服务端接口测试指南

2021-07-13 10:35:41 浏览数 (1)

本文为内部分享文档，意在从基础到深入分享单接口测试及系统接口测试内容。 此文借鉴和引用了多位同行的文章内容，均已标注内容来源。大家可通过链接查看相关内容原文。

测试的第一目标是质量保障，所以我们从质量保障的纬度，来了解接口测试。

1、了解接口

1.1 接口做了哪些事？

首先，从功能角度理解。 比如，从一个用户购买一个商品的业务流程来理解：

  • 新用户注册：通过注册接口 新增一条用户数据（Create）；
  • 注册成功后登录：通过登录接口，首先根据用户名查询（Select）密码，然后校验密码，密码校验成功，通过规则和加密 新建（Create）token 签名，将 token 发送给客户端；
  • 搜索商品：通过商品搜索接口搜索目标商品，本质是从商品数据库中进行条件查询（Select）；
  • 查看商品详情：商品 ID 商品详情接口，查询商品详情（Select）；
  • 选择商品加入购物车：添加购物车接口，更新购物车数据，库存数据减一（Update）；
  • 创建地址并选择地址：新建地址接口，新增一个新的地址（Create）；
  • 下单&结算：下单接口，新增一条新的订单数据（Create）；
  • 支付：支付接口，如果支付成功，新增一条支付信息，订单状态更新为已支付，新增一条物流信息。

接口的功能主要是客户端和服务端的数据交互，即通过接口对后端数据的增删改查，来实现用户和产品的交互。

1.2 如何保障接口质量

从京东网站的注册接口来看，我们需要从哪些纬度保障质量。

分析注册接口

注册页面：

Http 注册接口：

Request Header:

代码语言：javascript复制
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en-US;q=0.8,en;q=0.7
Connection: keep-alive
Content-Length: 6028
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8
Cookie: shshshfpb=sJZnAsUTcZJjuNedVMhztBA==; 
Host: reg.jd.com
Origin: https://reg.jd.com
Referer: https://reg.jd.com/reg/person?ReturnUrl=https://www.jd.com/
sec-ch-ua: "Google Chrome";v="89", "Chromium";v="89", ";Not A Brand";v="99"
sec-ch-ua-mobile: ?0
Sec-Fetch-Dest: empty
Sec-Fetch-Mode: cors
Sec-Fetch-Site: same-origin
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 11_2_3) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/89.0.4389.128 Safari/537.36
X-Requested-With: XMLHttpRequest

Request Body：（忽略部分无法解读参数）

代码语言：javascript复制
uuid: 68455e864c894bda845de413849204d0
authCodeStrategy: 1  (验证码策略)
phone:  00861553605xxxx（手机号）
mobileCode: 116547（手机验证码）
regName: demo83520（注册的用户名）
email: xxx@163.com（注册邮箱）
mailCode: 661591（邮箱验证码）
pwd: MvaEqtzkZ4/R4P3wMoRIuZpA4egWYBmz7bikspIWRYwozJgOHJQlQW8POp8elFhi7OXchoz1OPRoFwxqjWpwcWQCUABx5oovhFxLZ0p8CqB3s0lNDz9QlF8ZYMBanwk Cne4mXMOTop9OGD8XF8YPqb4qkox8A=（密码加密字符串）

接下来，从接口开发设计角度，分析注册接口。因为是纯黑盒角度，所以从 UI 交互和接口参数两方面分析注册接口的设计逻辑。

UI 交互角度分析
  • 同样手机号、不同邮箱最多可以注册 3 个账号；
  • 用户名：支持中文、英文、数字、” - “、”_” 的组合，4-20 个字符，不能是纯数字；用户名不能重复；
  • 密码：长度只能在 8-20 个字符之间，建议使用字母、数字和符号两种及以上组合；不能频繁注册；
接口参数分析（取几种主要参数）
  • uuid：用户唯一 ID？uid 生成规则？
  • phone：注册手机号格式校验？
  • mobileCode：手机验证码位数、字符类型校验？
  • regName：用户名规则校验？
  • email：注册邮箱格式校验？
  • mailCode：邮箱验证码 位数、字符类型校验？
  • pwd：密码加密后字符串

2、如何测试接口

接口测试，主要分三步：

  1. 准备测试数据（可能不需要）；
  2. API 测试工具，发起请求；
  3. 验证返回结果的 Response；

（1）测试数据

测试数据生成方式：

  • 基于 API 生成数据；
  • 数据库直接构造数据；
  • UI 操作生成数据；

生成时机：

  • 实时创建：测试用例执行过程中生成（会导致测试用例执行时间变长）；
  • 事先创建：测试执行前，批量生成所有测试数据（可能事先创建好的数据已经被修改而无法正常使用）；

