什么是并行测试?

  并行测试是一种软件测试技术,它利用自动化测试在多个环境、真实设备和浏览器配置中同时执行多个测试用例或测试套件。这与串行测试/顺序测试相反,串行测试/顺序测试是依次执行测试,这是一种耗时的测试方法,尤其是对于大型测试套件而言。

  二、为什么需要并行测试?

  让我们来看一个顺序执行的测试场景。假设我们想要测试注册表单的功能,并且已经编写了自动化测试脚本。如果我们想在 3 种不同的浏览器上执行此测试,假设 Chrome 测试需要 3 分钟,Firefox 测试需要 4 分钟,Edge 测试需要 5 分钟。因此,顺序测试总共需要 12 分钟。

  这只是注册表单;如果我们在其他模块(例如定价页面、演示计划表单、联系表单等)上运行自动化脚本,会发生什么情况?即使我们自动化我们的 Selenium 测试套件并一个接一个地运行它们,您的测试也需要很长时间才能完成。

  现在,如果我们在上述场景中同时运行三个并行测试,会发生什么?总执行时间将从 12 分钟缩短到仅 5 分钟。

  通过将大型测试套件划分为较小的独立作业并同时执行,可以提高持续集成和持续交付(CI/CD) 管道的性能。除了让我们有更多时间修复错误之外,这还能让我们获得有关测试数据的详尽测试报告。之后,开发团队可以使用这些报告来识别代码中的错误并快速修复它们,以最大限度地提高 CI/CD 性能。

  因此,并行测试对于高效测试复杂系统和大型应用程序非常有用,因为它可以优化资源利用率并最大限度地缩短测试时间。然而,这也会带来额外的挑战,例如需要协调测试并防止测试“相互干扰”。测试部分只有在分布式测试的情况下才能相互交互。在分布式测试中,测试用例在多台机器上执行,以减少测试时间并提高测试覆盖率,此时测试部分也可以相互交互。

  三、何时在 Selenium 中执行并行测试?

  现在我们知道了Selenium中的并行测试如何有助于应用程序的持续集成和交付,现在是时候了解何时以及如何在软件开发生命周期(SDLC) 中实施并行测试了。我们可以在以下场景中使用并行测试:

  1、对于与银行业相关的金融应用程序,大多数应用程序都是相同的。Selenium 中的并行测试可以验证早期和最新的应用程序版本。

  2、将遗留数据从一个系统导入到另一个系统或公司从旧系统转移到新系统时。

  3、当应用程序的新更新与其先前版本非常相似时,运行并行测试会变得很有帮助。

  4、在执行回归测试时,并行测试可以通过跨各个功能或模块同时运行测试来加快测试工作。

  5、当处理包含大量测试用例的大型测试套件时,并行测试可以通过同时执行多个测试来显著减少测试时间。

  四、如何在 Selenium 中处理并行测试用例?

  在 Selenium 中执行并行测试时,必须遵循特定步骤才能有效执行。这些步骤包括:

  1、识别可测试组件

  识别可测试组件涉及将软件应用程序分解为可以并行独立测试的不同单元或模块。此过程有助于确定应用程序的哪些部分可以同时测试,从而制定更有效的测试策略。这些可测试组件将包括单个模块、功能,甚至是大型系统内的单独应用程序。例如,登录功能、用户注册、购物车管理、付款处理等。

  2、设计独立测试用例

  设计独立的测试用例对于并行测试效率至关重要。每个测试用例都应独立,不依赖其他测试用例或外部因素。这可确保测试可以并行执行,而不会产生干扰或错误结果的风险。通过创建独立的测试用例,测试人员可以实现真正的并行性,从而优化资源利用率并缩短测试时间。

  3、分配测试环境

  分配测试环境涉及多个环境或机器以同时执行并行测试。必须确保每个环境在配置、操作系统和依赖项方面都相同,以在并行测试执行中保持一致性和可靠性。通过标准化测试环境,测试人员可以最大限度地减少变化并确保被测应用程序的行为一致,从而提高从并行测试中获得的测试结果的准确性和可靠性。

