Unittest二次开发实战之定制TestResult类

发表于:2023-12-20 09:37

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 作者:韩志超    来源:博客园

  前言
  UnittestPython自带的自动化测试框架,提供了基本的控制结构和模型概念。由于Unittest功能较为基础,因此在实际框架实战中往往需要对其功能进行扩充。比如:
  1. 生成HTML报告
  2. 多线程并发(并且报告不混乱)
  3. 自动重试出错用例
  4. 为用例提供tags标签和level等级等,往往需要我们对Unittest框架进行二次开发和扩展,由于Unittest框架清晰的API,扩展和定制也非常方便。
  unittest.TestResult类简介
  TestResult类一般在TestRunner类中实例化,并穿梭于每个执行的测试套件和测试用例中用于记录结果。
  TestResult对象常用的属性有:
  ·stream:用于输出测试信息的IO流,一般是终端或文本文件。
  · descriptions:描述信息。
  · verbosity:显示详细级别。
  · buffer:默认为False,用例中的print信息立即输出,buffer为True时将用例中的print信息统一收集并集中输出。
  · tb_locals: 在报错异常信息中显示用例中的局部变量(即tackback_locals)。
  · failfast:默认为False, 用例失败后继续运行,为True时,任何一条用例失败时立即停止。
  · _mirrorOutput:是否重定向输出流状态标志
  unittest.TestResult类提供了以下几种方法:
  运行开始/结束
  · startTestRun: 执行开始时调用,参考unittest.TextTestRunner中的run方法。
  · stopTestRun: 所有用例执行结束后调用
  · startTest:单个用例执行开始时调用,参考unittest.TestCase类中的run方法。
  · stopTest:单个用例执行结束后调用。
  注册用例结果
  · addSuccess:单个用例执行成功时调用,来注册结果,默认为空。
  · addFailure:用例失败时在stopTest前调用。
  · addError:用例异常时在stopTest前调用。
  · addSkip:用例跳过时在stopTest前调用。
  · addExpectedFailure:用例期望失败时在stopTest前调用。
  · addUnexpectedSuccess:用例非期望成功时在stopTest前调用。
  重定向和恢复系统输出流
  · _setupStdout:重定向输出流,默认self.buffer为True时生效
  · _restoreStdout:恢复系统输出流
  TestResult类定制目标
  1. 在result中增加整体的运行开始时间start_at,持续时间duration和每条用例的开始时间,执行时间。
  2. 存储用例中的print信息及异常信息,以供生成HTML使用。
  3. 为已知异常提供失败原因。
  4. 提供结构化和可序列化的summary和详情数据。
  5. 探测每个用例code,以为审视用例代码提供方便。
  6. 增加运行平台platform信息和运行时的环境变量信息。
  7. 将print信息改为使用log记录,增加日志时间,方便追溯。。
  8. 提供用例的更多的信息,如tags,level, id, 描述等信息。
  实现步骤
  测试结果summary格式规划
  测试结果result类提供一个summary属性,格式如下(参考了httprunner的summary格式):
  name: result结果名称
  success: 整个测试结果是否成功
  stat: # 结果统计信息
    testsRun: 总运行数
    successes: 成功数
    failures: 失败数
    errors: 异常数
    skipped: 跳过的用例数
    expectedFailures: 期望失败数
    unexpectedSuccesses: 非期望成功数
  time:
    start_at: 整个测试开始时间(时间戳)
    end_at: 增高测试结束时间(时间戳)
    duration: 整个测试执行耗时(秒)
  platform:
    platform: 执行平台信息
    system: 执行操作系统信息
    python_version: Python版本信息
    # env: 环境变量信息(信息中可能包含账号等敏感信息)
  details:  # 用例结果详情
    - ... # 单个用例结果
  单个用例结果格式规划
  # 执行前可获取的信息
  name: 用例名称或用例方法名
  id: 用例完整路径(模块-类-用例方法名)
  decritpion: 用例描述(用例方法docstring第一行)
  doc: 用例方法完整docstring
  module_name: 用例模块名
  class_name: 用例类名
  class_id: 用例类路径(模块-类)
  class_doc: 用例类docstring描述
  tags: 用例标签
  level: 用例等级
  code: 用例代码
  # 执行后可获取的信息
  time:
    start_at: 用例执行开始时间
    end_at: 用例结束时间
    duration: 用例执行持续时间
  status: 用例执行状态success/fail/error/skipped/xfail/xpass
  output: 用例中的print输出信息
  exc_info: 用例异常追溯信息
  reason: 用例跳过,失败,出错的原因
  读者也可以根据自己的需要添加其他额外的信息,如timeout用例超时时间配置,order用例执行顺序,images用例中的截图,link用例中的链接等信息。
  用例tags和level的实现
  每个框架都会有自己约定格式,这里我采用在docstring注入特定格式描述的方式为用例添加tags和level信息,用例格式如下。
  import unittest
  class TestDemo(unittest.TestCase):
      def test_a(self):
          """测试a
          tag:smoke
          tag:demo
          level:1
          """
          print('测试a')
  对于每个用例对象,可以使用test._testMethodDoc来获取其完整的docstring字符串,然后通过正则匹配来匹配出用例的tags列表和level等级,实现方法如下。
  import re
  TAG_PARTTEN = 'tag:(\w+)'
  LEVEL_PARTTEN = 'level:(\d+)'
