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使用 soapUI 测试 REST 服务

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REST 服务介绍

REST(Representational State Transfer)是 Roy Fielding 博士在 2000 年提出的一种新的软件架构风格,它以资源(resource)为核心,使用 HTTP、 URI、XML 以及 HTML 等现有流行协议和标准来完成对资源的操作及显示。 这些操作包括获取、创建、修改和删除资源,分别对应于 HTTP 协议的 GET、POST、PUT 和 DELETE 方法。REST 架构定义了以下设计准则:

  • 网络中的所有事物都被抽象为资源(resource)。
  • 每个资源对应一个唯一的资源标识(resource identifier)。
  • 通过通用的连接器接口(generic connector interface)对资源进行操作。
  • 对资源的各种操作不会改变资源标识。
  • 所有的操作都是无状态的(stateless)。

REST 服务(RESTful Service)是一种基于 HTTP 和 REST 准则的轻量级 Web 服务。这类服务可以看作一系列资源(resource)的集合,服务的定义可以视为以下三个切面的组合 :

  • 访问 Web Service 的 URI,如:http://example.com/resources。
  • Web Service 所支持的数据 MIME 类型,如:JSON, XML, YAML 等。
  • Web Service 使用 HTTP 协议支持的操作,如 GET, POST, PUT, DELETE。

相比目前流行的 Web 服务实现方案 SOAP 和 XML-RPC, REST 服务更加简洁,它可以完全通过 HTTP 协议实现,还可以利用缓存 Cache 来提高响应速度, 其性能,效率和易用性等方面均优于 SOAP 协议。 本文主要介绍如何使用 soapUI 来测试此类 Web 服务。

soapUI 介绍

由于 Web 服务是被程序调用的, 一般不会提供界面让最终用户或测试人员直接使用,在 soapUI 等工具出现之前,测试人员不得不自己编写程序来测试它, 这就要求测试人员花费很大的精力了解底层的接口,调用关系和详细的协议,导致他们不能把注意力集中到测试中。

soapUI 的出现极大的改变了这一局面。 作为一个开源的工具,soapUI 强大的功能、易用的界面,吸引了很多用户。用户可以在 soapUI 中通过简单的操作完成复杂的测试,不需要了解底层的细节, 极大的减轻了工作量。soapUI 支持多样的测试, 例如功能测试,性能测试,回归测试等。到目前为止 soapUI 的下载量已经超过了 100 万次,成为了事实的 Web 服务测试标准和领先的 Web 服务测试工具。 它不仅仅可以测试基于 SOAP 的 Web 服务,也可以测试 REST 风格的 Web 服务,后者也是本文介绍的重点。

soapUI 基于 Java 开发,支持多个平台,安装非常简单。读者可以到 soapUI 的 官方网站下载一个安装包 ( 本文使用的是 Window 版本 3.0.1),直接安装即可。在该安装包中,包括了一个 soapUI 所需要的 JRE1.6 版本。安装完毕以后,读者需要设置 JAVA_HOME 变量指向到相应的 JRE 目录,同时修改 PATH 变量,将 JRE1.6 的 bin 目录添加进去。

REST 服务案例

为了避免空洞的讲解,同时为了更好的展示 soapUI 对 REST 服务的测试功能,本文假想了一个在线书店 (http://www.example.com) 的例子。该在线书店对外提供了一些 REST 服务让第三方的应用程序调用。 为了让读者把注意力集中在使用 soapUI 进行测试上,我们对这些 REST 服务进行了必要的简化,仅仅只包含下面 3 种功能:书籍列表,书籍详情和添加评论。这 3 个 REST 服务覆盖了层次状的 REST 资源、基本的 HTTP 操作和多种展现形式。