  4、管理测试数据

  进行并行测试时,谨慎的测试数据管理对于避免冲突和确保结果准确至关重要。防止多个测试争夺相同数据的情况至关重要,因为这种情况可能会导致冲突或错误结果。为了解决这个问题,请考虑使用单独的数据库或为每个并行测试执行创建唯一的数据集。通过隔离每个测试实例的测试数据,测试人员可以降低数据损坏或干扰的风险,确保在并行执行过程中获得可靠且一致的测试结果。

  5、实施测试同步

  在并行测试执行期间,如果测试之间需要协调,同步就变得至关重要。例如,如果测试用例依赖于前一个测试用例的输出,则同步可确保其按正确的顺序执行。

  可以使用锁、信号量或消息系统等技术来有效协调并行测试执行。通过同步测试执行,测试人员可以维护测试结果的完整性并确保适当处理依赖关系,从而提高并行测试工作流程的可靠性。

  五、入门和退出标准

  并行执行测试的最佳方法是创建不同的项目,用于测试 Web 应用程序的各个部分的浏览器兼容性,并创建一个主项目来测试这些不同的项目。通常,Selenium 中的并行测试有两个级别的标准。第一个是入门级标准,另一个是退出级标准。

  1、入门标准

  在入门级标准中,定义了在成功并行执行测试之前应该满足的特定任务,例如:

  在 Selenium 中开始并行测试之前,需要设置测试环境。在开始自动化浏览器测试过程之前,必须定义先决条件和测试场景。新数据和遗留数据必须成功迁移。选择适合项目的并行测试框架。分析应用程序架构并确定并行化测试套件。

  2、退出标准

  退出级别标准描述了成功执行并行测试的步骤,其中包括:

  运行旧系统来对抗新开发的系统。了解新旧系统之间的差异。使用相同的输入完成完整的自动化浏览器测试周期。与旧系统相比,测量新开发的系统的输出。向开发团队报告错误(如果发现)。通过验证并行化策略来验证并行执行是否提供预期的好处。确保有效管理共享资源并防止在并行测试期间发生冲突。与相关利益相关者进行退出审查,以确定平行测试是否成功。

  六、Python 中并行测试的代码示例

  让我们编写测试用例来了解并行测试如何帮助我们缩短测试时间。我们将编写测试用例来验证网页标题的正确性和标题的长度,最初采用顺序测试,然后过渡到并行测试。

  为了执行并行测试,我们将使用pytest-xdist 库。它是 PyTest 的扩展,可帮助我们以并行模式运行测试,从而减少执行时间。因此,让我们安装pytest和pytest-xdist库。

  使用以下命令安装pytest

  使用以下命令安装pytest-xdist库

  让我们创建一个基本的 Python 程序,其中get_title()和get_title_length()函数分别用于获取网页标题和网页标题的长度。

  现在,为了使用 pytest 测试这些 Python 函数,我们将创建一个名为test.py的新测试文件并将parallel_testing文件导入其中。

  上述代码从parallel_testing文件导入函数get_title()和get_title_length()来检索网页标题及其长度。定义两个测试函数test_title()和test_title_length()分别用于使用带有自定义错误消息的 assert 语句来验证从浏览器检索到的标题及其长度的正确性。

  使用以下命令通过 pytest 运行测试代码。

  输出

  在此场景中,我们执行了顺序测试,总测试执行时间为 16.23 秒。在这种情况下,我们可以注意到两个浏览器实例依次打开。现在让我们使用并行测试执行相同的测试。

  使用以下 pytest 命令再次运行测试

  其中“2”是工作线程数。它指定并行运行以执行测试的线程数。

  输出

  在本例中,我们使用了并行测试,在多个浏览器实例或环境中同时执行测试用例,总测试执行时间为 9.05 秒。在本例中,我们可以注意到两个浏览器实例同时打开。

  因此我们可以观察到,这种方法通过并行而不是顺序运行测试来优化测试效率并减少总体测试时间。

  您可以在此处找到以上所有代码的 GitHub 存储库。

  在自动并行测试期间,可能会出现无法在本地基础架构上验证软件的情况。例如,您可能需要在 Windows 10 计算机上使用 Firefox 浏览器(版本 64.0)测试我们的 Web 应用,这需要相同的设置。但是,仅依靠本地设置可能会成本高昂且不切实际,无法实现可扩展性。在这些情况下,我们可以利用基于云的跨浏览器测试工具,例如 LambdaTest。

