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|
   | my@example.com|   test  |
 
Scenario: Login succeed
Given the user login with the following detail:
   |    email      | password|
   | my@example.com|   test  |
Then the user should login succeed
 
Scenario: Login failed
Given the user login with the following detail:
   |    email      |     password     |
   | my@example.com|   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|
   | my@example.com|   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 'my@example.com'
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 “my@example.com”
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

感谢张凯峰对本文的审校。

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