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接口测试快速入门1简介 焦点关注

来源：博客园

简介

本章介绍应用程序编程接口（API application programming interface）和 API测试。API测试是软件测试活动的一个重要方面（在典型的基于服务的软件开发过程中）。它包括测试应用程序的业务组件，通常表示为API，然后再开发UI。一个微服务处理单一需求的API。


(相关资料图)

什么是API测试？

API对应用层进行抽象，并提供资源供客户端使用。API是任何典型的Web应用、多层Web应用或移动应用的骨干，它隐藏了系统的内部细节，例如如何为消费者处理在线支付。

API是应用程序的中间层，它与后端打交道，通常通过ORM（对象关系映射Object-Relational Mapping）或其他工具，或直接与数据库和前端打交道。API在后端和前端之间充当代理。API根据用户的要求/请求从后端读取数据，并将响应发送到前端。

没有前端的API提供服务，例如支付网关、天气预报等。

上图显示了典型的基于服务的软件应用结构。它在有数据库，中间层的API，以及从浏览器或移动应用程序发出的请求。

微服务是处理单一需求的API，该服务可以独立运作/部署。微服务是定义典型软件应用程序的业务逻辑的API，实现快速开发和可扩展的软件开发理念。

API测试涉及到业务工作流程。这可能被归类为黑盒测试，但从技术上讲，它更像是一种灰盒测试，测试人员简单地了解一些内部实施的细节，但不深入。他们通过对API内部使用的代码路径或逻辑的技术方面的了解，单独测试API。

API有约定的格式，比如JSON/XM）。它接受给定格式和所需参数的请求，并提供规定格式的正确响应。这种测试直接与应用服务器打交道。它可能涉及测试应用程序的单个组件或组合几个组件。标准测试技术适用于测试API时，如等价类、边界值分析、大请求、无效请求、未授权请求等。

API测试需要特定的工具，如httpie、curl、火狐和Chrome插件restclient、Postman和RestAssured等，它们支持请求方法和用于检索API的协议。常用的协议是HTTP(S)。测试人员用所需的请求方法键入URL，在API测试工具中以与API消费者相同的方式请求参数，然后在应用程序的上下文中验证响应/输出。

测试计划或用例是必要的，就像用户工作流测试一样。测试计划有输入，预期输出，和前提条件等。

上述段落中的概念将在以后的章节中更详细地介绍。

API测试的必要性

API测试使用之前发现功能/性能/安全/（更多类型）错误的最快方法。

在软件开发过程中，早期测试的投资回报率较高。由于API测试具有更大的代码/功能覆盖面，与前端测试相比，测试的效率往往要高很多。在单个API层面上识别错误的速度更快，因为与在前端层面上发现错误相比，复杂性更低，发现错误的可能性更高。

不测试API和在前端层面测试只会使测试更加复杂和乏味，而且通常需要更多的测试时间和资源。只测试前端是容易出错。由于前端的变化频率往往比后端/中间层高得多，失败率也往往更高。因此识别错误是后端/API的错误还是前端的错误是很耗时的。

有效地实施API测试可以帮助减少测试工作，节省时间和成本。

API测试的类型

API对消费者/前端的请求做出响应。响应应该是快速的。API不应允许未经授权的用户访问。当并发用户访问API时，它应该在规定的时间内响应。对API的无效请求应适当处理，并应返回错误信息。API应该遵守当地的法律。如果API是作为一种服务提供的，那么它应该保持与消费者的合同，参数不应改变，等等。

API最容易出现的问题

  • 61%的可靠性

  • 22.2%的安全性

  • 16.7%的性能

以下是API测试的类型：

功能测试

解决API的功能问题，例如按照业务要求返回响应。涉及控制流和数据流等。

发送和返回都符合接口设计；正确地实现了功能，比如能创建或删除用户，数据库和缓存数据处理正确等。

参数：参数的边界值和等价类划分；组合可选参数；参数为空字符串、null等特殊值；参数长度；参数类型；sql注入；包含特殊符号和编码的参数。

重复与时序测试

多次重复测试返回结果正常且一样。由于API是非常松散的耦合，乱序、丢失、重复调用如何应对？竞争和加锁的情况如何处理？时序与生命周期特别重要。

重复添加或删除用户，不会对数据库和缓存等造成不良影响，提示的错误码与文档一致。

性能测试

解决负载下的响应时间。当在同一时间点上对给定的API提出多个请求时，API应该按照服务提供商和消费者之间商定的SLA定义，在允许的时间范围内返回响应。 需要考虑多个API的组合，以及多个微服务共享服务器、DB等情况。