  七、并行测试工具

  我们可以使用各种工具进行并行测试,以促进跨多个环境或机器并发执行测试用例,从而提高测试效率和可扩展性。一些顶级工具如下:

  1、Lambda测试

  LambdaTest 是一个由人工智能驱动的测试编排和执行平台,可让您使用超过 3000 种真实设备、浏览器和操作系统组合大规模运行手动和自动测试。

  它是一款功能强大的并行测试工具,提供基于云的 Selenium Grid,可跨多种浏览器和设备组合同时执行测试。此外,它还提供与流行测试框架和 CI/CD 工具的集成,进一步增强了其并行测试工作流程的能力。

  特征:

  它提供了一个跨浏览器测试解决方案,可以同时在不同的浏览器和设备上测试 Web 应用程序。

  它通过Selenium Grid集成无缝扩展测试执行。

  它提供视觉 UI 测试来检测视觉差异并确保一致的 UI 渲染。

  它在真实的浏览器和设备上 进行实时交互式测试。

  它捕获自动屏幕截图来检测视觉回归。

  它跨多个环境同时执行并行测试以获得更快的结果。

  它提供单点登录(SSO) 身份验证功能,以便使用一组登录凭据访问多个应用程序。

  其可扩展的基础设施可动态分配资源以处理不同的测试需求,确保高性能和成本效益。

  它为实时测试和真实设备测试提供了便利。

  它通过提供 3,000 多个具有地理位置测试的真实设备和桌面浏览器云,使我们能够在不同位置测试网站。

  它提供与团队协作工具的各种集成选项,以简化我们的软件测试和开发流程。

  2、TestNG

  TestNG内置支持在多个线程、类或套件中并行运行测试用例,从而简化了并行测试。它提供不同的并行执行模式,例如方法、类和测试,让测试人员能够高效地分配测试执行。此外,TestNG 管理线程安全并确保正确同步,从而更轻松地实现并行测试,而不会遇到与并发相关的问题。

  特征:

  允许测试人员在不同级别指定并行执行,包括方法、类和测试套件。

  自动管理线程安全和同步。

  允许自定义线程池大小。

  提供多种并行执行策略,满足不同的测试需求和场景。

  3、Appium

  Appium允许测试人员跨多个设备和平台同时执行自动化测试,从而促进并行测试。它通过其服务器架构为并行执行提供本机支持,从而可以在不同的设备或模拟器上同时执行测试。此外,Appium 通过连接到多个 Appium 服务器来支持分布式测试,从而可以高效利用资源并加快测试执行速度。此外,借助Xcode 9,Appium 还支持并行真实设备和模拟器测试,以实现并行 iOS 测试。

  特征:

  允许跨各种平台(例如 iOS、Android 和 Windows)测试本机、混合和移动 Web 应用程序。

  为每个平台提供原生自动化 API。

  支持在真实设备以及模拟器和仿真器上进行测试。

  提供与基于云的测试平台的集成。

  4、JUnit

  JUnit通过提供对测试用例并发执行的内置支持来促进并行测试。它提供注释以启用可以并发运行的参数化测试。此外, JUnit 4引入了ParallelComputer 运行器,它允许使用多个线程并发执行测试类。JUnit 5 使用@Execution注释进一步增强了并行测试功能,该注释允许为测试方法和测试类指定不同的并行执行模式。

  特征:

  支持参数化测试,允许使用不同的输入值执行相同的测试用例。

  提供并行测试的多种执行模式,并可灵活分配测试用例。

  管理测试方法的生命周期并提供钩子来执行设置和拆卸操作。

  支持各种测试运行器,包括 IDE 集成、Maven、Gradle 等。

  请考虑查看我们的博客使用 JUnit 5 和 Selenium 进行并行测试 [教程]来了解如何使用 JUnit 执行并行测试。

  八、并行测试的局限性

  并行测试有很多好处,但也应该考虑它的一些局限性。以下是并行测试的一些局限性:

