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什么是测试基础架构？
测试基础架构指的是，执行测试的过程中用到的所有基础硬件设施以及相关的软件设施。因此，我们也把测试基础架构称之为广义的测试执行环境。通常来讲，测试基础架构主要包括以下内容：
- 执行测试的机器；
- 测试用例代码仓库；
- 发起测试执行的 Jenkins Job；
- 统一的测试执行平台；
- 测试用例执行过程中依赖的测试服务，比如提供测试数据的统一测试数据平台、提供测试全局配置的配置服务、生成测试报告的服务等；
由于测试基础架构的核心是围绕测试执行展开的，所以我们今天就先来重点讨论一下“执行测试的机器”部分。
先试想一下：你要在一个典型测试场景中，基于某种浏览器去执行 Web 应用的 GUI 测试。这时，你首先要做的就是找到相应的机器，并确保上面已经安装了所需的浏览器。如果这台机器上，还没有安装所需浏览器的话，你需要先安装这个浏览器。一切准备就绪后，你就可以使用这台机器执行测试了。
如果你要执行的测试只需要覆盖一种浏览器的话，那就很简单了，你只要事先准备好一批专门的机器或者虚拟机，然后安装好所需的浏览器就可以了。同时，如果测试用例的数量也不是很多的话，你需要的这批机器或者虚拟机的数量也不会很多。执行测试时，你只要将需要使用的那台机器的地址提供给测试用例就可以了。
其实，这种模式就是典型的“小作坊”模式。“小作坊”模式的特点就是，人工维护一批数量不多（通常在 30 台以内）的执行测试的机器，然后按需使用。
对于小团队来讲，“小作坊”模式的问题并不大。但是，随着测试覆盖率要求的提升，以及测试用例数量的增加，这种“小作坊”模式的弊端就逐渐显现，并被不断放大了。其中，最主要问题体现在以下四个方面：
- 当 Web 应用需要进行不同浏览器的兼容性测试时，首先你需要准备很多台机器或者虚拟机，并安装所需的不同浏览器；然后，你要为这些机器建立一个列表，用于记录各台机器安装了什么浏览器；最后，你在执行测试时，需要先查看机器列表以选择合适的测试执行机。
- 当 Web 应用需要进行同一浏览器的不同版本的兼容性测试时，你同样需要准备很多安装有同一浏览器的不同版本的测试执行机，并为这些机器建立列表，记录各台机器安装的浏览器版本号，然后执行测试时先查看列表以选择合适的测试执行机。
- 测试执行机的机器名或者 IP 发生变化，以及需要新增或者减少测试机时，都需要人工维护这些机器列表。很显然，这种维护方式效率低下，且容易出错。
- 在 GUI 自动化测试用例的数量比较多的情况下，你不希望只用一台测试执行机以串行的方式执行测试用例，而是希望可以用上所有可用的测试执行机，以并发的方式执行测试用例，以加快测试速度。为了达到这个目的，你还是需要人工管理这些测试用例和测试执行机的对应关系。
四种情况的问题，可以归结为：测试执行机与测试用例的关系是不透明的，即每个测试用例都需要人为设置测试执行机。
为了改善这种局面，Selenium Grid 就应运而生了。
- 一方面，使用 Selenium Grid 可以让测试机器的选择变得“透明”。也就是说，我们只要在执行测试用例时指定需要的浏览器版本即可，而无需关心如何找到合适的测试执行机。因为，这寻找符合要求的测试执行机的工作，Selenium Grid 可以帮你完成。
- 另一方面，Selenium Grid 的架构特点，天生就能很好地支持测试用例的并发执行。
接下来，我就和你详细聊聊到底什么是 Selenium Grid，Selenium Grid 的架构是什么样的。
- Selenium Hub 用来管理各个 Selenium Node 的注册信息和状态信息，并且接收远程客户端代码的测试调用请求，并把请求命令转发给符合要求的 Selenium Node 执行。
传统 Selenium Grid 的搭建方法
- 通过官网下载 selenium-server-standalone-.jar 文件。这里需要注意的是，不管是 Hub 还是 Node，都使用同一个 JAR 包启动，只是启动参数不同而已。将下载的 selenium-server-standalone-.jar 文件分别复制到两台机器上。选定其中一台机器作为 Selenium Hub，并在这台机器的命令行中执行以下命令：
java -jar selenium-server-standalone-<version>.jar -role hub
在这条命令中，“-role hub”的作用是将该机器启动为 Selenium Hub。启动完成后，这台机器默认对外提供服务的端口是 4444。
然后，你就可以在这台机器上通:http://localhost:4444/grid/console
观察Selenium Hub 的状态，也可以在其他机器上通过 http://:4444/grid/console 观察 Selenium Hub 的状态。其中， 是这台 Selenium Hub 机器的 IP 地址。由于此时还没有 Node 注册到该 Hub 上，所以你看不到任何的 Node 信息。