注意⚠️：测试环境不稳定，会影响测试数据的顺利创建；

脏数据：

  • 概念：脏数据是指，数据在被实际使用前，已经被进行了非预期的修改。

测试数据分类：

  • “死水数据”：指相对稳定，不会在使用过程中改变状态，并且可以被多次使用的数据。这类数据适合事先创建。
    • 注意：“死水数据” 是相对稳定的，是否稳定由测试目的决定。比如用户数据，在测试非用户相关测试时基本稳定，但是对于专门测试用户账号的测试用例来讲，往往涉及到用户注销之类功能，所以此时就是不稳定的。
  • “活水数据”：指只能被一次性使用，或者经常会被修改的数据。例如 优惠券、订单之类的数据。

（2）测试用例设计

用例设计从两个维度来设计，功能性需求和非功能性需求。

功能性需求

用例设计法参考：软件测试基础—流程和用例设计方法-piecesof

非功能性需求 - 安全纬度

  • 敏感信息是否加密：密码前后端传输是否加密
  • sql 注入？（结合用户的输入数据动态构造 Sql 语句，如果用户输入的数据被构造成恶意 Sql 代码，Web 应用又未对动态构造的 Sql 语句使用的参数进行审查，则会带来意想不到的危险。）
  • 逻辑漏洞：
    • 批量注册重复消费问题？（比如，同一时间，同样的参数，高并发请求，是否只有一个 Http 请求注册成功）
    • 同一手机号，不同邮箱，是否可以注册超过 3 个用户？

非功能性需求 - 性能纬度

  • 基准性能是否达标？比如单请求要求小于 500ms？
  • 高并发性能评估：通过性能测试手段，评估注册接口性能。具体查看：服务端性能测试 - 入门指南 和 服务端性能测试 - 工具篇

功能性需求纬度：利用正交法，最少也有 29 条用例。 非功能性需求纬度 - 安全纬度：4 条用例。 非功能性需求纬度 - 性能纬度：2 条用例。

（3）如何做接口断言？

  • Http Response 断言：
    • Http 状态码
    • Response Body 字段、结构 校验
    • Response Header
  • 数据断言：
    • 对数据库中的数据断言
  • 响应时间满足要求吗？

3、如何用接口测试一个系统？

（1）复杂系统测试用例结构

参考：HttpRunner 之 step/case/suite

测试步骤 (testStep) -> 测试用例 (testCase) -> 测试场景/测试用例集 (testSuite)

测试步骤 (testStep)

对于接口测试来说，每一个测试步骤应该就对应一个 API 的请求描述。

测试用例 (testCase)

测试用例（testcase）应该是为了测试某个特定的功能逻辑而精心设计的，并且至少包含如下几点：

  • 明确的测试目的
  • 明确的输入
  • 明确的运行环境
  • 明确的测试步骤描述
  • 明确的预期结果

测试用例设计原则：

  • 测试用例应该是完整且独立的，每条测试用例都应该可以独立运行；
  • 测试用例由测试脚本和测试数据两部分构成。
  • 测试脚本：测试脚本只关注被测的业务功能逻辑，包括前置条件、测试步骤、预期结果等。
  • 测试数据：是对应测试的业务数据。
  • 测试数据和测试脚本分离：方便实现数据驱动测试。通过对测试脚本传入一组数据，实现同一业务功能在不同数据逻辑下的测试验证。比如：购买商品接口，会员和非会员的商品价格是不一样的，优惠券逻辑也不一样。所以通过不同的用户数据，可以测试会员和非会员购物逻辑。

测试用例集 (testSuite)

测试用例集是测试用例的无序集合，集合中的测试用例应该互相独立，不存在先后依赖关系。

如果确实存在先后依赖关系，例如登录功能和下单功能。正确的做法应该是，在下单测试用例的前置步骤中执行登录操作。

（2）测试数据管理

来源：孙高飞 - 测试框架中的数据管理策略

数据的两个属性：

  • 作用域：共享数据（适用于 testSuite 级别）、隔离数据（适用于 testCase 级别）
  • 创建方式：调用开发接口、使用 Sql、独立开发数据模版