服务名称HTTP 操作资源 URI资源展现注释
书籍列表GEThttp://www.example.com/booksapplication/json,text/xml该 REST 服务的目的是列出在线书店中的书籍列表,参见 代码清单 1代码清单 2
书籍详情GEThttp://www.example.com/books/<book id >application/json该 REST 服务目的是给定一个书籍 ID,返回该书籍的详细信息,参见 代码清单 3,需要注意的是书籍详细信息是一个带有层次结构的 json 展示
添加评论POSThttp://www.example.com/books/<book id >/comments无 , 系统仅仅返回 200 OK该 REST 服务的目的是对一个书籍添加评论,调用方需要 POST 类似 author=xxx&content=xxx 的数据到服务器端。
清单 1. 书籍列表 application/json
 {"books": [ 
   {"book":    { 
      "id": "1234", 
      "name": "book1", 
      "price": 29 
   }}, 
   {"book":    { 
      "id": "5678", 
      "name": "book2", 
      "price": 18 
   }} 
 ]}
清单 2. 书籍列表 text/xml
 <bookes> 
   <book> 
      <id>1234</id> 
      <name>book1</name> 
      <price>29.0</price> 
   </book> 
   <book> 
      <id>5678</id> 
      <name>book2</name> 
      <price>18</price> 
   </book> 
 </bookes>
清单 3. 书籍详情 application/json
 { 
   "id": "1234", 
   "name": "book1", 
   "description": "this is book 1", 
   "author": "author1", 
   "price": 29, 
   "comments":    [ 
      {"comment":       { 
         "user": "user1", 
         "content": "good book"
      }}, 
      {"comment":       { 
         "user": "user2", 
         "content": "not bad"
      }} 
   ] 
 }

在 soapUI 中建立测试用例

基本概念

在创建测试用例之前,我们先来看一看在 soapUI 中的基本概念,soapUI 把 REST 服务、资源及其操作组织为一个层次结构。如 图 1所示,主要包括如下层次:

  • 项目定义:位于最上层 (BookStoreTest),项目可以包含多个服务的定义。
  • REST 服务定义:服务其实是对多个 REST 资源的一个分组,在我们的例子中只有一个服务 BookStoreServie
  • REST 资源定义:具体描述该资源的名称,URI, 参数等属性
  • REST 方法定义:针对每个资源的方法 (GET,POST,PUT,DELETE 等 ),图 1 中的方法名就是 GetBookList
  • REST 操作请求定义:基于每个方法,可以有一个或多个请求操作,如 GetBookListRequest,这些请求操作才是真正被 soapUI 所调用执行的。每个请求可以设置非常丰富的信息,例如 Accept 类型,请求的 Header 信息,运行了该请求以后,就能以各种方式查看运行结果。但是这里还不能加入断言来验证结果 - 必须在建立测试用例以后才能使用。

注: 读者可以在 下载区的 bookstore-soapui-project.zip 找到完整的例子,下文中主要以该例子为基础进行讲解。读者解压 zip 文件以后,能得到一个 xml 文件,可以通过 soapUI 的 File->import project 把项目导入到自己的工作区中。

图 1. soapUI 中的层次结构
soapUI 中的层次结构
soapUI 中的层次结构

对于测试用例来讲,同样是一个层次结构:

  • TestSuite:类似于 Junit 中的测试套件,其中可以加入多个 TestCase
  • TestCase:可以包含多个 TestStep
  • TestStep:一个 TestCase 可以包含多个 TestStep,TestStep 有多种类型,它可以是上面提到一个 REST 操作请求,也可以是一个 Groovy 的脚本,还可以试一个设置属性的操作。 TestStep 甚至支持分支跳转操作:根据特定的条件,从一个 step 可以跳转到其他 step, 而不必顺序执行。

soapUI 实际上是一个平台,它支持强大的编程能力,开发或者测试人员可以利用 groovy 脚本来访问 soapUI 中的对象,在运行时修改 REST request/response, 这就提供了极大的灵活性。

图 2. TestCase 定义
TestSuite
TestSuite

创建测试用例

有了上面的基本概念以后,在 soapUI 中创建测试用例就比较简单了, 用户几乎可以根据自己的直觉来一步一步的完成一个测试。图 3展示的就是一个建立书籍列表 REST 服务的步骤:

