那些BDD中用到的工具们

什么是BDD？

BDD在wikipedia上定义如下：

BDD是第二代的、由外及内的、基于拉(pull)的、多方利益相关者的(stakeholder)、多种可扩展的、高自动化的敏捷方法。它描述了一个交互循环，可以具有带有良好定义的输出（即工作中交付的结果）：已测试过的软件。

简单一点地说，BDD，即行为驱动开发，是通过与产品经理沟通需求，定义出满足这些需求的软件需具备的行为(Behaviour)，再以这些行为为驱动(Driven)，编写产品代码来实现这些行为。(Development)。BDD的出现，是为了解决测试驱动开发中常遇到的问题，比如：从哪里开始测试，应该测试什么，不应该测试什么，等等。想了解更多可参见Dan North的introducing BDD。

BDD实践所面临的问题

进行BDD实践首先要解决如下几个问题：

• 如何实现一个能够描述系统行为（业务价值）、非技术人员可读的测试？
• 如何让这个测试变得可执行？

业界对这些问题已经有了答案，JBehave, Cucumber，Concordian等BDD框架的出现，解决了这个问题。 这些BDD框架各自提供了一套DSL（Domain-Specific-Language），开发人员可以使用DSL描述业务需求，例如，

前置条件：
    用户A账户余额1000元
    用户B账户余额200元
场景：
    用户A登录系统
    向用户B转账500元
    用户A账户余额应为500元
    用户B庄户余额应为700元

同时，这些框架都依赖于Webdriver（如selenium-webdriver，watir-webdriver），BDD框架通过webdriver调用浏览器的接口，模拟用户输入，读取浏览器页面上显示的内容用于验证。

下面我们通过一个完整的例子来看看如何使用这些工具进行BDD实践的。

Cucumber与业务价值

在Behaviour Driven Development中，第一步就是把需求细分为多个任务，拿最常见的用户登录功能为例，可以划分为以下几个任务：

• 用户名密码匹配，登录成功
• 用户名或密码不匹配，登录失败

BDD强调“每一个测试需要体现出业务价值”，因此，可以把上述两个任务实现为两个场景：

Feature: User login
Background: There is a user with the following login detail:
    |    email      | password|
    | [email protected]|   test  |

Scenario: Login succeed
Given the user login with the following detail:
    |    email      | password|
    | [email protected]|   test  |
Then the user should login succeed

Scenario: Login failed
Given the user login with the following detail:
    |    email      |     password     |
    | [email protected]|   wrongpassword  |
Then the user should login failed

实际上，上面的这段代码就是使用cucumber的DSL描述的测试场景，几乎就是遵循了一定格式的英语，即使看不懂代码的产品经理、业务分析师也能够通过此文档和开发人员顺畅地交流。用Cucumber把一个需求的不同场景描述出来，也是从不同角度阐述了这个需求的业务价值。Cucumber的目标就是书写可执行的，能够表述业务价值文档。 与之类似的框架还有Concordian，JBehave等。

紧接而来的问题是：如何让文档执行起来？Cucumber提供了把业务逻辑转换为可执行代码的机制——"step definition"。请看下面的例子：

Given /^the user login with the following detail:$/ do |detail|
    #omitting code…
end

这个step definition会匹配下面这个step：

Given the user login with the following detail:
    |    email      | password|
    | [email protected]|   test  |

当Cucumber feature被执行的时候，这个step definition中的代码会被执行。那么，接下来的问题就是：如何象真实用户那样打开浏览器，输入用户名密码，点击提交按钮，验证登录是否成功。这时候，该Webdriver出场了。

Web Driver与页面交互

先来看下面一段代码：

require 'watir-webdriver'
b = Watir::Browser.new
b.goto 'http://localhost:3000/login'
b.text_field(:id => 'email').set '[email protected]'
b.text_field(:id => 'password').set 'password'
b.button(:name => 'submit').click
b.text.include? 'Login succeed'

这段代码会做如下事情：

1. 打开浏览器，访问h地址 “http://localhost:3000/login”
2. 在邮件输入框输入 “[email protected]”
3. 在密码输入框输入 “password”
4. 点击 提交按钮
5. 验证结果页面是否包含“Login succeed”字样

这就是webdriver所提供的能力，web driver通过调用浏览器的支持自动化的API，模拟真实用户在浏览器上的操作。把这段代码被放在上面的step definition中，当cucumber测试运行的时候，这段代码就会运行，完成登录操作。这个例子是使用Watir webdriver实现的，另外一个比较流行的webdriver是Selenium webdriver。

不同Webdriver提供的API也不尽相同，而Capybara则致力于封装多种web driver之间的差异。同时，Capybara提供了一些更聪明的特性，例如，等待页面加载完成再执行下一个步骤，这对于开发人员来说非常重要，否则，就需要自己判断写代码页面加载完成，代码丑陋，测试脆弱，那将是开发人员的噩梦。

Page Model与页面建模

至此，一个可执行的描述用户登录的测试用例就编写完毕，当我们执行这个测试用例时，就会看到：

浏览器打开
访问登录页面
在页面上输入用户名
密码
点击登录按钮
登录成功
测试通过

上述所有操作都是自动完成，一切都很完美，但前提是只在这样的一个小示例里。在一个实际的项目里，我们经常会遇到下面几个问题：

1. 当越来越多的与页面交互的代码出现在step definition中时，页面交互，结果验证的代码混杂在一起，代码的可读性急剧下降。
2. 因为webdriver与浏览器交互时依赖于页面元素的id、name等属性，对页面元素的任何小的修改都可能会导致测试失败。
3. 在多个step definition与同一个页面交互时，可能会有冗余代码。

而page model的出现就是为了解决上述问题，通过对页面的属性，交互动作进行抽象，封装以达到功能重用，隔离变化的目的。请看下面的例子：

Page model定义

class PageWithLogin

    def url
        #omitting code…
    end

    def login email, password
        #omitting code…
    end
end

class PageWithLoginResult

    def login_succeed?
        #omitting code…
    end
end

Step定义

Given /^the user login with the following detail:$/ do |detail|

    on_page_with :login do |page|
        visit page.url      
        page.login(detail["email"], detail["password"]) 
    end
end

Given /^the user should login succeed$/ do |detail|

    on_page_with :login_result do |page|
        page.login_succeed?.should == true
    end
end

如上，把login，login_succeed?功能封装到PageWithLogin, PageWithLoginResult这两个page model中，当"登录页面"，“登录成功页面”的页面结构发生变化时，只需要修改page model中的实现即可，step 定义无需任何变化。关于page model，我的同事徐昊曾经专门写过一篇文章。

结论

BDD框架通过提供DSL，帮助业务人员，测试人员，开发人员定义需求的验收标准，共同得到一个明确的需求完成的定义。通过和webdriver集成，使这个验收标准变得可执行，大大减少了手工验证的压力，当软件通过了这个验收标准，则意味着这个需求已经开发完成。

注解与参考

1. The truth about BDD Robert C Marting
2. introducting BDD Dan North
3. BDD on Wikipedia