  def get_case_tags(case: unittest.TestCase) -> list:
      """从用例方法的docstring中匹配出指定格式的tags"""
      case_tags = None
      case_doc = case._testMethodDoc
      if case_doc and 'tag' in case_doc:
          pattern = re.compile(TAG_PARTTEN)
          case_tags = re.findall(pattern, case_doc)
      return case_tags
  def get_case_level(case: unittest.TestCase):
      """从用例方法的docstring中匹配出指定格式的level"""
      case_doc = case._testMethodDoc
      case_level = None  # todo 默认level
      if case_doc:
          pattern = re.compile(LEVEL_PARTTEN)
          levels = re.findall(pattern, case_doc)
          if levels:
              case_level = levels[0]
              try:
                  case_level = int(case_level)
              except:
                  raise ValueError(f'用例中level设置:{case_level} 应为整数格式')
      return case_level
  根据测试方法对象获取用例代码
  def inspect_code(test):
      test_method = getattr(test.__class__, test._testMethodName)
      try:
          code = inspect.getsource(test_method)
      except Exception as ex:
          log.exception(ex)
          code = ''
      return code
  单个用例结果类的实现
  由于单个用例结果信息较多,我们可以在整个TestResult类中使用一个嵌套字典格式存储,也可以单独定制一个用例结果类,参考如下。
  class TestCaseResult(object):
      """用例测试结果"""
      def __init__(self, test: unittest.case.TestCase, name=None):  
          self.test = test  # 测试用例对象
          self.name = name or test._testMethodName  # 支持传入用例别名,unittest.TestCase自带属性方法
          self.id = test.id()  # 用例完整路径,unittest.TestCase自带方法
          self.description = test.shortDescription()  # 用例简要描述,unittest.TestCase自带方法
          self.doc = test._testMethodDoc  # 用例docstring,,unittest.TestCase自带属性方法
          self.module_name = test.__module__  # 用例所在模块名
          self.class_name = test.__class__.__name__  # 用例所在类名
          self.class_id = f'{test.__module__}.{test.__class__.__name__}'  # 用例所在类完整路径
          self.class_doc = test.__class__.__doc__  # 用例所在类docstring描述
          self.tags = get_case_tags(test)   # 获取用例tags
          self.level = get_case_level(test)  # 获取用例level等级
          self.code = inspect_code(test)   # 获取用例源代码
          # 用例执后更新的信息
          self.start_at = None    # 用例开始时间
          self.end_at = None  # 用例结束时间
          self.duration = None  # 用例执行持续时间
          self.status = None  # 用例测试状态
          self.output = None  # 用例内的print信息
          self.exc_info = None  # 用例异常信息
          self.reason = None  # 跳过,失败,出错原因
      @property
      def data(self):  # 组合字典格式的用例结果数据
          data = dict(
              name=self.name,
              id=self.id,
              description=self.description,
              status=self.status,
              tags=self.tags,
              level=self.level,
              time=dict(  # 聚合时间信息
                  start_at=self.start_at,
                  end_at=self.end_at,
                  duration=self.duration
              ),
              class_name=self.class_name,
              class_doc=self.class_doc,
              module_name=self.module_name,
              code=self.code,
              output=self.output,
              exc_info=self.exc_info,
              reason=self.reason,
