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                        安卓手機性能自動化測試智能系統開發

                        添加時間:2019/02/25 來源:北京郵電大學 作者:朱陸坤
                        論文對現有的安卓手機測試技術展開研究,針對當前測試技術的不足,提出了一種安卓手機性能自動化測試架構,為大規模安卓手機測試提供了解決方案,論文詳細介紹了系統的各個模塊,并對各個模塊用到的技術細節做了詳細闡述。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          安卓系統自進入人們視野以來,因其開放性和穩定性備受手機廠商和智能硬件公司追捧,基于安卓系統的各種終端設備不斷涌現。由于待測應用程序的復雜性和移動設備資源的有限性,以及各大安卓設備廠商對安卓系統進行了深度定制,使得安卓系統測試難度不斷加大。安卓系統測試往往包含很多的重復性勞動,傳統的人工測試方式需要大量的測試人員才能滿足軟件測試的需求。針對以上問題,Google公司開源了 Uiautomator框架,以期通過自動化程序解決安卓軟件重復性測試問題,以節省測試人力。雖然安卓自動化測試框架在一定程度上提高了安卓軟件的測試效率,但它并沒有解決測試用例的篩選、潛在失敗測試用例智能調度和大規模測試需求等問題。本文基于以上問題,提出了一種新的安卓手機性能自動化測試智能系統。

                          本文的主要工作包括:(1)通過分析傳統測試技術的不足,提出一種新的安卓手機性能自動化測試智能系統;(2)通過網絡爬蟲獲取垂直應用市場上的軟件信息,根據軟件評分、下載數、瀏覽數對流行應用排序,從流行應用中提取測試用例;(3)引入協同過濾推薦算法推薦潛在失敗測試用例,通過調度器達到測試用例的智能化調度,提升漏洞的挖掘效率;(4)優化Hadoop下小文件存儲和作業調度問題,提升測試日志的解析效率;(5)系統的驗證與測試。

                          為了評估系統的可行性,本文搭建了測試平臺,對市場上主流機型進行功能驗證。實驗結果表明,安卓手機性能自動化測試智能系統能夠有效的挖掘安卓系統下的潛在漏洞,同時有效避免重復性的人工勞動;基于網絡爬蟲提取測試用例,保證了測試用例的科學性和優質性;通過引入協同過濾算法推薦潛在失敗用例優先執行,提高了失敗測試用例的挖掘效率;并提出一種適用測試場景的日志存儲和解析引擎,大幅度提升了測試曰志解析效率。實驗表明,本系統有效地提升了漏洞挖掘的準確性和效率,使單人多機大規模手機測試成為了可能,為后續手機測試研宄提供了重要的參考價值。

                          關鍵詞:安卓 自動化測試 協同過濾 網絡爬蟲 日志存儲

                        ABSTRACT

                          It has been sought after by many mobile phone manufacturers and smart hardware companies since the emergence of Android system because of its openness and stability. And many terminal equipments based on Android system continue to emerge. Due to the complexity of the application to be tested and the limited resources of mobile devices, meanwhile the major android equipment manufacturers have depth customization on Android, gradually increase the difficulty of testing. Android software testing often contains a lot of repetitive work, the traditional manual testing requires a large number of testers to meet the test requirements. To solve these problems, Google make Uiautomator framework known to public, in order to solve the problem of the Android software repeatability test by means of automated procedures, thereby saving testing manpower. Automated test framework improves the efficiency of the test in a certain extent. But it does not solve the test case selection, the potential failure of intelligent scheduling and use of large-scale mobile phone testing and other issues. Based on the above pain points, this paper presents an intelligent test system for Android mobile phone performance.

                          The contributions of this paper include: (1) This paper presents a new intelligent test system of Android mobile performance through analyzing the shortcomings of traditional testing technology based on the introduction of Android automatic test technology. (2) Based on the research and implementation of web crawler-based test case extraction technology: get the software information in the vertical application market through web crawler. Sort the popular application according to the software score, download number and the views. Then write test cases based on popular applications. (3) Introduce the collaborative filtering recommendation algorithm to rapidly mining the potential failure test cases. And improve the efficiency of vulnerabilities mining through the scheduling module to test the intelligent scheduling of cases. (4) Optimize hadoop for small file storage and job scheduling to improve the efficiency of test log analysis. (5) System validation and testing.

