接口测试用例设计的方法

发表于:2018-1-18 10:46  作者:刘燕   来源:腾讯移动品质中心TMQ

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  导语
  随着测试分析和分层测试的深化,“接口测试”出现在我们视野的频次越来越高。那么接口测的用例设计常用哪些方法呢?本文将详细描述。
  1  接口测试   
  1.1  接口测试
  接口:主要是子模块或者子系统间交互并相互作用的部分。
  这里说的接口是广义的,客户端与后台服务间的协议;插件间通信的接口;模块间的接口;再小到一个类提供的方法;都可以理解为接口。
  接口测试:是指针对模块或系统间接口进行的测试。
  1.2  接口测试发现的典型问题
  接口测试经常遇到的bug和问题,如下:
  (1)传入参数处理不当,导致程序crash;
  (2)类型溢出,导致数据读出和写入不一致;
  (3)因对象权限未进行校验,可以访问其他用户敏感信息;
  (4)状态处理不当,导致逻辑出现错乱;
  (5)逻辑校验不完善,可利用漏洞获取非正当利益等。
  2  接口测试用例设计
  上图为一个典型的接口。一个接口通常是有输入输出的,输入就是我们常见的入参,输出有时有,有时没有。调用相关接口,接口会执行相关处理逻辑。
  接口测试的用例设计,主要从输入和接口处理两方面考虑:
  1)针对输入,可按照参数类型进行设计;
  2)针对接口处理,可按照逻辑进行用例设计;
  3)针对输出,可根据结果进行分析设计。
  2.1  针对输入设计
  对于接口来说,输入就是入参。常见参数类型有:
  (1)数值型(int,long,float,double等)
  (2)字符串类型
  (3)数组或链表
  (4)结构体
  结构体(struct)是一些元素的结合,元素实际也是数值型,字符串型,数组或链表。
  下面详细说明数值型、字符串型、数组或链表三种参数类型用例设计。
  2.1.1  数值型
  数值型的参数主要考虑以下几个方面设计:
  如果参数规定了值的范围,则需要考虑等价类取值范围内、取值范围外,取值的边界,如有需要,可能会遍历取值范围内的各个值。
  例如检查权限的接口:TaskChecker.checkTask(int taskID) taskID的取值范围是1-35,那么设计时考虑:
  ●1-35范围内和范围外的值;
  ●1-35的边界:0,1,35,36;
  ●类型的特殊值:-1,0
  ●数据类型的边界值:int的最小值最大值;
  ●因为1-35代码的权限ID不同,可能需要遍历1-35的每个值。
  常见问题和风险:
  ●特殊值处理不当导致程序异常退出;
  ●类型边界溢出
  ●取值范围外值未返回正确的错误信息等
  2.1.2  字符串型
  字符串型的参数,主要考虑字符串的长度和内容:
  例如接口转换设置闹钟的接口DateUtil.getDayOfDDHH(String ddhh),用例可以考虑:
  ●长度为4位,比4位少,比4位多;
  ●边界值:String的最大长度;
  ●特殊值:空字符;
  ●字符串内容可考虑类型:数字,非数字;
  ●特殊字符。
  ●如果是输入用户输入且其他用户可见的内容,则还需要考虑敏感字是否被正常过滤。
  可能出现的问题和风险:
  ●传入非特定类型程序异常退出
  ●超长字符未进行处理,导致存储、显示等异常
  ●其他用户可见设置的敏感字
  2.1.3  数组或链表类型
  参数类型为数组或链表时,用例可以考虑:
  例如批量提交任务的接口submitTask(int[] taskID),参数用例设计考虑:
  ●正常取值:1-5个权限,范围外:6个权限;
  ●边界值:1-35的边界值,请求允许最大最小值;
  ●特殊值:0个;
  ●合法ID和不合法的;
  ●重复的ID等。
  可能存在的问题和风险:
  ●0个item时程序异常退出;
  ●重复的item处理时未去重导致结果异常等。
  2.2  针对逻辑设计
  接口需要进行一些逻辑处理的,那么按逻辑设计用例可以从以下几个角度分析。
  2.2.1  约束条件分析
  (1)数值限制:分数限制、金币限制、等级限制等等。
  例如:兑换Q币活动要求积分>50才可参与。
  (2)状态限制:登录状态等。
  例如:同步用户信息需要先登录账号。
  (3)关系限制:绑定的关系,好友关系等。
  例如:帮家人防骗功能只能查询绑定家人的来电信息。
  (4)权限限制:管理员等。
