浏览器自动化测试初探 - 使用phantomjs与casperjs

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作者：yangchunwen

首先要解释一下为什么叫浏览器自动化测试，因为本文只关注发布后页面功能的自动化测试，也就是UI层面的自动化。

浏览器测试有别于js代码的单元测试，后者一般是发布前的代码功能逻辑测试，在这方面已经有很多比较成熟的方案，如jasmine mocha Qunit...

为什么要做自动化

个人认为自动化测试的主要出发点有两点：

减少重复的工作。让机器自动帮我们完成需要的交互操作，验证我们的页面功能。
自动监控。通过自动回归我们的页面功能，可以在功能出错的时候提供报警，为我们手动排除问题提供参考。

开胃菜

说到浏览器自动化测试，不得不介绍大名鼎鼎的phantomjs及casperjs。phantomjs可以理解为一个无界面的浏览器，可以通过流水线式的代码来驱动其页面的浏览行为，而后者是前者在易用性API上的一些封装。

这里演示下使用casperjs截取百度首页

关于这两个东西的安装，有兴趣体验的建议去看官方文档，其实很简单，这里不一一赘述。

首先创建一个js文件baidu.js：

var casper = require('casper').create();

casper.start();

casper.thenOpen('http://www.baidu.com/', function () {

    casper.captureSelector('baidu.png', 'html');

});

casper.run();

以上代码主要做了三件事：

创建一个casperjs实例require('casper').create()，可以理解为一个浏览器进程
打开一个页面casper.thenOpen(...)；
截取页面图像casper.captureSelector

在命令行运行

casperjs baidu.js

看看此脚本生成的图片结果

等等！为什么这个图只有400X300的大小？

原因是我创建了一个浏览器进程去加载页面，但是没有指明用什么浏览器去加载。所以在创建casper实例的时候，可以指定浏览器的窗口大小，甚至我们可以通过指定userAgent的方式冒充手机端的浏览器。例如我们将其指定为iPhone5的safari，并设置窗口大小：

var casper = require('casper').create({

    pageSettings: {

        // 冒充浏览器

        userAgent: 'Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 7_0 like Mac OS X; en-us) AppleWebKit/537.51.1 (KHTML, like Gecko) Version/7.0 Mobile/11A465 Safari/9537.53'

    },

    // 浏览器窗口大小

    viewportSize: {

        width: 320,

        height: 568

    }

});

再次运行后我们的是这样，是不是手机浏览时的样子了？

简单应用

以上的例子，可以知道了怎么使用一个无界面的浏览器去加载页面，并获得页面的界面截图。

我们可以不打开浏览器，一行命令就可以知道页面长啥样了，所以每次我们只要运行这个casperjs脚本，通过截图就能看到我们页面是不是正常的。

但是，通过肉眼去判断，肯定是有违“自动化”的初衷的，所以必须要借助工具来帮我们分析。

最简单直观的办法就是“像素对比”，也就是把两次或多次的截图，逐一对比每一像素或一定范围区域，这样就能产出图片的差别了，如下图：

实际应用中，可以指定一个图片作为基准图，每一次我们截取的页面图与之对比，如果不一样，就可以说明线上的页面出现了异常。

像素对比这样的工具已经比较成熟，这里介绍一个与前端开发非常亲近的方案：Resemble.js。

为什么说它和前端亲近，因为它使用的是canvas。我们知道，每一个图片的每一像素，都可以通过RBGA(red,blue,green,alpha)三个值来确定：

Resemble.js的主要原理就是把我们需要对比的图片绘制到canvas中，读取需要对比的像素点(或区域)的image data，从而确定图片的差异。

为了与phantomjs/casperjs更好的结合，Resemble.js作者同时做了基于Resemble.js的封装phantomcss。

phantomcss使用了简单的API来做图片对比：

phantomcss.screenshot( "#CSS .selector1", screenshotName1);

phantomcss.screenshot( "#CSS .selector2", screenshotName2);

phantomcss.compareFiles(screenshotName1, screenshotName2);

假如对比的图片有不一致的地方，会生成一张对比图，同时有差异的地方会用显眼的颜色标出，类似这样：

注意

页面截图对比出现不一致，并不能证明我们的页面就出现了异常，例如广告位等，这些变化频繁的区域，每一次对比都有可能出现差异，所以对广告位或其他经常变化的位置不宜所差异对比。

实际应用中，对整个页面进行截图对比是不推荐的，这样的方式过于简单粗暴，我们更应该对页面的各个区域进行细分对比，做细粒度的监控。

cookie

既然是浏览器测试，不能没有cookie的参与，casperjs没有对cookie的操作作封装，可以使用phantomjs直接“种”cookie：

phantom.addCookie({

    name: 'cookie',

    value: 'value',

    domain: '.xx.com',

    path: '/',

    secure: false,

    httponly: false,

    expires: Date.now() + (1000 * 60 * 60 * 24 * 5)

});

在前面的开胃菜中，我们访问到的页面都是没有登录态的，这里通过手动植入百度帐号登录态的cookie值来实现登录访问。

在PC端chrome中打开百度首页，并用你的帐号登录，在开发者工具中复制百度帐号关键cookie BDUSS的值

并hard code到你的casperjs脚本中：

phantom.addCookie({

    name: 'BDUSS',

    value: '你复制的cookie值',

    domain: '.baidu.com',

    path: '/',

    secure: false,

    httponly: false,

    expires: Date.now() + (1000 * 60 * 60 * 24 * 5)

});