                          In order to evaluate the feasibility of the system, this paper builds a test platforai to verify the mainstream mobile phone function. The experimental results show that the intelligent system of Android mobile performance test can effectively exploit the potential vulnerabilities under the Android system, and avoid the repetitive manual labor effectively. Ensure the test case of scientific and quality based on the network crawler extract test cases. The proposed method can improve the efficiency of mining failure test cases by introducing collaborative filtering algorithm. In addition, a log storage and parsing engine for testing scenarios is proposed, which greatly improves the eiBficiency of test log analysis. The system effectively improves the accuracy and efficiency of vulnerabilities mining, and single-person multi-machine large-scale mobile phone testing has become possible. At the same time, it provides an important reference value for the follow-up mobile phone test research.

                          KEY WORDS: Android, Automated testing, Collaborative filtering, Web crawler, Log storag

                          隨著移動互聯網的發展,接入互聯網的智能手機、平板電腦和可穿戴設備的數量也快速增長,同時運行在智能設備上的各種應用程序迎來爆發。安卓系統得益于其靈活的移植性、開放性和可擴展性被廣泛應用于各類移動智能終端設備。普通用戶對手機性能的要求逐漸提高,使得各種手機商也開始重視安卓設備的穩定性、易用性和可信賴性。

                          為了符合國內用戶習慣,打開國內手機市場,國內各大手機廠商不惜花費巨大人力成本對安卓系統進行深度定制,例如小米公司的MIUI系統在原生系統的基礎上添加了偽甚站識別功能并優化將電模式等功能;錘子科技的Smartisanos開創性地加入了OneStep、Big Bang等新特性,創造出信息處理的全新交互模式,并結合訊飛語音輸入,優化文字輸入、編輯和分享等功能,大幅提升了安卓手機的性能。安卓系統的開源特性給手機廠商帶來諸多優勢的同時,也增加了測試難度。近年來每天都有大量基于安卓系統的新產品上市,要保證這些產品的質量,加快產品的上線速度,必須依靠全面正規的測試。很多軟件問題和系統問題可以在測試階段被發現,開發者可以通過測試報告找到當前程序的不足之處,對程序加以改進,從而不斷提高程序性能[1]。程序嚴謹的邏輯性決定了測試工作往往是重復的和低腦力的,并且又需要穩定準確的操作。在這種場景下,計算機的優勢遠大于人力。同時,傳統的手工測試方式具有以下缺點:測試人員的代碼能力較低是國內測試人員的一個通病,測試人員很難在代碼層面做出測試。由于測試工作的枯燥性和重復性,測試人員長時間工作之后難免會出現各種疏忽,從而造成測試結果的不準確性。一些系統級相關的錯誤,往往通過壓力測試才能發現,很難通過人工測試找到;谝陨蠁栴},自動化測試技術在軟件測試領域具有很大的應用前景和應用價值。

                          安卓手機自動化測試系統是由測試用例提取、測試管理系統、測試用例調度、日志存儲和日志分析等模塊組成。其中測試用例的提取是整個測試系統的基礎,全面優質的測試用例有助于提高測試結果的準確性和全面性。傳統的測試用例提取主要是依賴人工篩選,測試人員根據主流軟件應用的特點和類別提取測試用例,人工篩選測試用例有很大的主觀性和局限性,這種方式篩選的測試用例往往不能覆蓋手機的大部分功能,造成一些潛在漏洞不能被及時挖掘,進而影響用戶使用體驗[2]。同時人工篩選的測試用例往往在功能點上是冗余的,會造成功能的重復測試,無形中增加了測試周期[3]。傳統的測試系統一般是單人單機、單人一組機的模式,在這種模式下,一個測試人員只能負責少量的測試機型,由于系統功能的不完整,在測試過程中需要測試人員不停的檢查測試狀態,造成整個系統的測試效率比較低下。日志分析模塊是測試系統的重要一環,失敗用例的分析和潛在失敗測試用例的相關性推薦[4][5]都需要測試日志作為支撐,然而測試日志一般是非結構化的文本,如何快速地在大量日志中提取出有價值的信息成為測試系統的性能瓶頸。

