测试开发 | 跨平台设备管理方案 Selenium Grid

Selenium Grid 是 Selenium 的三大组件之一，它可以在多台机器上并行运行测试，集中管理不同的浏览器版本和浏览器配置。通过将客户端命令发送到远程浏览器的实例, Selenium Grid 允许在远程计算机 (虚拟或真实) 上执行 WebDriver 脚本. 它旨在提供一种在多台计算机上并行运行测试的简便方法。

官方文档：https://www.selenium.dev/

使用场景

场景一： 实现分布式执行测试，提高执行效率

比如：我们有 1000 条用例执行，如果在本机执行，一条用例耗时 100 秒,执行完成则需要大约 27 小时 1000*100/60/60=27个小时。如果让这些用例并发执行，比如分配 6 台计算机，每个计算机执行 1000/6 大约 166 条用例，那时间大约节省了 6 倍，原来需要大约 27 个小时，现在可能只需要 4.5 个小时左右就基本完成了，分布式并发执行可以让我们用例的执行总时长指数级的缩小，从而效率得到很大的提升。

场景二： 解决浏览器兼容性问题

比如还是 1000 条用例，需要分别在 Chrome、Firefox、Edge、Safari 这些浏览器上都执行一遍，保证每个浏览器上都能正常执行，测试浏览器的兼容性。这时也可以使用 Selenium Grid，通过 Selenium Grid 将这些请求分发到不同的系统、不同浏览器中执行。这些浏览器可以分别布署在不同的计算机中比如可以布署在 Linux 、Windows、Mac 上都可以，作为它的 Node 结点，从而解决兼容性测试的问题

新特性

Selenium Grid 4 是一个全新的工具，它能够支持完全分布式的测试。Selenium Grid4 也兼容了之前 Selenium Grid3 的工作模式，在 Selenium Grid3 的基础上又添加了一些新的通讯方式，使它通讯速度更快。另外现在很多公司都支持容器化部署，Selenium Grid 4 也提供了的 Docker 支持。相比 Selenium Grid 3，Selenium Grid 4 更容易在虚拟机上使用。

Selenium Grid4 有三个新特性

特性一：Hub 和 Node 使用同一个 jar 服务。
特性二：架构优化，在 Selenium Grid 4 版本的全新架构中划分成了组件：Router、Distributor、Node、Session Map、Session Queue、Event Bus。
特性三：支持不同的运行模式，Selenium 4 支持三种网格类型，包括 Standalone Mode 独立模式、Classical Grid 经典网格模式、Fully Distributed 完全分布式

原理分析

下面这张图是官方提供的 Selenium Grid4 的工作原理图：

从图中可以看到 Selenium Grid 包括六大组件，分别是：

Router 路由器
Distributor 分发服务器
Session Map 会话映射
Node 测试节点
New Session Queue 新的会话队列
Event Bus 事件总线

下面分别说一下这六个组件所负责的职责：

Router 路由器：Router 是所有组件的入口，所有向服务器发送的外部请求第一个会经常 Router 组件。
Distributor 分发服务器：它有两个主要的功能，第一个功能，注册并跟踪所有 Node 节点，第二个功能就是查询新会话队列并处理挂起的新会话请求。当一个新的请求到达 Router 时，它会被转发到 New Session Queue，在队列中等待。分发服务器会轮询新会话队列查找挂起的新会话请求，为这个请求找到匹配的节点之后，会创建一个新的会话，这个会话的 ID 以及 URI 会存储在 Session Map 中。
Session Map 会话映射：它是一个数据存储区，它存储了会话 ID 与对应的会话结点的关系，在 Router 转发请求到对应的结点时，要先在 Session Map 中查看对应的关系，再进行请求。
Node 测试节点：结点有多个，每个结点管理多个可用的浏览器的插槽，结点只负责执行命令，不需要做出其它的判断。这个 Node 可以配置在 Windows、Mac、Linux 等任何系统上。
New Session Queue 新的会话队列：从 Router 发过来的请求，它会先放到这个队列中，等待被分发服务器分发出去，这个队列有一些特殊的功能，它能够定期的检查会话是否超时，如果超时，请求将被拒绝并立即删除。这里可以配置一些参数来处理超时时长等参数。
Event Bus 事件总线：充当了节点、分发服务器、新会话队列和会话映射之间的通信路径，使用了 socket 通信。在完全分布式模式下启动 selenium grid 时，事件总线会是第一个被启动起来的组件。

环境安装

Java11 及以上版本。
下载被测试的浏览器（Chrome/Firefox/Edge/Safari 等）。
配置环境变量，将对应的 driver 提前下载下来配置到环境变量中。或者将下载的 driver 放在与 selenium server 的 jar 包同级目录下也可以。
Selenium Server 下载，建议使用 4.4.0 版本。