1. 新建一个名为 BookStoreTest 的项目
2. 在项目上点击右键,选择"New Rest Service",在对话框中输入 Service Name(BookStoreService) 和 Endpoint(http://localhost:9080)
3. 在"BookstoreService"上点击右键,选择“New Resource”, 在对话框中输入 Resource Name(BookList) 和 Resource Path (/books),点击 OK
4. 在弹出的对话框中输入 Method Name: GetBookList,HTTP Method 选择默认的 GET, 点击 OK

图 3. 创建一个 REST 服务
REST servive
REST servive

有了 REST 服务,就可以建立 TestCase,主要有两种方式:

  • 自动生成,步骤如下:
    (1). 右键点击一个 REST 服务,例如本例中的"BookStoreService", 选择"Generate TestSuite"
    (2). 在弹出的对话框中,保持默认设置, 选择"OK"
    (3). 输入名称 , 例如"BookStoreService TestSuite", 选择"OK"即可。
  • 手工创建,步骤如下:
    (1). 在项目"BooksStoreTest"上点击右键,选择“New TestSuite”, 在对话框中输入"BookStoreService TestSuite"
    (2). 在 BookStoreService TestSuite 上点击右键, 选择"New TestCase", 在对话框中输入"BookList TestCase"
    (3). 然后在左边的导航栏中展开 BookList TestCase, 在“Test Steps”上点右键,选择 Add Step->Rest Test Request
    (4). 在弹出的对话框中选择 GetBookListRequest_XML

一个完成的 TestCase 如 图 4所示,用户可以在其中加入 Assertion 对运行结果进行验证,这也是自动化测试所必须的。

图 4. REST TestCase
REST Test Case
REST Test Case

使用变量

soapUI 支持使用自定义变量(Property)在 Project 中存储和共享数据。Property 是一个命名的字符串可以被 Groovy Script,Property Transfer 或者 Property-Expansion 引用, 目前所有的变量均被处理为字符串。soapUI 允许在项目的各个层次中定义变量,常用的层次包括:Project,TestSuite,TestCase,Global 等。

1. 使用 Property 编辑器定义变量。
用户可以使用 soapUI 自带的 Property Editor 定义各个层次的变量。以 Project 变量为例,点击 BookStoreTest,在 Properties 面板中添加自定义变量,如下图所示:

图 5. 使用 Property 编辑器定义项目变量
Project Property
Project Property

2. 使用命令行指定变量。
修改 soapUI.bat 文件中的 Java 参数如下:

清单 x. 使用命令行指定变量
 set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Xms128m -Xmx256m -Dsoapui.properties=properties.txt

其中,properties.txt 为指定的全局变量文件名字,可以通过添加如下代码到全局变量文件来设置 project/testsuite/testcase 等层次的变量:

清单 x. 使用命令行指定变量
 soapui.properties.<shortened-name-of-object>=pathtopropertiesfile

<shortened-name-of-object> 为相应对象的名字。

3. 使用变量
soapUI 使用如下语法引用项目中定义的变量:

清单 x. 使用命令行指定变量
 ${[scope]propertyName[#xpath-expression]}

其中,scope 可以为 #Project#,#TestSuite#,#TestCase# ,#Global#,#System#,#MockService#,#Env#,[TestStep name]#。

验证结果

测试用例建好之后,需要向测试用例中添加 Assertions 以便验证结果的正确性。soapUI 支持 Response SLA, Script Assertion, Contains, XQuery Match, Schema Compliance, XPath Match 以及 Not Contains 等多种断言来对 response 进行判断来保证对 Web 服务高质量的测试。本文以 XPath Match 和 Script Assertion 为例来对在线书店服务返回的 XML 和 JSON 格式的 response 进行判断。

1. 使用 XPath Match 测试请求 GetBookListRequest_XML 返回的结果中,id 为 1234 的 book 的 price 为 29.0, response 参见 代码清单 2

