接口自動化測試框架開發(fā) (pytest+allure+aiohttp+ 用例自動生成)

近期準備優(yōu)先做接口測試的覆蓋,為此需要開發(fā)一個測試框架,經過思考,這次依然想做點兒不一樣的東西。

接口測試是比較講究效率的,測試人員會希望很快能得到結果反饋,然而接口的數(shù)量一般都很多,而且會越來越多,所以提高執(zhí)行效率很有必要
接口測試的用例其實也可以用來兼做簡單的壓力測試,而壓力測試需要并發(fā)
接口測試的用例有很多重復的東西,測試人員應該只需要關注接口測試的設計,這些重復勞動最好自動化來做
pytest和allure太好用了,新框架要集成它們
接口測試的用例應該盡量簡潔,最好用yaml,這樣數(shù)據(jù)能直接映射為請求數(shù)據(jù),寫起用例來跟做填空題一樣,便于向沒有自動化經驗的成員推廣 加上我對Python的協(xié)程很感興趣,也學了一段時間,一直希望學以致用,所以http請求我決定用aiohttp來實現(xiàn)。 但是pytest是不支持事件循環(huán)的,如果想把它們結合還需要一番功夫。于是繼續(xù)思考,思考的結果是其實我可以把整個事情分為兩部分。 第一部分,讀取yaml測試用例,http請求測試接口,收集測試數(shù)據(jù)。 第二部分,根據(jù)測試數(shù)據(jù),動態(tài)生成pytest認可的測試用例,然后執(zhí)行,生成測試報告。 這樣一來,兩者就能完美結合了,也完美符合我所做的設想。想法既定,接著 就是實現(xiàn)了。
第一部分(整個過程都要求是異步非阻塞的)
讀取yaml測試用例
一份簡單的用例模板我是這樣設計的,這樣的好處是,參數(shù)名和aiohttp.ClientSession().request(method,url,**kwargs)是直接對應上的,我可以不費力氣的直接傳給請求方法,避免各種轉換,簡潔優(yōu)雅,表達力又強。

args:

  • post
  • /xxx/add
    kwargs:
  • caseName: 新增xxx
    data:
    name: ${gen_uid(10)}
    validator:
  • json:
    successed: True
    異步讀取文件可以使用aiofiles這個第三方庫,yaml_load是一個協(xié)程,可以保證主進程讀取yaml測試用例時不被阻塞,通過await yaml_load()便能獲取測試用例的數(shù)據(jù)

async def yaml_load(dir='', file=''):
"""
異步讀取yaml文件,并轉義其中的特殊值
:param file:
:return:
"""
if dir:
file = os.path.join(dir, file)
async with aiofiles.open(file, 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f:
data = await f.read()

data = yaml.load(data)

# 匹配函數(shù)調用形式的語法
pattern_function = re.compile(r'^\${([A-Za-z_]+\w*\(.*\))}$')
pattern_function2 = re.compile(r'^\${(.*)}$')
# 匹配取默認值的語法
pattern_function3 = re.compile(r'^\$\((.*)\)$')

def my_iter(data):
    """
    遞歸測試用例,根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型做相應處理,將模板語法轉化為正常值
    :param data:
    :return:
    """
    if isinstance(data, (list, tuple)):
        for index, _data in enumerate(data):
            data[index] = my_iter(_data) or _data
    elif isinstance(data, dict):
        for k, v in data.items():
            data[k] = my_iter(v) or v
    elif isinstance(data, (str, bytes)):
        m = pattern_function.match(data)
        if not m:
            m = pattern_function2.match(data)
        if m:
            return eval(m.group(1))
        if not m:
            m = pattern_function3.match(data)
        if m:
            K, k = m.group(1).split(':')
            return bxmat.default_values.get(K).get(k)

        return data

my_iter(data)

return BXMDict(data)

可以看到,測試用例還支持一定的模板語法,如{function}、(a:b)等,這能在很大程度上拓展測試人員用例編寫的能力

http請求測試接口
http請求可以直接用aiohttp.ClientSession().request(method,url,**kwargs),http也是一個協(xié)程,可以保證網(wǎng)絡請求時不被阻塞,通過await http()便可以拿到接口測試數(shù)據(jù)

async def http(domain, *args, **kwargs):
"""
http請求處理器
:param domain: 服務地址
:param args:
:param kwargs:
:return:
"""
method, api = args
arguments = kwargs.get('data') or kwargs.get('params') or kwargs.get('json') or {}