启动过程和状态信息，分别如图
- 在另一台作为 Selenium Node 的机器上执行以下命令：
java -jar selenium-server-standalone-<version>.jar -role node -hub http:// <Hub_IP>:4444/grid/register
这条命令中，“-role node”的作用是，将该机器启动为 Selenium Node，并且通过“-hub”指定了 Selenium Hub 的节点注册 URL.执行成功后，你可以再次打开 http://:4444/grid/console 观察 Selenium Hub 的状态。此时，你可以看到已经有一个 Node 挂载到了 Hub 上。这个 Node，就是用来实际执行测试的机器了。并且，这个 Node 上已经缺省提供了 5 个 Firefox 浏览器的实例、5 个 Chrome 浏览器的实例和 1 个 IE 浏览器的实例，同时默认允许的并发测试用例数是 5 个
如果你想自己配置这些内容，可以在启动 Node 的时候提供不同的启动参数。具体可以指定哪些参数，你可以参考
https://github.com/SeleniumHQ/selenium/wiki/Grid2
所示为在 Hub 端注册 Node 的过程，如图 6 所示为挂载完 Node 后 Selenium Hub 的状态。
完成上述操作后，在测试用例中通过以下代码将测试指向 Selenium Hub，然后由 Selenium Hub 完成实际测试执行机的分配与调度工作。其中，最关键的部分是，创建 RemoteWebDriver 实例的第一个参数，这个参数不再是一个具体的测试执行机的 IP 地址或者名字了，而是 Selenium Hub 的地址。
DesiredCapabilities capability = DesiredCapabilities.firefox();
WebDriver driver = new RemoteWebDriver(new URL("http://<Hub_IP>:4444/wd/hub"), capability);
基于 Docker 的 Selenium Grid 的搭建方法
目前，Docker 技术的广泛普及，再加上它的轻量级、灵活性等诸多优点，使得很多软件都出现了 Docker 版本。当然，Selenium Grid 也不例外。所以，我也会在这里和你简单介绍一下基于 Docker 的 Selenium Grid 搭建过程。
在这个搭建过程中，你将会发现基于 Docker 运行 Selenium Grid 的话，机器的利用率会得到大幅提高。因为，一台实体机或者虚拟机，往往可以运行非常多的 Docker 实例数量，而且 Docker 实例的启动速度也很快。因此，相对于虚拟机或者实体机方案而言，Docker 方案可以更高效地创建 Node。
接下来，我们就一起看看如何基于 Docker 来搭建 Selenium Grid 吧。
在基于 Docker 搭建 Selenium Grid 之前，你需要先安装 Docker 环境。具体安装方法，https://docs.docker.com/get-started/
接下来，你就可以通过以下命令分别启动 Selenium Hub 和 Selenium Node 了。
#创建了Docker的网络grid
$ docker network create grid
#以Docker容器的方式启动Selenium Hub，并且对外暴露了4444端口
$ docker run -d -p 4444:4444 --net grid --name selenium-hub selenium/hub:3.14.0-europium
#以Docker容器的方式启动并挂载了Chrome的Selenium Node
$ docker run -d --net grid -e HUB_HOST=selenium-hub -v /dev/shm:/dev/shm selenium/node-chrome:3.14.0-europium
#以Docker容器的方式启动并挂载了Firefox的Selenium Node
$ docker run -d --net grid -e HUB_HOST=selenium-hub -v /dev/shm:/dev/shm selenium/node-firefox:3.14.0-europium
相比基于实体机或者虚拟机搭建 Selenium Grid 的方法，基于 Docker 的方式灵活性更大、启动效率也更高、可维护性也更好。而且，在更高级的应用中，比如当我们需要根据测试用例的排队情况，动态增加 Selenium Grid 中的 Node 数量的时候，Docker 都将是最好的选择。关于这部分内容具体的细节，我会在后面两篇文章中详细展开。