点击 TestCase 的添加 Assertions 按钮,如 图 4所示。 在弹出的 Select Assertion 窗口中选择 XPath Match 断言,点击 OK。配置 XPath 如下图所示:

图 6. 使用 XPATH 测试 XML 格式的书籍列表
XPath Match
XPath Match

在 XPath Expression 面板中书写用于匹配 Response 的 XPath 表达式,Expected Result 面板中填写期望的值。soapUI 将使用 XPath Expression 面板中填写的 XPath 表达式与 Service 调用结果匹配, 将匹配结果与期望值比较,如果相同则测试通过,否则失败。

2. 使用 Script Assertion 测试请求 GetBookListRequest_JSON 返回的结果,response 参见 代码清单 1

Assertion 添加过程与 XPath Match 类似,在 Select Assertion 窗口中选择 Script Assertion,并在之后弹出的 Script Assertion 窗口中书写如下代码:

清单 5. 使用 Script Assertion 测试 JSON 格式的书籍列表
 //assert the response header 
assert messageExchange.responseHeaders["Content-Type"]=="application/json;charset=UTF-8"; 
assert messageExchange.responseHeaders["Cache-Control"] == "no-cache"; 

 //assert the repsonse body 
 def booksRoot = net.sf.json.JSONSerializer.toJSON(messageExchange.responseContent); 
 def books = booksRoot.get("books"); 

 //assert book detail 
 assert books[0].get("book").get("id") == "1234"; 
 assert books[0].get("book").get("name") == "book1"; 
 assert books[0].get("book").get("price") == 29;

3. 使用 Property 测试请求 GetBookRequest_JSON 返回的结果, response 参见 代码清单 3

在 Script Assertion 窗口中写入如下代码:

清单 6. 使用 Property 测试 JSON 格式的书籍详情
 //get property 
 def expectedID = context.expand('${#Project#book.id}'); 
 def expectedName =  context.expand('${#Project#book.name}'); 

 //assert the response header 
 assert messageExchange.responseHeaders["Cache-Control"] == "no-cache"; 

 //assert the response body 
 def bookRoot = net.sf.json.JSONSerializer.toJSON(messageExchange.responseContent); 
 assert bookRoot.get("id") == expectedID; 
 assert bookRoot.get("name") == expectedName; 
 assert bookRoot.get("price") == 29.0;

上述使用 Groovy Script 对 Service 调用结果进行验证,可用的 soapUI 对象包括 :messageExchange, context 以及 log。

  • messageExchange: 当前交互 request/response 的 MessageExchange,可以用来直接访问 message content, HTTP Headers,Attachment 等对象。
  • context: 运行当前 TestCase 的 TestRunContext 对象,具体使用方式请参见 soapUI API 文档。
  • log: 一个标准的 Log4j Logger 对象,可以用来输出日志。

依照上述步骤定义好 TestCase 并添加适当的断言之后,就可以对在线书店 REST 服务进行测试。双击 BookStoreSerive_TestSuite, 点击 Run 按钮来运行所有的 TestCase,结果如下图所示:

图 7. 运行测试用例
Run Test
Run Test

性能测试

性能测试在 soapUI 中称为 Load Test, 针对一个 soapUI 的 TestCase, 可以建立一个或多个 LoadTest, 这些 LoadTest 会自动的 把 TestCase 中的所有步骤都添加到其中, 在运行的时候,soapUI 会自动的使用多个线程来运行这些 TestStep,同时也会监控 它们的运行时间, 例如最短时间,最长时间,平均时间等等。这样用户能够很直观的看到 REST 服务的响应时间,从而对性能进行调优。

建立 LoadTest 非常简单,只需要在“Load Tests”上点击右键, 选择"New LoadTest", 然后输入名称即可,下图是一个针对 GetBookList 的 性能测试, 可以看到有两个 TestStep : "GetBookList_xml" 和"GetBookList_json" , 100 个线程并发执行, 时间限制是 60 秒。 最后的结果是,最短时间 4 毫秒,最长时间 1204 毫秒,平均时间 20.54 毫秒。

