前端精准测试探索:覆盖率实时统计工具

背景

随着业务增长,随之而来的前端需求激增,如何在有限的时间内保证前端代码的质量。通过测试同学单方面的保障,还是免不了前端线上问题,存在回归不到位或者测试遗漏的地方,同时测试质量的高低没有客观数据可量化。

通过单测方法补充,可以提前发现一部分问题,减少问题解决的成本,但是由于业务形态的原因, 需求变更频繁,功能迭代快,补充和维护单测的成本比较高, 在业务方的大部分前端工程中暂时没有单测方法,因此开发在自测时, 感知比较薄弱,无量化数据, 在项目提测前也没有统一指标可以把关,测试对开发的自测状况也不了解。

同时前端缺少像 jacoco 这样的集成测试覆盖率统计框架,无法通过集成测试收集覆盖率,对于测试阶段的质量仍然没有数据量化。

结合上面说的几点,我们提出了前端集成测试覆盖率统计工具的需要,以此来提升开发自测质量以及项目提测质量,同时帮助补充回归不到位或测试遗漏的场景,提升上线质量。

一、技术选型

首先,覆盖率收集的前提,需要完成代码插桩工作,插桩方法来自于两个开源覆盖率统计框架,istanbul.js 以及 istanbul-middleware (以下称 im),提供了若干个插桩方法,而 im 其实也是在 istanbul.js 的基础上做了封装, 能力来自于 istanbul-lib-instrument

所有的插桩方法,大致分为两种类型:

  • 运行前插桩
  • 运行时插桩

1.1 运行前插桩

nyc instrument

针对编译之后的 JS 文件 , 进行手动插桩 , 形成插桩后的新 JS 文件。

babel-plugin-istanbul

istanbul 提供的 babel 插件 , 能够在代码编译打包阶段直接植入插桩代码。适用于使用 babel 的前端工程,基于 react 和 vue 的工程都可以。

1.2 运行时插桩

im.hookLoader:适用于服务端的文件挂载 比如 node 应用。

当应用启动时,会在 require 入口处添加 hook 方法,使得应用启动时加载到的都是插桩后的代码。

im.createClientHandler:适用于客户端的 JS 挂载,比如 react 和 vue 的 js。

通过指定 root 路径,会把所有该路径的 js 文件请求拦截,返回插桩后的代码,即浏览器请求静态资源的动作。效果与 babel-plugin-istanbul 类似,区别在于该方法是在浏览器请求 js 时才会返回插桩代码,是一个动态过程。

插桩方式 功能 优势 劣势
nyc 本地手动插桩源 js 文件, 生成插桩后文件 编译后的 js 都可手动插桩, 不限工程框架 手动插桩后的文件需要自己上传, 对原打包发布流程有影响 ; 不适用于服务端插桩
babel-plugin-istanbul 在 babel 编译时 , 自动生成插桩代码 改造成本低 , 自动插桩快捷 限定于使用 babel 的工程
im.hookLoader require 入口处添加钩子方法,返回已插桩代码 改造成本低 , 自动插桩快捷 仅适用于服务端插桩
im.createClientHandler 拦截浏览器请求静态资源文件的 GET 方法, 返回插桩后的 JS 自动插桩 , 无须改造原打包流程和脚本 仅适用于客户端插桩 ; 该方法基于 express, 限定于使用 express 的工程

最后我们所使用的插桩方法:

App(node)—— istanbulMiddleware.hookLoader

Client(react & vue)—— babel-plugin-istanbul

二、模块设计

主要分为三个模块,先通过代码插桩获得可追踪的代码,然后实时上报用户行为产生的代码行覆盖记录,最后呈现覆盖率相关信息。

2.1 代码插桩

Client 端:使用 babel-plugin-istanbul 插件,在 babel 编译阶段即可完成。

Node 端:依赖 istanbuljs 提供的能力 - istanbul-lib-hook 、istanbul-lib-instrument

重写 istanbulMiddleware.hookLoader 方法,node 启动前挂载文件,会在 require 方法前增加钩子函数,增加代码插桩。

插桩结果举例:

被插桩的 JS 会新增一个 coverage 方法,维护并指向覆盖率信息归属,并用来获取该文件的覆盖率信息。

同时该 JS 中的方法在执行过程的路径上会留下标记,被执行到之后实时更新覆盖率信息中相对应的行或者块信息。

2.2 数据上报

Node 端:应用发布时,写入对应的工程和分支信息,创建定时器,实时上传 _global.coverage 变量,即覆盖率信息。

Client 端:客户端的上报比较特殊,客户端不像服务端,在发布后可以全局保持 coverage 变量以及定时器方法,client 端所有的数据生成和消耗都跟随页面的生命周期,所以不太可控,因此需要一个额外容器进行处理,我们选择了通过 chrome 插件来上报,通过全局管理覆盖率信息对象,以及通知下发来实现上报流程。该插件详细的工作流程如下:

覆盖率服务端

  • 继承 istanbul middleware 的功能
  • 支持分支维度接收和查询覆盖率
  • 代码变更时覆盖率替换, 支持存储和查看历史版本

主要基于 istanbul-middleware 做了二次开发,扩展了 istanbulMiddleware.createHandler 方法:

/:ns/:repo /:ns/:repo/show

两个覆盖率展示接口,新增了 ns、repo、branch 三个入参,用来区别不同的覆盖率

同时增加额外参数 history 传入该变量,标志获取的是历史覆盖率。

/client/:ns/:repo?branch={}&source={} body

携带覆盖率信息,根据应用和分支信息上报,接收到上报信息之后,会先获取该分支下的已有覆盖率,然后和此次上报的信息做合并。

合并是根据文件名字遍历合并的。如果发现某个文件新旧两份覆盖率结构不同,即发生了代码变更,则会丢弃旧的覆盖率,以新覆盖率为准,同时把旧的覆盖率存储到历史版本中。

2.3 页面展示

全量覆盖率展示:使用 istanbulmiddle 原生报告生成。

增量覆盖率展示:通过 gitlab 接口对比 master 差异,分文件展示各自的覆盖率,同全量覆盖率,只是细化了,整体页面用 vue + muse-ui 完成。

以 master 分支为基准, 增量文件覆盖率

全量文件覆盖率目录结构

三、工作流程

主要分为 3 部分:对应上一节说的接入 、上报 、展示。

通过 babel 插件完成客户端代码插桩,提供给 node 端使用的插桩插件,可以一步完成服务端的代码插桩以及定时上报功能。

配合提供的 chrome 插件,完成客户端的覆盖率上报任务。

覆盖率服务端负责信息的接收和存储,并返回给前端数据信息。

前端负责数据信息展示。

四、业务实践

接入测试环境发布平台,实现以应用和分支维度的多版本实时覆盖率收集和展示功能,无缝对接项目测试环境,项目中各应用发布后,自动开启覆盖率上报,在项目测试过程中实时记录,可实时查看。在项目提测前,给予开发量化指标,项目测试结束后可以给出最终覆盖率数据,帮助测试同学检查以及完善未覆盖的功能。

目前在电商教育和行业两条业务线中已有接入,由于该工具限制在 qa 环境使用,仅限收集在 qa 环境测试的项目数据。 在功能测试阶段,从使用数据上来看,增量行代码覆盖率达到 80% 以上 (目前的增量只到文件维度 ,未到行维度),未覆盖的行主要包括四种: 异常捕获、防御性编码、非本次新增无需关心的代码以冗余代码,属于可允许的范围。

本文转载自公众号有赞 coder(ID:youzan_coder)。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTY5MDMxNA==&mid=2455760043&idx=1&sn=cc6884ff2b87637e8d22369e6a9974b7&chksm=8c686a8ebb1fe39891cc3abe94dfb7fb2ffb74c7d3d13df45f7e9114e5ba92bde37a088ad96f&scene=27#wechat_redirect

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