# kwargs中加入token
kwargs.setdefault('headers', {}).update({'token': bxmat.token})
# 拼接服務地址和api
url = ''.join([domain, api])

async with ClientSession() as session:
    async with session.request(method, url, **kwargs) as response:
        res = await response_handler(response)
        return {
            'response': res,
            'url': url,
            'arguments': arguments
        }

收集測試數(shù)據(jù)
協(xié)程的并發(fā)真的很快,這里為了避免服務響應不過來導致熔斷,可以引入asyncio.Semaphore(num)來控制并發(fā)

async def entrace(test_cases, loop, semaphore=None):
"""
http執(zhí)行入口
:param test_cases:
:param semaphore:
:return:
"""
res = BXMDict()
# 在CookieJar的update_cookies方法中,如果unsafe=False并且訪問的是IP地址,客戶端是不會更新cookie信息
# 這就導致session不能正確處理登錄態(tài)的問題
# 所以這里使用的cookie_jar參數(shù)使用手動生成的CookieJar對象,并將其unsafe設置為True
async with ClientSession(loop=loop, cookie_jar=CookieJar(unsafe=True), headers={'token': bxmat.token}) as session:
await advertise_cms_login(session)
if semaphore:
async with semaphore:
for test_case in test_cases:
data = await one(session, case_name=test_case)
res.setdefault(data.pop('case_dir'), BXMList()).append(data)
else:
for test_case in test_cases:
data = await one(session, case_name=test_case)
res.setdefault(data.pop('case_dir'), BXMList()).append(data)

    return res

async def one(session, case_dir='', case_name=''):
"""
一份測試用例執(zhí)行的全過程,包括讀取.yml測試用例,執(zhí)行http請求,返回請求結果
所有操作都是異步非阻塞的
:param session: session會話
:param case_dir: 用例目錄
:param case_name: 用例名稱
:return:
"""
project_name = case_name.split(os.sep)[1]
domain = bxmat.url.get(project_name)
test_data = await yaml_load(dir=case_dir, file=case_name)
result = BXMDict({
'case_dir': os.path.dirname(case_name),
'api': test_data.args[1].replace('/', '_'),
})
if isinstance(test_data.kwargs, list):
for index, each_data in enumerate(test_data.kwargs):
step_name = each_data.pop('caseName')
r = await http(session, domain, *test_data.args, **each_data)
r.update({'case_name': step_name})
result.setdefault('responses', BXMList()).append({
'response': r,
'validator': test_data.validator[index]
})
else:
step_name = test_data.kwargs.pop('caseName')
r = await http(session, domain, *test_data.args, **test_data.kwargs)
r.update({'case_name': step_name})
result.setdefault('responses', BXMList()).append({
'response': r,
'validator': test_data.validator
})

return result

事件循環(huán)負責執(zhí)行協(xié)程并返回結果,在最后的結果收集中,我用測試用例目錄來對結果進行了分類,這為接下來的自動生成pytest認可的測試用例打下了良好的基礎

def main(test_cases):
"""
事件循環(huán)主函數(shù),負責所有接口請求的執(zhí)行
:param test_cases:
:return:
"""
loop = asyncio.get_event_loop()
semaphore = asyncio.Semaphore(bxmat.semaphore)
# 需要處理的任務
# tasks = [asyncio.ensure_future(one(case_name=test_case, semaphore=semaphore)) for test_case in test_cases]
task = loop.create_task(entrace(test_cases, loop, semaphore))
# 將協(xié)程注冊到事件循環(huán),并啟動事件循環(huán)
try:
# loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks))
loop.run_until_complete(task)
finally:
loop.close()

return task.result()

第二部分
動態(tài)生成pytest認可的測試用例
首先說明下pytest的運行機制,pytest首先會在當前目錄下找conftest.py文件,如果找到了,則先運行它,然后根據(jù)命令行參數(shù)去指定的目錄下找test開頭或結尾的.py文件,如果找到了,如果找到了,再分析fixture,如果有session或module類型的,并且參數(shù)autotest=True或標記了pytest.mark.usefixtures(a...),則先運行它們;再去依次找類、方法等,規(guī)則類似。大概就是這樣一個過程。
可以看出,pytest測試運行起來的關鍵是,必須有至少一個被pytest發(fā)現(xiàn)機制認可的testxx.py文件,文件中有TestxxClass類,類中至少有一個def testxx(self)方法。
現(xiàn)在并沒有任何pytest認可的測試文件,所以我的想法是先創(chuàng)建一個引導型的測試文件,它負責讓pytest動起來??梢杂胮ytest.skip()讓其中的測試方法跳過。然后我們的目標是在pytest動起來之后,怎么動態(tài)生成用例,然后發(fā)現(xiàn)這些用例,執(zhí)行這些用例,生成測試報告,一氣呵成。

test_bootstrap.py

import pytest

class TestStarter(object):

def test_start(self):
    pytest.skip('此為測試啟動方法, 不執(zhí)行')