  约束条件的测试在功能测试中经常遇到,在接口测试中更为重要。它的意义在于:用户进行操作时,在该操作的前端可以已经进行了约束条件的限制,故用户无法直接触发请求该接口。但是实际上,如果有其他手段:例如UI有bug或者通过技术手段直接调用接口,那么接口是否针对这些条件进行了限制就尤为重要。
  例如常见的例子:要兑换5Q币需要200积分,但是我积分不足,所以兑换按钮是灰色无法点击的状态:
  正常用户是无法操作的,但是兑换其实是调后台的一个接口,如果绕过页面按钮的限制,直接调用后台接口兑换呢?是否可以兑换?预期当然是不能兑换的。因此积分这个数值限制就需要针对接口进行测试,并且非常重要。
  其他约束条件类似:
  ●时间约束:22:00之前;
  ●数值约束:积分200;限量5个;
  ●状态约束:登录手机管家;
  ●等等约束条件类似。
  常见的问题和风险:
  约束条件判断不足,导致用户可通过特殊手段获取利益
  2.2.2  操作对象分析
  操作通常是针对对象的,例如用户绑定电话号码,电话号码就是操作对象,而这个电话号码的话费、流量也是对象。
  对象分析主要是针对合法和不合法对象进行操作。例如下述用例子:
  ●用户A查询电话P1话费:
  ●用户A查询电话P1流量;
  ●用户A查询电话P2话费;
  ●用户A查询电话P2流量。
  后台的逻辑处理,如果一个电话已经被绑定过,从后台的角度是可以查询到该电话的话费和流量的。但是在用户侧,应该是A绑定了的电话,才能让A查询到该电话的话费。故类似对象的测试也必不可少。
  常见的问题和风险:
  ●用户可访问非权限内的其他用户信息、敏感信息,从而利用这些信息谋取利益。
  2.2.3 状态转换分析
  被测逻辑可以抽象成状态机,各个状态之间根据功能逻辑从一个状态切换到另一个状态。如果我们打乱了这个次序,从一个状态切换到另一个不在它下一状态集中的状态,那么逻辑将会打乱,就会出现逻辑问题。
  如上图所示,从某状态改变到新的状态,依赖于转换接口。而对于某转换接口,其输入状态是确定的,比如Fun23, 这个函数只能把状态2转换为状态3,而不能把状态1转换为状态3。那么测试点就可以是:
  (1)状态为状态2,调用接口Fun23(),状态切换到状态23;
  (2) 状态为1,3等,调用接口Fun23(),状态不能切换。
  例如在做任务的时候,任务有三种状态:未领取,已领取未提交,已完成三种状态。
  那么可以这样设计:
  (1)正常的状态切换:未领取状态,领取任务后变为已领取状态;已领取满足任务条件提交后,变成已完成状态;完成后可以再次领取任务。
  (2) 非正常的状态切换:未领取任务满足任务条件直接提交任务;已领取时再次领取任务等等。
  常见的问题和风险:
  可通过特殊手段达到原本不能的状态,从而谋取利益。
  2.2.4  时序分析
  在一些复杂的活动中,一个活动是由一系列动作按照指定顺序进行的,这些动作形成一个动作流,只有按照这个顺序依次执行,才能得到预期结果。
  在正常的流程里,这些动作是根据程序调用依次进行的,并不会打乱,在接口测试时,需要考虑如果不安装时序执行,是否会出现问题。
  例如,客户端数据同步是由客户端触发进行的,期间的同步用户无法干预。功能测试的时候可见的就是是否能正常进行同步,而进一步分析,同步流程实际涉及了一组动作:
  从时序图可以看出,后台有3个接口:登陆获取用户ID,上报本地数据,上报本地冲突。三个接口需要依次调用执行,才能完成同步。那么在接口测试就可以考虑打乱上述接口的执行顺序去执行,会有怎样的结果,是否会出现异常。例如:获取用户ID后不上报本地数据而直接上报本地冲突。
  ●常见的问题和风险:
  ●非顺序执行后,数据出现异常,可能还会出现程序其他异常
  通过打乱顺序获取利益
  2.3  针对输出设计
  针对输出设计其实是针对接口返回的结果进行分析。
  2.3.1  针对输出结果
  接口处理正确的结果可能只有一个,但是错误异常返回结果有很多情况很多值。如果知道返回结果有很多种,就可以针对不同结果设计用例。例如提交积分任务的时候我们通常能想到的是返回正确和错误,错误可能想到:无效任务,无效登录态,但是不一定能否完全覆盖所有错误码,而接口返回定义的返回码可以设计更多用例:
  覆盖返回码也是用例设计的一种思路。
  常见问题和风险:
  (1)错误前端处理不足,导致前端异常;
  (2)错误提示处理不当,导致用户看到晦涩的错误码;
  (3)错误提示不当,导致用户不知道哪里出了问题,如何解决。
  2.3.2  接口超时
  接口正常情况下是有返回的,那么如果接口不返回呢?也就是说接口超时后的处理也是测试需要考虑的部分。如果超时处理不当,可能会引起以下问题:
  (1)未进行超时处理,导致整个流程阻塞
  (2)超时后又收到接口返回,导致逻辑出现错乱