          )
          return data
  TestResult属性及初始化方法
  根据上面对测试结果summary格式的规划,我们继承unittest.TestResult类来定制我们的测试结果类。
  import unittest
  class TestResult(unittest.TestResult):
      """定制的测试结果类,补充用例运行时间等更多的执行信息"""
      def __init__(self,stream=None,descriptions=None,verbosity=None):
          super().__init__(stream, descriptions, verbosity)  # 调用父类方法,继承父类的初始化属性,然后再进行扩充
           # 对父类的默认熟悉做部分修改
           self.testcase_results = []  # 所有用例测试结果对象(TestCaseResult对象)列表
           self.successes = []  # 成功用例对象列表,万一用得着呢
           self.verbosity = verbosity or 1  # 设置默认verbosity为1
           self.buffer = True  # 在本定制方法中强制使用self.buffer=True,缓存用例输出
          
          self.name = None  # 提供通过修改result对象的name属性为结果提供名称描述 
          self.start_at = None
          self.end_at = None
          self.duration = None
          
          # 由于继承的父类属性中存在failures、errors等属性(存放失败和异常的用例列表),此处加以区分
          self.successes_count = 0  # 成功用例数
          self.failures_count = 0  # 失败用例数
          self.errors_count = 0  # 异常用例数
          self.skipped_count = 0  # 跳过用例数
          self.expectedFailures_count = 0  # 期望失败用例数
          self.unexpectedSuccesses_count = 0  # 非期望成功用例数
          
          self.know_exceptions = {}  # 已知异常字典,用于通过异常名来映射失败原因,如
          # self.know_exceptions = {'requests.exceptions.ConnectionError': '请求连接异常'}
          @property
          def summary(self):
          """组装结果概要, details分按运行顺序和按类组织两种结构"""
          data = dict(
              name=self.name,
              success=self.wasSuccessful(),  # 用例是否成功,父类unittest.TestResult自带方法
              stat=dict(
                  testsRun=self.testsRun,
                  successes=self.successes_count,
                  failures=self.failures_count,
                  errors=self.errors_count,
                  skipped=self.skipped_count,
                  expectedFailures=self.expectedFailures_count,
                  unexpectedSuccesses=self.unexpectedSuccesses_count,
              ),
              time=dict(
                  start_at=self.start_at,
                  end_at=self.end_at,
                  duration=self.duration
              ),
              platform=get_platform_info(),
              details=[item.data for item in self.testcase_results]  # 每个测试用例结果对象转为其字典格式的数据
          )
          return data
  测试开始和测试结束
  使用log信息代替原来的print输出到stream流,这里使用的是笔者发布的开源包logz,安装方法为:
  pip install logz
  logz非常方便配置和使用,支持方便的配置,单例,DayRoting,准确的调用追溯以及log到Email等,详细使用方法可参考:https://github.com/hanzhichao/logz。
  TestResult类中的verbosity属性用于控制输出信息的详细等级,unittest.TextTestResult分为0,1,2三级,作者这里也采用3级模式,逻辑稍有不同,这里设计的逻辑如下。
  verbosity>1时:输出整个执行开始和结束信息,每个用例除自身print输出外,打印两条开始和结束两条日志,分别显示用例名称描述+执行时间和执行结果+持续时间。
  verbosity为1时:不输出整体开始和结束信息,只每天用例输出用例方法名和执行状态一行日志。
  verbosity为0时:不输出任何信息,包括错误信息。
  以下为对父类执行开始和执行结束方法的重写。
  import time
  from logz import log  # 需要安装logz
  def time_to_string(timestamp: float) -> str:
      """时间戳转时间字符串,便于日志中更易读""
      time_array = time.localtime(timestamp)
      time_str = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time_array)
      return time_str
  class TestResut(unittest.TestResult):
      ...