我想到的是通過fixture,因為fixture有setup的能力,這樣我通過定義一個scope為session的fixture,然后在TestStarter上面標記use,就可以在導入TestStarter之前預先處理一些事情,那么我把生成用例的操作放在這個fixture里就能完成目標了。

test_bootstrap.py

import pytest

@pytest.mark.usefixtures('te', 'test_cases')
class TestStarter(object):

def test_start(self):
    pytest.skip('此為測試啟動方法, 不執(zhí)行')

pytest有個--rootdir參數(shù),該fixture的核心目的就是,通過--rootdir獲取到目標目錄,找出里面的.yml測試文件,運行后獲得測試數(shù)據(jù),然后為每個目錄創(chuàng)建一份testxx.py的測試文件,文件內容就是content變量的內容,然后把這些參數(shù)再傳給pytest.main()方法執(zhí)行測試用例的測試,也就是在pytest內部再運行了一個pytest!最后把生成的測試文件刪除。注意該fixture要定義在conftest.py里面,因為pytest對于conftest中定義的內容有自發(fā)現(xiàn)能力,不需要額外導入。

conftest.py

@pytest.fixture(scope='session')
def test_cases(request):
"""
測試用例生成處理
:param request:
:return:
"""
var = request.config.getoption("--rootdir")
test_file = request.config.getoption("--tf")
env = request.config.getoption("--te")
cases = []
if test_file:
cases = [test_file]
else:
if os.path.isdir(var):
for root, dirs, files in os.walk(var):
if re.match(r'\w+', root):
if files:
cases.extend([os.path.join(root, file) for file in files if file.endswith('yml')])

data = main(cases)

content = """

import allure

from conftest import CaseMetaClass

@allure.feature('{}接口測試({}項目)')
class Test{}API(object, metaclass=CaseMetaClass):

test_cases_data = {}

"""
test_cases_files = []
if os.path.isdir(var):
for root, dirs, files in os.walk(var):
if not ('.' in root or '_' in root):
if files:
case_name = os.path.basename(root)
project_name = os.path.basename(os.path.dirname(root))
test_case_file = os.path.join(root, 'test
{}.py'.format(case_name))
with open(test_case_file, 'w', encoding='utf-8') as fw:
fw.write(content.format(case_name, project_name, case_name.title(), data.get(root)))
test_cases_files.append(test_case_file)

if test_file:
    temp = os.path.dirname(test_file)
    py_file = os.path.join(temp, 'test_{}.py'.format(os.path.basename(temp)))
else:
    py_file = var

pytest.main([
    '-v',
    py_file,
    '--alluredir',
    'report',
    '--te',
    env,
    '--capture',
    'no',
    '--disable-warnings',
])

for file in test_cases_files:
    os.remove(file)

return test_cases_files

可以看到,測試文件中有一個TestxxAPI的類,它只有一個test_cases_data屬性,并沒有testxx方法,所以還不是被pytest認可的測試用例,根本運行不起來。那么它是怎么解決這個問題的呢?答案就是CaseMetaClass。

function_express = """
def {}(self, response, validata):
with allure.step(response.pop('case_name')):
validator(response,validata)"""

class CaseMetaClass(type):
"""
根據(jù)接口調用的結果自動生成測試用例
"""

def __new__(cls, name, bases, attrs):
    test_cases_data = attrs.pop('test_cases_data')
    for each in test_cases_data:
        api = each.pop('api')
        function_name = 'test' + api
        test_data = [tuple(x.values()) for x in each.get('responses')]
        function = gen_function(function_express.format(function_name),
                                namespace={'validator': validator, 'allure': allure})
        # 集成allure
        story_function = allure.story('{}'.format(api.replace('_', '/')))(function)
        attrs[function_name] = pytest.mark.parametrize('response,validata', test_data)(story_function)

    return super().__new__(cls, name, bases, attrs)