完整代码看这里

运行之后我们再看一下结果

Done!右上角已经有用户名，说明此时我们已经登录了！

交互

简单的截图+对比还远远达不到我们的测试要求，对于自动化原则来说，为我们实现自动化的页面交互才是王道，别急，这就来。

前面介绍了手动种植cookie的方式实现登录，下面看下怎么实现手机端百度的登录过程。

先预览下整个脚本login.js的代码，下面解释一下整个过程：

1. 创建实例。与开胃菜中的配置基本一致，这里为了更快，实例化的配置选择了不加载图片

loadImages: false

2. 加载页面

3. 截取无登录态的页面：

casper.captureSelector('1.png', 'html');

这一步会得到图片1.png，并且右上角是没有用户名的(未登录)：

4. 读取当前的所有cookie并输出

var cookies = phantom.cookies;

for (var i = 0, len = cookies.length; i < len; i++) {

    console.log(cookies[i].name + ': ' + cookies[i].value);

}

这一步输出到命令行的结果：

可以看到，当前的cookie中还没有百度账号的关键cookie BDUSS。

5. 点击登录按钮

casper.mouse.click('#login');

casperjs(phantomjs)支持了非常丰富的可以支持复杂交互的鼠标事件：

click
doubleclick
rightclick
down
up
move

鼠标事件支持指定操作目标的CSS3路径

6. 点击登录后，会跳转到一个填写用户名和密码的登录页，这里为了方便，强行等待3秒确保登录页加载完

casper.wait(3000);

7. 截取登录页界面

casper.captureSelector('2.png', 'html');

8. 填写表单

casper.evaluate(function () {

    document.querySelector('[name=username]').value = '***';

    document.querySelector('[name=password]').value = '***';

});

这里使用了一个非常有用的方法evaluate。

9. 截取填写登录表单后的样子

10. 点击登录按钮

11. 等待跳转回首页

12. 截取登录后的首页界面

13. 逐一读取cookie并显示到命令行中

最后，运行测试脚本casperjs login.js能得到4张截图，分别记录了整个登录交互过程中关键步骤的交互效果：

1.png：未登录
2.png：登录页
3.png：填写信息
4.png：登录成功

对比图1和图4，区别在于图4右上角的用户名：

同时，在命令行中最后还读取到了登录后的BDUSS cookie值：

再来点猛料

iframe里的操作

phantomjs(casperjs)不仅可以在当前页面操作，还可以把当前context切换到iframe里进行操作，这点给嵌入iframe的页面测试带来了很多方便。

操作区域

phantomjs(casperjs)支持使用CSS3选择器及XPath的方式对我们需要操作的目标进行操作(点击、截图等)，还可以通过指定区域边界的来操作,例如可以指定x/y坐标/width/height来进行点击或截图等：

casper.capture('capture.png', {

    x: 200,

    y: 300,

    width: 200,

    height: 300

});

交互的一些局限

现实世界的web里，有些交互功能不是机械的操作，有时候出于安全或其他因素考虑，页面会做一些限制，要求我们的交互需要根据一些动态输出，这种功能是很难做到完全自动化的，例如，上面的百度登录功能，有时候会出现验证码的情况：

这时候就很难借助机器来帮我们做登录了，所以在前面我要介绍通过手动植入cookie的方式实现登录。

单元测试

通过前面的介绍，使用phantomjs(casperjs)已经能实现很多自动化的功能，在此基础上，实现单元测试就很简单了。

casperjs提供了相对比较完善的单元测试API

单元测试中，每一个testsuite都被包装在一个闭包中：

casper.test.begin('your testsuite', 0, function (test) {

    // 单元测试代码

});

例如下面是一个测试百度页面title及log位置是否正确的一组测试用例：

casper.test.begin('test demo', 0, function (test) {

    casper.start();

    casper.thenOpen('http://www.baidu.com/', function () {

        // 测试页面title是否正确

        casper.test.assertTitle('百度一下', 'page title');

        // 测试logo的位置信息

        // 获取x/y/width/height

        var layout = casper.getElementBounds('#logo');

        layout = JSON.stringify(layout);

        // 验证是否符合

        casper.test.assertEquals(layout, '{"height":87,"left":0,"top":53,"width":320}', 'logo\'s boundary');

    });

    casper.run(function () {

        casper.test.done();

    });

});

完整代码test.js在这里

运行casperjs test test.js

可以在命令行中看到以下输出：

两个case都已pass！

与前面的截图肉眼查看的方式相比，单元测试为我们提供了更加简洁的测试结果。

另外，casperjs的test模块还可以在测试后产出XML结果，例如上面那个例子的结果如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

<testsuites time="2.228">

    <testsuite name="test demo" tests="2" failures="0" errors="0" time="2.228"

    timestamp="2015-08-31T13:30:12.462Z" package="test">

        <testcase name="page title" classname="test" time="2.223">

        </testcase>

        <testcase name="logo's boundary" classname="test" time="0.005">

        </testcase>

        <system-out>

        </system-out>

    </testsuite>

</testsuites>

利用这个XML结果，与报警等系统结合，可以实现各种强大的自动化功能。

问题

浏览器兼容。

说到底，phantomjs(casperjs)提供的还是一个无界面的webkit内核浏览器，所以无法覆盖IE浏览器。目前Gecko内核的无界面浏览器已经有解决方案SlimerJS,并且支持与phantomjs一模一样的API。
设备兼容。

在各种手机等终端设备良莠不齐的情况下，服务端的无界面浏览器在这点上更难以做到模拟所有的软硬件环境。

原文链接：http://ivweb.io/topic/55e46d8d771670e207a16bdc

原文链接：https://www.qcloud.com/community/article/641602001489391648