  1、相互依赖的测试

  相互依赖的测试会阻碍并行测试,因为一个测试依赖于另一个测试的结果,从而阻止同时执行。为了保持结果的完整性并防止不准确,在继续进行后续测试之前解决所有故障至关重要。这种方法可确保仅在满足先决条件时才执行测试,从而节省时间和资源,提高可靠性和准确性。

  2、数据依赖性

  数据依赖性给并行测试带来了挑战,因为访问相同数据的测试可能会发生冲突,从而带来损坏或不一致的风险。为了确保有效性,请通过隔离测试数据或使用数据克隆等策略来避免此类依赖性。这可以优化工作流程并最大限度地减少冲突,从而提高并行测试的可靠性。

  3、基础设施限制

  当并发测试处理能力受限时,基础设施限制可能会阻碍并行测试。运行的测试数量超过基础设施支持的数量可能会因资源不足而导致故障和不一致。为了降低这种风险,请限制并行测试以匹配基础设施容量,确保稳定执行并最大限度地减少资源耗尽。这种方法可以保持结果的完整性和准确性,尤其是在资源受限的环境中。

  4、多浏览器问题

  虽然并行测试有助于我们执行跨浏览器兼容性测试,但如果没有分布式测试,其浏览器覆盖范围仍然有限。分布式测试涉及多台机器和多浏览器的设置,是充分利用并行化实现全面浏览器覆盖的必要条件。

  5、测试同步

  并行执行可能会导致同步问题,尤其是当测试具有依赖关系或需要特定序列时。为了管理这个问题,部署同步机制,如锁、信号量或消息系统。我们必须精心设计和规划同步策略,以维护秩序并防止冲突。

  6、资源利用率和可扩展性

  最佳资源分配和可扩展性对于有效的并行测试至关重要。然而,管理这些方面,特别是在大量测试或分布式环境中,可能具有挑战性。为了应对这一挑战,我们必须根据测试需求仔细评估和分配资源。通过使用负载平衡器、资源管理工具或基于云的基础设施来动态扩展资源以响应测试需求,我们可以确保高效的资源利用率和可扩展性。

  7、间歇性故障

  并行测试可能会导致偶发故障,这是由并行执行之间复杂的交互引起的。这些故障给重现和调试带来了挑战。为了解决这个问题,我们必须采用强大的日志记录和报告机制来捕获全面的测试执行细节。此外,实施测试隔离、随机测试顺序和有效同步等策略将有助于我们减轻间歇性故障并简化调试过程。

  8、测试环境一致性

  并行执行过程中测试环境的一致性对于确保结果的可靠性和准确性至关重要。同时运行测试时,所有环境必须具有相同的配置、依赖项和软件版本,以避免测试结果出现差异。但是,由于设置、配置和依赖项存在差异,因此在所有环境中实现一致性可能具有挑战性。

  为了解决上述限制并成功执行并行测试,我们必须遵循一些实践。以下是一些可用于在 Selenium 中实现并行测试的有效方法。

  九、并行测试的最佳实践

  即使使用 Selenium Grid,并行运行自动浏览器测试也并非易事,这是由于我们在 Selenium 中用于并行测试执行的非结构化自动化测试框架造成的。以下是一些可以帮助我们成功并行执行 Selenium 的最佳实践。

  1、生成独立测试用例

  如果我们生成可以独立运行的独立测试,那么我们就可以更轻松地并行执行它们。简而言之,测试需要自成体系。因此,当我们运行任何测试时,我们不必担心运行测试套件的顺序。

  有时,并行执行的测试会表现出无效行为,例如不该失败时失败或不该失败时失败,这被称为不稳定性。独立测试可以通过减少测试中可能的断点数量来减少自动浏览器测试过程中的不稳定性。使用独立测试的另一个重要优势是,如果一个测试失败,它不会阻止我们测试其他测试功能。

  2、使用基于云的 Selenium Grid 进行并行测试

  在本地 Selenium 网格上执行自动浏览器测试可能非常耗时,因为我们不仅要管理和维护所有机器,还要设置它们。在本地 Selenium 网格上进行并行测试将存在一些可扩展性问题,因为我们无法覆盖所有主流浏览器、它们的不同版本和操作系统。

