如何进行前端自动化测试？

作者：张云龙

链接：http://www.zhihu.com/question/29922082/answer/46141819
来源：知乎
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。

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。。。） 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） （react的dom树diff算法示意图）
（react的dom树diff算法示意图） （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”） 新增元素（绿色区域标记部分，“i am new here”）
<img src="https://pic4.zhimg.com/8a92b15d9f6e0662c245c0d4c02fa957_b.jpg" data-rawwidth="684" data-rawheight="678" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="684" data-original="https://pic4.zhimg.com/8a92b15d9f6e0662c245c0d4c02fa957_r.jpg">删除元素（灰色区域标记部分，“你好”） 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”） 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） 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） （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。