运行方式

单机运行 - 独立模式

1. 命令行启动 server

命令行 cd 到当前下载 jar 包的路径下
```
cd Desktop
```
java -jar 启动对应的 jar 包：java -jar selenium-server-<version>.jar standalone
```
java -jar selenium-server-4.4.0.jar standalone
```
启动成功后，对应命令行显示：Started Selenium Standalone ...，如图

查看 UI 界面 > 浏览器输入网址查看 UI 界面：UI 链接

查看 Grid status 状态 > 浏览器输入网址查看 status 状态：Status 状态

2. 代码运行

直接运行代码，发现在本地运行单线程，只不过通过 Selenium Grid 来转发请求。

运行步骤

SeleniumGrid 会创建一个 Queue 队列，里面包含了启动的参数代码：
SeleniumGrid 创建一个本地的 session，然后再打开浏览器运行测试用例：

单浏览器运行代码

示例代码如下：

"""
@Author: 霍格沃兹测试开发学社-西西
@Desc: '更多测试开发技术探讨，请访问：https://ceshiren.com/t/topic/15860'
"""
from time import sleep
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By

class TestSingleNode:
    def setup_method(self):
        # 创建Options ,新版本DesireCapability已弃用
        options = webdriver.EdgeOptions()
        # 通过URL和options 创建一个远程的连接
        # client 发送请求，要发送给selenium grid hub 结点， hub 结点会将请求分发到对应的node

        self.driver = webdriver.Remote(
            command_executor='http://10.1.1.104:4444',
            options=options
        )

    def test_singlenode1(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("firefox")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "firefox" in self.driver.page_source

    def teardown_method(self):
        self.driver.quit()

多浏览器运行代码

创建测试文件 test_multi_node.py 示例代码如下：

from time import sleep
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By

class TestMultiNode:
    def setup_method(self):
        options = webdriver.ChromeOptions()
        self.driver = webdriver.Remote(
            command_executor='http://10.1.1.104:4444',
            options=options
        )

    def test_multinode1(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("selenium")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "selenium" in self.driver.page_source

    def test_multinode2(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("appium")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "appium" in self.driver.page_source

    def test_multinode3(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("pytest")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "pytest" in self.driver.page_source

    def test_multinode4(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("requests")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "requests" in self.driver.page_source

    def test_multinode5(self):
        # 打开 baidu 页
        self.driver.get("http://www.baidu.com")
        # 向输入框中输入
        self.driver.find_element(By.ID, 'kw').send_keys("java")
        # 点击搜索框
        self.driver.find_element(By.ID, 'su').click()
        # 等待一秒
        sleep(1)
        # 断言输入内容在页面中
        assert "java" in self.driver.page_source

    def teardown_method(self):
        self.driver.quit()

为了模拟多浏览器并发运行，使用 pytest 的插件 pytest-xdist 实现分布式并发执行方式，提前安装 pytest-xdist 插件，然后使用命令执行用例。打开命令提示行或者终端，使用cd 命令进入到文件所在路径，然后执行 pytest test_multi_node.py -n 3 --alluredir ./results命令。执行完用例之后，会把测试报告结果统一汇总到results 目录中。

单机运行 - 经典网格模式

1. 命令行启动 hub

命令行 cd 到当前下载 jar 包的路径下
```
cd Desktop
```
java -jar 以 Hub 启动对应的 jar 包：java -jar selenium-server-<version>.jar hub
```
java -jar selenium-server-4.4.0.jar hub
```

此时，启动了 Router,Distributor,Session Map,New Session Queue,Event Bus；虽然，已经有了对应集线器，但是还没有 node 节点注册进来。
如果不把节点 Node 注册进来，对应的集线器无法知道哪个物理机器可以被分发请求，对应的 Router 就无法把测试用例进行分发。

3. 查看状态的 UI 界面：

2. 命令行启动 node

同一机器上启动 node：java -jar selenium-server-<version>.jar node --detect-drivers true
```
java -jar selenium-server-4.4.0.jar node --detect-drivers true
```

此时 node 节点创建成功，并且 hub 上注册对应 node 节点：

健康检测就是每隔 2 分钟会 ping 一下对应 URL 看看是否可以 ping 成功，对应是否处于活动状态

2. 再次查看状态的 UI 界面：

3. 代码运行

直接运行代码，发现在本地运行单线程，只不过通过 Selenium Grid 来转发请求。

多系统运行 - 分发模式

在经典网格模式等基础上再在其他机器上启动一个 node 角色。

1. 不同机器上启动 node

不同机器上启动 node：java -jar selenium-server-<version>.jar node --detect-drivers true --publish-events tcp://<ip> --subscribe-events tcp://<ip>
```
java -jar selenium-server-4.4.0.jar node --detect-drivers true --publish-events tcp://10.1.1.178:4442 --subscribe-events tcp://10.1.1.178:4443
```
此时 node 节点创建成功，并且在远端 hub 上注册对应 node 节点
查看状态的 UI 界面：