  2.4  其他测试设计
  2.4.1  已废弃接口测试
  已废弃协议,是指之前有定义,但是因为需求变更或其他原因,目前版本不用。这些接口虽然不再使用,但有可能代码并没有及时删除。如果利用技术手段调用这些接口,可能获取额外利益。
  例如,任务之前有个清理任务,在一个版本需求里将清理任务替换为下载任务。在新版本客户端已不再调用完成清理任务的接口;但是如果该接口未关闭,用户就可以继续请求submitTask(int taskID)接口完成清理任务获得积分。
  因此新版本在考虑兼容旧版本的同时,还应做好相关废弃接口的检查,避免用户获得额外利益。
  2.4.2  接口设计合理性分析
  接口定义是否合理可以从以下几个方面分析:
  (1)接口字段是否冗余;
  (2)接口是否冗余;
  (3)接口是否返回了调用方期望得到的信息;
  (4)接口定义是否可满足所有调用需求;
  (5)接口定义调用是否方便。
  2.5  一个完整的例子
  下面举一个完整例子,通过上述方法来分析如何对接口进行用例设计。
  某模块提供了一个接口给其他模块,用户请求任务,接口定义如下:
  2.5.1  针对输入设计
  dialogDetailText(dialogButtonText类似)
  长度
  1)正常:请安装提示进行操作;
  2)边界:一个字:请;长度非常长:无悬浮窗权限,可能影响XX功能无法使用,请开始悬浮窗权限,以便获得更好的用户体验;甚至更长;
  3)特殊:空字符串。
  内容
  1)特定类型:中文,英文,数字等;
  2)特殊字符:/n/r/t ,.><?*$&^%~"??℡??等;
  3)敏感字符:非用户设置,不涉及。
  taskID(requestType类似)
  等价类
  取值范围内:1,5,10等;
  取值范围外:0,99。
  边界法
  取值范围边界:0,1,38,39,40
  数据类型边界:-2147483648 ,2147483648
  特殊值:0,-1等。
  遍历法:1,2,3,4,5…38,39对应每种不同ID。
  2.5.2  针对逻辑设计
  (1)约束条件分析
  去引导某功能需要:未完成过任务,任务有任务数据。
  那么用例可以是:以下情况下调requestTask:
  1)未使用过有任务数据时;
  2)未使用无任务数据时;
  3)使用过有任务数据时;
  4)使用过无任务数据时。
  如果有其他约束条件类似设计。
  (2)操作对象分析
  调用请求接口后,会显根据任务数据,引导对应的任务。任务数据,任务操作方式,任务功能都可以是对象。
  1)任务数据
  数据类型:本地,云端 等
  数据有效性:正确数据,错误数据
  2)操作方式
  方式:安装,下载,打开等等 。
  3)任务功能
  功能:用户操作了该功能,未正常操作该功能;什么都不操作;完成一个任务功能;完成多个任务功能;任务功能使用顺序等等。
  对象:还需要关注,会不会操作到不合法的对象,例如任务数据和功能不对应等问题。
  (3)状态转换分析
  功能是有4个状态的:完成,未完成,未知。状态图如下:这里是产品里涉及的状态转换:
  针对该状态:
  1)正常状态转换:未完成状态请求并完成任务后是否可变成完成状态;未完成状态请求但不完成,还是未完成状态。
  2)走不到的状态路径:未知和完成状态请求任务,不能进行进行该任务。
  2.4  时序分析
  从时序的角度分析,调用请求接口前需要以下2步动作:
  1)拉取任务数据;
  2)判断任务状态。
  从时序得到的用例有:
  正常时序:按照正常时序请求1 2 3;
  缺失的时序
  缺少动作1调2 3;缺少动作2调1 3;缺少动作1和2直接调。
  打乱的时序
  打乱的时序:2 1 3,还可以有1 3 2,2 3 1,3 1 2,3 2 1。
  针对处理逻辑的设计中,可能使用某一种或某几种方式就可以将用例覆盖前,故实际使用中,可能不会全部使用,只要找到最合适的方式覆盖用例即可。
  2.5.3  针对输出分析
  请求任务接口返回的数据是任务完成结果,即返回完成,未完成两种状态(未知都作为完成返回)。
  从结果可以考虑遍历:
  1)未完成
  2)完成
  3)完成-未知
  从接口处理时间分析,考虑:请求后快速返回,很长时间才返回,甚至不返回结果的情况。
  3  小结
  接口用例设计方法中,针对输入、输出的设计是通用的,接口设计时都可用到。对于接口逻辑的设计可能会应用比较适合的一种或几种方法,在接口用例设计时,需要选取最合适的方法去覆盖被测逻辑。

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