          def startTestRun(self):
          """整个执行开始"""
          self.start_at = time.time()  # 整个执行的开始时间
          if self.verbosity > 1:
              self._log(f'===== 测试开始, 开始时间: {time_to_string(self.start_at)} =====')
      def stopTestRun(self):
          """整个执行结束"""
          self.end_at = time.time()  # 整个执行的结束时间
          self.duration = self.end_at - self.start_at  # 整个执行的持续
          self.success = self.wasSuccessful()  # 整个执行是否成功
          if self.verbosity > 1:
              self._log(f'===== 测试结束, 持续时间: {self.duration}秒 =====')
  用例开始和用例结束
  捕获用例输出信息,在用例中常常会有print信息或出错信息,这里面的信息是直接写到系统标准输出stdout和stderr中的。要捕获并记录这些信息的话,我们需要再执行用例的过程中(从startTest到stopTest)将系统stdout和stderr临时重定向到我们的io流变量中,然后通过get_value()获取其中的字符串。
  可喜的是,父类unittest.TestResult中便提供了重定向和恢复输出的参考方法,我们稍微改动即可。
  1. 重写恢复输出流方法
  由于startTest父类中自动调用_setupOutput方法,并且强制self.buffer为True,因此会自动重定向信息流,无需重写。
  这里去掉了对原始输出流的信息输出,改为return字符串,之后再使用log输出。
      def _restoreStdout(self):
          """重写父类的_restoreStdout方法并返回output+error"""
          if self.buffer:
              output = error = ''
              if self._mirrorOutput:
                  output = sys.stdout.getvalue()
                  error = sys.stderr.getvalue()
              # 去掉了对原始输出流的信息输出
              sys.stdout = self._original_stdout
              sys.stderr = self._original_stderr
              self._stdout_buffer.seek(0)
              self._stdout_buffer.truncate()
              self._stderr_buffer.seek(0)
              self._stderr_buffer.truncate()
              return output + error or None  # 改为return字符串,之后再log输出
  2. 用例开始和结束方法
      def startTest(self, test: unittest.case.TestCase):
          """单个用例执行开始"""
          super().startTest(test)  # 调用父类方法
          test.result = TestCaseResult(test)  # 实例化用例结果对象来记录用例结果,并绑定用例的result属性
          self.testcase_results.append(test.result)  # 另外添加到所有的结果列表一份
          test.result.start_at = time.time()  # 记录用例开始时间
       
          if self.verbosity > 1:
              self._log(f'执行用例: {test.result.name}: {test.result.description}, 开始时间: {time_to_string(test.result.start_at)}')
      def stopTest(self, test: unittest.case.TestCase) -> None:
          """单个用例结束"""
          test.result.end_at = time.time()  # 记录用例结束时间
          test.result.duration = test.result.end_at - test.result.start_at   # 记录用例持续时间
          
          # 由于output要从_restoreStdout获取,手动加入父类恢复输出流的方法
          test.result.output = self._restoreStdout()
          self._mirrorOutput = False  # 是否重定向输出流标志
  用例结果注册
      def addSuccess(self, test):
          """重写父类方法, 单个用例成功时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.SUCCESS
          self.successes.append(test)
          self.successes_count += 1
          super().addSuccess(test)
      @failfast
      def addFailure(self, test, err):
          """重写父类方法, 用例失败时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.FAIL
          test.result.exc_info = self._exc_info_to_string(err, test)
          test.result.reason = self._get_exc_msg(err)
          self.failures_count += 1
          super().addFailure(test, err)
      @failfast
      def addError(self, test, err):
          """重写父类方法, 用例异常时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.ERROR