  有了基于云的 Selenium Grid,我们再也不用担心设置问题了。借助 LambdaTest Selenium Grid,我们可以在 3000 多个真实浏览器及其不同版本上运行并行测试。我们不仅可以节省大量设置基础设施的费用,还可以获得充足的时间来完成重要任务。

  3、避免使用硬编码值

  由于源代码中直接嵌入了硬代码,大多数测试人员必须按照特定顺序运行测试。这种方法无法让我们高效地并行运行测试,因为它会在测试用例之间产生依赖关系。

  因此,请避免在Selenium 脚本中使用硬代码值,以确保每个测试都是独立的,并且可以在必要时执行。我们甚至可以在测试框架中选择数据驱动的方法来配置测试用例。

  4、防止 Selenium 测试自动化案例之间的依赖关系

  许多测试人员经常发现,由于各种测试用例之间存在依赖关系,并行执行测试非常困难。当测试相互依赖时,它们需要按照特定的顺序运行,这通常会影响并行测试策略。因此,我们应该专注于创建可以独立执行的独立且原子的测试。

  5、高效管理测试数据

  成功实现并行 Selenium 测试自动化的主要关键是高效处理测试数据。但要实现这一点,我们需要一种有效的策略,可以在需要时创建测试数据,并在必要时清理测试数据。以下是一些非常有效的基本数据管理策略。

  持续刷新数据:这种方法允许我们在测试执行期间重置您的源代码。

  使用 RESTful API:这是在运行时创建和销毁数据的好方法。

  自私的数据生成:这种方法具有创建策略,但没有提供任何数据清理功能。

  这些只是有效管理测试数据的几种方法。您甚至可以结合两种方法来获得所需的输出。

  5、创建可以有效并行运行的测试

  如果我们计划在 Selenium 中采用并行测试,我们当然不想在产品发布前创建多个无法并行运行的测试,从而让自己失望。因此,从一开始就考虑并行化来开发 Selenium 测试自动化案例。

  从一开始就做好规划不仅可以让我们避免最后一刻的灾难,而且还有助于在所有组合中高效地测试我们的应用程序。我们知道这听起来很复杂,但编写并行运行的测试用例更简单、更简洁、更快捷。

  6、制定战略并确定优先次序

  在并行测试中,在确定测试用例的优先级时,请考虑测试依赖性和资源限制等因素。首先覆盖关键功能和高风险领域,以在可用资源范围内最大限度地提高测试覆盖率。此外,重点关注能够快速反馈应用程序稳定性和可靠性的测试。根据不断变化的项目需求和之前测试运行的反馈,定期重新评估和调整测试优先级也是有益的。

  通过战略性地优先考虑测试用例,我们可以优化测试工作并确保在并行测试工作流程中高效利用资源。请记住,并行测试并不授予执行无限数量测试的权限!

  结论

  在这篇综合性文章中,我们探讨了 Selenium 中并行测试的各个方面,从基础知识到实用方法、示例、优点、局限性、重要工具和最佳实践。通过了解并行化的场景及其潜在优势,我们可以做出明智的决策,以增强我们的测试流程并简化我们的 SDLC。

  十、常见问题 (FAQ)

  1、并行测试和顺序测试有什么区别?

  顺序测试按线性顺序一次运行一个测试用例,而并行测试则同时执行多个测试用例,从而缩短了总体测试时间。并行测试需要更复杂的设置和协调,但可以节省大量时间,尤其是对于广泛的测试套件而言。

  2、哪些类型的测试可以从并行测试中受益?

  并行测试有利于各种类型的测试,包括单元测试、集成测试、回归测试和功能测试。任何可以划分为独立测试用例或模块的测试套件都可以并行执行。

  3、并行测试如何提高效率?

  通过同时运行多个测试,并行测试可以更有效地利用可用的计算资源,从而减少总体测试执行时间。这种效率提升在大型测试套件或持续集成/持续交付 (CI/CD) 管道中尤为显著。

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文章标签: 软件测试
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