前不久，InfoQ向大家推薦了幾本有關(guān)軟件架構(gòu)的新書，引起了國內(nèi)讀者的廣泛興趣。​其中一本是《開源應(yīng)用架構(gòu)（The Architecture of Open Source Applications）》， 來自知名開源項目的各位作者對軟件的設(shè)計進(jìn)行了說明。通過對這些成功的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行概覽，讓軟件工程師可以徹底了解佳實踐和陷阱。InfoQ中文站響應(yīng) 讀者的需求，整理了該書有關(guān)知名開源軟件架構(gòu)的精彩內(nèi)容，供國內(nèi)開發(fā)社區(qū)借鑒。本期介紹的是瀏覽器自動化工具Selenium WebDriver的軟件架構(gòu)，第一部分主要分享了Selenium WebDriver的演變歷史和架構(gòu)觀點(diǎn)。

Selenium是一個瀏覽器自動化工具，通常用來編寫​Web應(yīng)用 的端到端測試。瀏覽器自動化工具​準(zhǔn)確執(zhí)行你所期望的行為：自動化瀏覽器的某個控件，從而可以自動重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。這聽起來像是一個很容易解決的問題，但是 正如我們即將看到的那樣，其實Selenium成功的背后凝聚了大量的工作。

介紹Selenium WebDriver軟件架構(gòu)的技術(shù)專家是​來自Google的Simon Stewart，他是Selenium的核心貢獻(xiàn)者和Selenium WebDriver的創(chuàng)建者。

Simon Stewart首先談起了Selenium的組成部分：

    在介紹Selenium架構(gòu)之前，好先了解一下該項目的各個相關(guān)組成部分是如何結(jié)合在一起的。從較高的層次看，Selenium由三種工具組成。 第一個工具Selenium IDE，是Firefox的擴(kuò)展插件，支持用戶錄制和回訪測試。錄制/回訪模式​存在局限性，對許多用戶來說并不適合，因此第二個工具—— Selenium WebDriver提供了各種語言環(huán)境的API來支持更多控制權(quán)和編寫符合標(biāo)準(zhǔn)軟件開發(fā)實踐的應(yīng)用程序。后一個工具——Selenium Grid幫助工程師使用Selenium API控制分布在一系列機(jī)器上的瀏覽器實例，支持并發(fā)運(yùn)行更多測試。在項目內(nèi)部，它們分別被稱為“IDE”、“WebDriver”和“Grid”。

​追根溯源，Selenium和WebDriver初是兩個獨(dú)立的項目，Simon Stewart​解釋了發(fā)展的歷史：

Jason Huggins在2004年發(fā)起了Selenium項目，當(dāng)時他在ThoughtWorks公司開發(fā)內(nèi)部的時間和費(fèi)用（Time and Expenses）系統(tǒng)，該應(yīng)用使用了大量的JavaScript。雖然Internet Explorer在當(dāng)時是主流瀏覽器，但是ThoughtWorks還使用一些其他瀏覽器（特別是Mozilla系列），當(dāng)員工在自己的瀏覽器中無法正常 運(yùn)行T&E系統(tǒng)時會提交bug報告。當(dāng)時的開源測試工具要么關(guān)注單一瀏覽器（通常是IE），要么是模擬瀏覽器（如HttpUnit）。購買商業(yè) 工具授權(quán)的成本會耗盡這個小型內(nèi)部項目的有限預(yù)算，所以它們都不是可行的測試選項。​

在自動化困難的情況下，通常會依靠手動測試。​當(dāng)開發(fā)團(tuán)隊規(guī)模很小或者構(gòu)建發(fā)布非常頻繁時，這種方式不太適用。同時，讓人手動執(zhí)行原本可以自動化的腳本也是一種對人力的浪費(fèi)。沉悶重復(fù)的任務(wù)越無聊，人們工作會越慢而且比機(jī)器犯更多錯誤。手動測試也不是一種選擇。​ 

幸運(yùn)的是，所有被測試的瀏覽器都支持Javascript。Jason和他所在的團(tuán)隊有理由采用Javascript編寫一種測試工具來驗證應(yīng)用的行為。他們受到FIT​（Framework for Integrated Test） 的啟發(fā)，使用基于表格的語法替代了原始的Javascript​，這種做法支持那些編程經(jīng)驗有限的人在HTML文件中使用關(guān)鍵字驅(qū)動的方式來編寫測試。該 工具，初稱為“Selenium”，后來稱為“Selenium Core”，在2004年基于Apache 2授權(quán)發(fā)布。​

Selenium的表格格式類似于FIT的​ActionFixture。表格的每一行分為三列。第一列給出了要執(zhí)行的命令名稱，第二列通常包含元 素標(biāo)記符，第三列包含一個可選值。例如，如下格式表示了如何在名稱為“q”的元素中輸入字符串“Selenium WebDriver”：

type   name=q   Selenium WebDriver

因為Selenium過去使用純JavaScript編寫，它的初設(shè)計要求開發(fā)人員把準(zhǔn)備測試的應(yīng)用和Selenium Core、測試腳本部署到同一臺服務(wù)器上以避免觸犯瀏覽器的安全規(guī)則和JavaScript沙箱​策略。在實際開發(fā)中，這種要求并不總是可行。更糟的是， 雖然開發(fā)人員的IDE能夠幫助他們快速處理代碼和瀏覽龐大的代碼庫，但是沒有針對HTML的相關(guān)工具。​人們很快意識到維護(hù)一個中等規(guī)模的測試集是笨拙而 痛苦的過程。​

為了解決這個問題和其他問題，我們編寫了HTTP代理，這樣所有的HTTP請求都會被Selenium截獲。使用代理可以繞過“同源”規(guī)則（瀏覽器 不支持Javascript調(diào)用任何當(dāng)前頁面所在服務(wù)器以外的其他任何東西）的許多限制​，從而緩解了首要弱點(diǎn)。這種設(shè)計使得采用多種語言編寫 Selenium綁定成為可能：它們只需把HTTP請求發(fā)送到特定URL。連接方法基于Selenium Core的表格語法​​嚴(yán)格建模，稱之為“Selenese”​。因為語言綁定在遠(yuǎn)程控制瀏覽器，所以該工具稱為“Selenium Remote Control”或者“Selenium RC”。

在Selenium處于開發(fā)階段的同時，另一款瀏覽器自動化框架WebDriver也正在ThoughtWorks公司的醞釀之中。 WebDriver的初代碼在2007年初發(fā)布。WebDriver項目的初衷是把端對端測試與底層測試工具隔離開。通常情況下，這種隔離手段通過適配 器（Adapter）模式完成。WebDriver正是來源于該方法在許多項目上的不斷實踐應(yīng)用，初是HtmlUnit的封裝，工具發(fā)布后很快開始支持 Internet Explorer和Firefox。

在WebDriver初發(fā)布時，與Selenium RC存在顯著差異，盡管它們都屬于瀏覽器自動化的API工具。對于用戶來說，明顯的區(qū)別在于Selenium RC提供基于字典的API，所有方法都在一個類中開放，而WebDriver的API更面向?qū)ο�。此外，WebDriver僅支持Java，而 Selenium RC提供廣泛的語言支持。技術(shù)差異也很明顯：Selenium Core（RC的基礎(chǔ)）基本上是JavaScript應(yīng)用，運(yùn)行在瀏覽器的安全沙箱之內(nèi)。WebDriver則嘗試原生綁定到瀏覽器中，繞開了瀏覽器的安 全模型，代價是框架自身的開發(fā)投入顯著增加。