图 8. 性能测试
Load test
Load test

性能测试还支持断言,用户可以对一个 TestStep 或 TestCase 设置运行时间要求,例如平均时间大于 2 秒就认为失败,点击 图 8 中中的 “LoadTest Assertions”就可以设置。 当然根据需要,用户也可以编写脚本来做一些准备工作,或者清除工作。 参见 图 8 中的"Setup Script"和“TearDown Script”。

与 BuildForge 集成

测试可以有效的保证代码的质量,但是仅仅手工的、在本机上运行的 REST 服务测试时远远不够的。实际上把测试作为软件构建的一部分,加入到持续集成中去是一个常见的敏捷开发实践,通过频繁的,自动化的测试, 可以更有效的发现缺陷,保证代码质量。

IBM Rational BuildForge 是一个管理软件构建和发布的平台 , 它提供了一个框架来自动化整个构建流程,不仅仅自动化单独的任务,可以集成多种用户现有的脚本和工具, 最大限度的保护用户投资。作为一个框架,BuildForge 几乎可以调用操作系统上的任何脚本。本文重点不在介绍 BuildForge, 假定读者对 BuildForge 已经比较熟悉, 不熟悉的读者可以查看参考资料中的相关文章。

对于 soapUI 来说,最简单的一种集成方式就是提供命令行脚本让 BuildForge 调用。在上文中 我们已经展示了通过 soapUI 的 GUI 运行 TestCase 的功能,那么 soapUI 可不可以通过命令行完成类似的功能呢? 答案是肯定的。

soapUI 提供了一个命令行工具 testrunner.bat 来运行一个项目中的 TestSuite, 可以在 <soap_ui_home>/bin 下找到它, 它的使用非常简单,只需要设置下面的几个常用参数即可:

  • -s 指定要运行的 TestSuite
  • -f 指定运行结果的输出目录
  • -j 生成 junit 风格的 report
  • -r 运行完成以后打印一个简单的 summary

下面这行命令就是运行 bookstore.xml 这个 soapUI 项目中的 BookstoreTestSuite, 把结果输出到 c:\temp\reports 中。
testrunner.bat -sBookstoreTestSuite -r -j C:\developerWorks\soapui\bookstore.xml -f c:\temp\reports

有了 testrunner,把 soapUI 的测试集成到 BuildForge 中就很简单了,只需要在 BuildForge 的项目中添加一个步骤,参见下图:

图 9. BuildForge 中使用 testrunner
BuildForge and testrunner
BuildForge and testrunner

总结

从上文可以看出,soapUI 是一款强大的 Web 服务测试工具 , 它提供了便利的 GUI 界面帮助用户对 REST 服务进行快速的测试,使用简单,学习成本很低。 它也提供了可编程能力例如变量,Groovy 脚本等, 以便让用户应对一些复杂的情况。 总而言之,有效的实际项目中使用 soapUI,可以极大的减轻工作量,提供工作效率。当然作为开源的工具, soapUI 仍然在不断的发展完善过程中,本文所能介绍的也只是它的部分功能, 感兴趣的读者可以到 soapUI 网站上获取更多资料。


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相关主题

  • REST 百科:介绍了 REST 的基本概念,主要目标,核心原则以及 REST 示例。
  • XPATH 入门:介绍了 XPATH 的概念、术语、位置路径、表达式以及函数库等 XPATH 相关知识。
  • Groovy 主页:为 Groovy 新手准备了大量的参考资料。
  • soapUI 站点:soapUI 的英文站点,包含 soapUI 的基本功能介绍以及大量参考资料。
  • 利用 IBM Rational Build Forge 完善构建过程(developerWorks 中国,2008 年 1 月):介绍了如何利用 BuildForge 创建一个持续构建和集成的环境。

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Zone=Open source
ArticleID=460087
ArticleTitle=使用 soapUI 测试 REST 服务
publish-date=12312009