CaseMetaClass是一個元類,它讀取test_cases_data屬性的內容,然后動態(tài)生成方法對象,每一個接口都是單獨一個方法,在相繼被allure的細粒度測試報告功能和pytest提供的參數(shù)化測試功能裝飾后,把該方法對象賦值給test+api的類屬性,也就是說,TestxxAPI在生成之后便有了若干testxx的方法,此時內部再運行起pytest,pytest也就能發(fā)現(xiàn)這些用例并執(zhí)行了。

def gen_function(function_express, namespace={}):
"""
動態(tài)生成函數(shù)對象, 函數(shù)作用域默認設置為builtins.dict,并合并namespace的變量
:param function_express: 函數(shù)表達式,示例 'def foobar(): return "foobar"'
:return:
"""
builtins.dict.update(namespace)
module_code = compile(function_express, '', 'exec')
function_code = [c for c in module_code.co_consts if isinstance(c, types.CodeType)][0]
return types.FunctionType(function_code, builtins.dict)
在生成方法對象時要注意namespace的問題,最好默認傳builtins.dict,然后自定義的方法通過namespace參數(shù)傳進去。

后續(xù)(yml測試文件自動生成)
至此,框架的核心功能已經完成了,經過幾個項目的實踐,效果完全超過預期,寫起用例來不要太爽,運行起來不要太快,測試報告也整的明明白白漂漂亮亮的,但我發(fā)現(xiàn)還是有些累,為什么呢?
我目前做接口測試的流程是,如果項目集成了swagger,通過swagger去獲取接口信息,根據(jù)這些接口信息來手工起項目創(chuàng)建用例。這個過程很重復很繁瑣,因為我們的用例模板已經大致固定了,其實用例之間就是一些參數(shù)比如目錄、用例名稱、method等等的區(qū)別,那么這個過程我覺得完全可以自動化。
因為swagger有個網(wǎng)頁啊,我可以去提取關鍵信息來自動創(chuàng)建.yml測試文件,就像搭起架子一樣,待項目架子生成后,我再去設計用例填傳參就可以了。
于是我試著去解析請求swagger首頁得到的HTML,然后失望的是并沒有實際數(shù)據(jù),后來猜想應該是用了ajax,打開瀏覽器控制臺的時,我發(fā)現(xiàn)了api-docs的請求,一看果然是json數(shù)據(jù),那么問題就簡單了,網(wǎng)頁分析都不用了。

import re
import os
import sys

from requests import Session

template ="""
args:

  • {method}
  • {api}
    kwargs:
  • caseName: {caseName}
    {data_or_params}:
    {data}
    validator:
  • json:
    successed: True
    """

def auto_gen_cases(swagger_url, project_name):
"""
根據(jù)swagger返回的json數(shù)據(jù)自動生成yml測試用例模板
:param swagger_url:
:param project_name:
:return:
"""
res = Session().request('get', swagger_url).json()
data = res.get('paths')

workspace = os.getcwd()

project_ = os.path.join(workspace, project_name)

if not os.path.exists(project_):
    os.mkdir(project_)

for k, v in data.items():
    pa_res = re.split(r'[/]+', k)
    dir, *file = pa_res[1:]

    if file:
        file = ''.join([x.title() for x in file])
    else:
        file = dir

    file += '.yml'

    dirs = os.path.join(project_, dir)

    if not os.path.exists(dirs):
        os.mkdir(dirs)

    os.chdir(dirs)

    if len(v) > 1:
        v = {'post': v.get('post')}
    for _k, _v in v.items():
        method = _k
        api = k
        caseName = _v.get('description')
        data_or_params = 'params' if method == 'get' else 'data'
        parameters = _v.get('parameters')

        data_s = ''
        try:
            for each in parameters:
                data_s += each.get('name')
                data_s += ': \n'
                data_s += ' ' * 8
        except TypeError:
            data_s += '{}'

    file_ = os.path.join(dirs, file)

    with open(file_, 'w', encoding='utf-8') as fw:
        fw.write(template.format(
            method=method,
            api=api,
            caseName=caseName,
            data_or_params=data_or_params,
            data=data_s
        ))

    os.chdir(project_)

現(xiàn)在要開始一個項目的接口測試覆蓋,只要該項目集成了swagger,就能秒生成項目架子,測試人員只需要專心設計接口測試用例即可,我覺得對于測試團隊的推廣使用是很有意義的,也更方便了我這樣的懶人。

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