          test.result.exc_info = self._exc_info_to_string(err, test)
          test.result.reason = self._get_exc_msg(err)
          self.errors_count += 1
          super().addError(test, err)
      def addSkip(self, test, reason):
          """重写父类方法, 用例跳过时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.SKIPPED
          test.result.reason = reason
          self.skipped_count += 1
          super().addSkip(test, reason)
      def addExpectedFailure(self, test, err):
          """重写父类方法, 用例期望失败时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.XFAIL
          test.result.exc_info = self._exc_info_to_string(err, test)
          test.result.reason = self._get_exc_msg(err)
          self.expectedFailures_count += 1
          super().addExpectedFailure(test, err)
      @failfast
      def addUnexpectedSuccess(self, test):
          """重写父类方法, 用例非期望成功时在stopTest前调用"""
          test.result.status = TestStatus.XPASS
          self.expectedFailures_count += 1
          super().addUnexpectedSuccess(test)
  测试本TestResult类方法
  if __name__ == '__main__':
      import unittest
      class TestDemo(unittest.TestCase):  
          def test_a(self):  # 可以添加更多的用例进行测试
              """测试a
              tag:smoke
              tag:demo
              level:1
              """
              print('测试a')
      suite = unittest.defaultTestLoader.loadTestsFromTestCase(TestDemo)
      runner = unittest.TextTestRunner(resultclass=TestResult)  # 使用定制的TestResult类
      result = runner.run(suite)
      print(result.summary)  # 输出result的字典格式数据,建议使用pprint输出,需要安装pprint
  其他函数和方法
  1. 用例状态列
  为了方便修改状态名称,(如改成中文),这里使用用例状态类。
  class TestStatus(object):
      SUCCESS = 'success'
      FAIL = 'fail'
      ERROR = 'error'
      SKIPPED = 'skipped'
      XFAIL = 'xfail'
      XPASS = 'xpass'
  2. 获取平台信息
  import os
  def get_platform_info():
      """获取执行平台信息"""
      return {
          "platform": platform.platform(),
          "system": platform.system(),
          "python_version": platform.python_version(),
          # "env": dict(os.environ),
      }
  3. 从异常中提取异常信息方法
      def _exc_info_to_string(self, err, test):
          """重写父类的转换异常方法, 去掉buffer的输出"""
          exctype, value, tb = err
          while tb and self._is_relevant_tb_level(tb):
              tb = tb.tb_next
          if exctype is test.failureException:
              # Skip assert*() traceback levels
              length = self._count_relevant_tb_levels(tb)
          else:
              length = None
          tb_e = traceback.TracebackException(
              exctype, value, tb, limit=length, capture_locals=self.tb_locals)
          msgLines = list(tb_e.format())
          return ''.join(msgLines)
  4. 从异常和已知异常中提取失败原因的方法
      def _get_exc_msg(self, err):
          exctype, value, tb = err
          exc_msg = str(value)
          exc_full_path = f'{exctype.__module__}.{exctype.__name__}'
          if self.know_exceptions and isinstance(self.know_exceptions, dict):
              exc_msg = self.know_exceptions.get(exc_full_path, exc_msg)
          return exc_msg
  Todo
  ·测试结果按测试类聚合 --- 已完成,带整合统一的格式。
  · 对带重试的测试结果进行格式整合。
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