测试数据的作用域

共享数据：所有 case 或一部分 case 共同使用的测试数据
  • 优点：速度快，数据只需要创建一次就可以给很多 case 使用。
  • 缺点：
    • 数据为很多 case 准备的，你很难分清哪些数据是给这个 case 准备的，哪些数据是给另一个 case 准备的。case 的可读性低
    • case 之间互相有影响。因为待测的功能本身就会对数据库造成影响。很可能一个 case 的失败或者成功就会造成一批 case 的 fail
    • 数据本身不能扩展，稍微一改动，影响就很广泛。数个甚至数十个 case 的失败是很常见的。维护脚本的成本比较高
隔离数据：每个 case 都有独享测试数据，case 之间互不影响，即每个 case 都做 setup 和 teardown 的操作。case 执行前创造数据，执行后销毁数据。
  • 优点：case 之间互不影响，数据之间互不影响。case 的稳定性，可维护性，可读性等都大大提高
  • 缺点：速度慢。。。。灰常慢。。。因为每个 case 都有很多的磁盘 IO 操作。。。维护数据的时间比调用功能的时间都要长的情况并不奇怪。OK，这种方式其实是我们在测试中运用的最多的方式。虽然它很慢，而且对很多人来说实现起来也比较难。但是它带来的可维护性实在太诱人。我再也不用整天维护那些不稳定的脚本了。慢点就慢点吧。反正我们做接口测试和 UI 自动化测试的持续集成策略也是定时运行的。跑个 10 几分钟，几十分钟的我也不在乎。只要不是做监控代码变动的策略，一切好说。
敏感数据：账号、密码、key 等敏感信息，设置为有权限限制的环境变量。
  • 敏感信息不能公开的主要原因：
    • 加强权限管控：参与项目的开发人员可能会有很多，大家都有读取代码仓库的权限，但是像 key 这类极度敏感的信息不应该所有人都有权限获取；
    • 减少代码泄漏的危害性：假如代码出现泄漏，敏感数据信息不应该也同时泄漏。
  • 推荐的解决方案：
    • 对服务器进行权限管控，只有运维人员（或者核心开发人员）才有登录服务器的权限；
    • 运维人员（或者核心开发人员）：在运行的机器上将敏感数据设置到系统的环境变量中；
    • 普通开发人员：只需要知道敏感信息的变量名称，在代码中通过读取环境变量的方式获取敏感数据。

如何构造数据

调用开发接口
  • 优点：在脚本中实现起来相对简单，不用深入理解后台数据库。
  • 缺点：
    • 耦合性太高，依赖产品的其他接口创造数据的方式注定了 case 是非隔离性的。注意隔离性是 case 质量的一个重要指标。一旦创造数据的接口 bug 了，你说得有多少个 case 失败。而且在真实环境中，需要调用 N 个接口去创造你需要的数据。无法判断到底哪个接口的 bug。这已然变成了端到端测试了。能够快速定位 bug 位置，也同样是 case 质量的重要指标。
    • 如果做隔离数据，产品中的接口往往很难满足你销毁数据的需要，举个最常见的例子。这个世界存在一种删除机制叫做逻辑删除，也是就是产品的接口并不是真正的删除了数据库中的数据，而是用一个逻辑标示位，标示这条数据被删除了。不要再反馈给用户了。这样其实就做不到 “隔离数据了”
  • 使用建议：不建议使用。虽然该方式脚本维护成本低，但是造成用例耦合度高、隔离性差，问题定位成本高。一个被调用开发接口的 BUG，可能会导致大量用例失败。
直接使用 sql：就是直接写 sql 创造和销毁数据。

优点：隔离性和 bug 追踪都很好。 缺点：如果交给测试人员在脚本中写 sql 的话，难度，可读性都不太乐观，而且太依赖测试人员本身的能力，出错率较高。不过好在我们可以在测试框架上做一些手脚，解决这个问题。 使用建议：除查询 sql 外，增删改 sql 慎重使用，因为实现成本高、操作风险高。需要非常了解数据库表结构和业务逻辑，删改数据很可能影响实际业务或其他同学测试。

数据模版：为核心业务测试数据，创建独立的数据模版，专人独立维护。

参考：测试能效平台的诞生 - 国际化商城智能物料平台 · TesterHome

  • 实现思路：
    • 对于数据构造较复杂，且数据关联业务多、异常数据风险高的数据（比如电商的物料数据），建议基于开发接口封装通用函数，且针对性的做好异常处理和定位。
  • 优点：
    • 专人开发维护，极大降低构建复杂数据成本和风险
    • 降低功能测试构造数据精力，突破相关测试人力占用瓶颈。
  • 缺点：开发成本高，使用重量级业务系统

4、接口测试进化

回顾一下前面接口测试的内容，发现几个问题：

  • 复杂系统动则几千个接口，回归测试工作量大；
  • 用例编写成本高，参数多的接口

可以参考如下几个案例，对接口测试做一些生产力的提升。

（1）回归测试工作量大？录制线上流量回归

参考：录制线上流量做回归测试的正确打开方式 · TesterHome

（2）用例编写成本高？通用接口自动测试方案

参考：通用性接口健壮性扫描方案 - 有赞

（3）快速校验接口数据结构变化？接口自动化全量字段校验

来源：接口自动化全量字段校验 · TesterHome

实现：自定义接口返回数据格式 (【契约定义】)-实际响应数据格式校验 (【契约校验】) 的功能

校验原则：

  • 实际返回字段名要严格等于或者含契约定义字段名 (根据不同匹配模式来确定)
  • 字段值可以值相等或类型相等

本文来源：TestHome订阅号

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