                          盡管傳統的自動化技術受到廣大手機廠商的重視和支持,但是多年來并沒有在實際測試中得到大規模應用,究其原因就在于傳統的自動化測試系統在測試效率和漏洞挖掘方面存在明顯不足。在此背景下,本文在傳統的測試平臺基礎上,針對測試用例提取、測試系統架構、日志存儲和日志分析等技術進行了系統研宄,通過吸收傳統測試技術的優秀思想,研宄一種新的安卓手機性能自動化測試智能系統,以期化解傳統測試系統的缺陷和弱點。

                          安卓手機性能自動化測試智能系統:

                        測試用例控制圖
                        測試用例控制圖

                        手機狀態和日志下載頁面圖
                        手機狀態和日志下載頁面圖

                        傳統爬蟲DNS解析性能與新型爬蟲DNS解析性能對比
                        傳統爬蟲DNS解析性能與新型爬蟲DNS解析性能對比

                        隨著時間推移緩存命中數
                        隨著時間推移緩存命中數

                        a與MAE關系圖
                        a與MAE關系圖

                        數據稀疏性與MAE關系
                        數據稀疏性與MAE關系

                        隨著文件數據量增大作業分配時間占比變化
                        隨著文件數據量增大作業分配時間占比變化

                        測試用例調度器架構圖
                        測試用例調度器架構圖

                        測試用例執行器架構圖
                        測試用例執行器架構圖

                         

                        目錄

                          第一章 緒論
                            1.1項目背景
                            1.2研宄現狀
                              1.2.1國外研究現況
                              1.2.2國內研究現況
                            1.3主要工作
                              1.3.1研宄內容
                              1.3.2創新之處
                              1.3.3應用前景
                            1.4論文結構
                          第二章 安卓手機自動化測試智能系統相關技術介紹
                            2.1安卓系統介紹
                            2.2安卓系統的特點和優勢
                            2.3安卓系統架構介紹
                            2.4安卓手機測試的價值
                            2.5現有的安卓手機自動化測試技術
                            2.6傳統自動化測試系統的不足
                            2.7關鍵技術背景介紹
                              2.7.1網絡爬蟲介紹
                              2.7.2推薦算法介紹
                              2.7.3HDFS存儲原理介紹
                              2.7.4MapReduce執行原理介紹
                            2.8本章小結
                          第三章 安卓手機性能自動化測試智能系統關鍵技術研究與設計
                            3.1基于網絡爬蟲的測試用例提取
                              3.1.1典型的測試用例介紹
                              3.1.2移動應用網絡爬蟲架構
                              3.1.3DNS解析模塊優化
                            3.2潛在失敗用例相關性推薦
                              3.2.1基于屬性和獎懲因子的item-based協同過濾算法優化與實現
                            3.3基于HDFS和Hbase小型測試日志存儲優化
                              3.3.1小文件導致的問題
                              3.3.2傳統的小文件存儲問題解決方案
                              3.3.3改進的小文件存儲方案
                            3.4MapReduce作業執行過程優化
                            3.5本章小結
                          第四章 安卓手機性能自動化測試智能系統實現
                            4.1安卓手機性能自動化測試智能系統架構
                            4.2測試用例提取層設計與實現
                              4.2.1網頁下載器設計與實現
                              4.2.2網頁解析器實現
                              4.2.3URL去重模塊實現
                              4.2.4信息存儲模塊實現
                              4.2.5測試用例劃分和編寫實現
                            4.3控制器實現
                            4.4測試用例調度器實現
                            4.5通信模塊實現
                            4.6測試用例執行器實現
                            4.7日志存儲和解析模塊實現
                              4.7.1在Hadoop上解析日志
                            4.8數據存儲模塊實現
                              4.8.1數據表設計
                              4.8.2數據表操作
                            4.9用戶輸入層實現
                            4.10本章小節
                          第五章 系統搭建及驗證測試
                            5.1系統環境與配置說明
                            5.2安卓手機性能自動化測試智能系統測試與驗證
                              5.2.1新型爬蟲DNS解析優化性能分析
                              5.2.2改進后的item-based協同過濾算法性能分析
                              5.2.3優化后的MapReduce處理作業調度性能分析
                              5.2.4測試系統穩定性測試
                              5.2.5漏洞反饋功能性測試
                            5.3本章小結
                          第六章 結束語
                            6.1論文總結
                            6.2下一步研究工作
                          參考文獻
                          致謝
                          攻讀碩士期間發表的論文

                        (如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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