  • 预计API将如何被使用？
  • 如果它突然变得流行，会发生什么？
  • API是否有全球24/7使用的高可用性？
  • 是否有可能出现使用高峰的时候（例如比如全民做核算）？
  • 响应时间、并发、吞吐量等指标。

局域网内单次调用在50ms内完成、在1000并发的情况下最大相应时间不超过60ms、资源占用正常等。是否有峰值，过量是否会产生不良效果。资源消耗与容量等。重点关注响应时间、吞吐量、并发数、可靠性、 cpu、io、内存、gpu、网络等资源占用。

安全测试

解决了通过获取会话、参数篡改等方式对API进行未授权访问的问题。API不应允许任何匿名/未经授权的用户通过自身获得数据的访问。

  • 蠕虫病毒和其他负载攻击。

  • 无效的认证。

  • SQL注入。

  • 加密级别不够。传递和存储的敏感数据和日志需要加密，并且难以破解。

  • 未经授权的访问控制。 黑白名单：非授权的主机不能访问接口

  • 云问题。如果API位于云端，安全问题可能更严重，因为通常对物理网络安全的有效控制很少。

  • 意外的误用。调用方非预期滥用、文档不佳或编程错误等造成，也可能是恶意攻击。

噪声测试

解决请求中的无效或故障数据。API应该相应地、及时地做出响应。如果数据是无效的，API应该用适当的错误代码/消息来回应。

弱网

双向通信能否正常完成。尤其要考虑丢包，延迟、2G等差网络场景。可以使用linux的防火墙及tc命令或facebook的ATC框架模拟。

错误代码和消息测试

解决不正确的输入数据，并以适当的错误代码和消息进行响应。通常错误的产生是由于参数传递不正确（例如，不按顺序）或超出范围。

扩展测试

与基础设施有关，这是DevOps的常规工作，但API在这种情况下也会被测试。这主要是在微服务架构中，特定的API被更频繁地使用。API应该是可扩展的，因为并发访问将更加频繁，而且API应该一直可用。经常在性能测试中验证。

合规性测试

属于API被消费的地方管辖。例如，如果API要求提供个人信息（手机号码、出生城市等），那么这些信息应该由供应商保护，不允许任何试图获取这些信息的行为，并且应该保持审计日志。

许多行业要求软件必须符合各种法规和标准。法规可能来自政府和准政府实体，如FDA或EPA。标准可能来自于国际组织或行业团体。例如，如果软件处理信用卡或借记卡，它必须符合PCI标准。以任何方式处理健康信息的系统必须符合HIPAA标准。API可能受制于服务水平协议（SLA）或其他技术协议。如果不能满足这些协议，可能会给组织带来大量的惩罚或罚款。

CDCT（消费者驱动的合同测试）

意味着服务提供者总是保持相同的请求有效载荷。这对服务提供者的业务至关重要。如果有效载荷被改变，那么消费者请求将开始失败，这将是业务的损失。即稳定性。

变更管理

你的API是否依赖于其他API？当这些改变时，你将如何知道？API的数据模式是至关重要的。即使是对模式的一个小的改变--例如，将一个整数改为实数--也可能导致缺陷和失败。

API通常是由不同的小组开发的。试图确保所有参与者的时间表是一致的，一个小组做了一些改变，然后这些改变就像海啸一样波及所有的开发小组。

失败管理

API在生产中出现故障，你将如何知道？当（以及如果）外部组织停止使用你的API时，你是否能够找出原因和发生的时间？

数据

API的创建、查询、更新和删除等正确。数据库事务、大量数据、数据迁移等。

组合

边界值和API组合场景等。

业务组合：比如扣费需要综合考虑闲时、忙时、节假日、集团用户优惠等各种因素。注意接口的水平和垂直组合。

协议

比如SNMP协议与其他厂商的互通，私有部分的实现。又如私有协议。

可移植性问题

你的API有可能需要在不同的层面上工作。它们可能被直接调用，也可能被其他API调用，而这些API又被其他API调用，再由ESB控制。

文档

文档必须进行正确性测试。由于大量的开发者需要与你的API进行交互，文档必须为所有的开发者提供足够的信息。而文档的质量是至关重要的。文档中的数据顺序、数据类型、格式、甚至大写字母都是至关重要的，必须正确。

易用性

软件开发者是否能真正学习和理解如何成功地使用API？是否容易调用、简洁、语法一致等？

可测试性

使API的人很可能想用他们自己的API层来测试它。这可能需要特殊的环境(沙箱)供他们发挥，。这些测试是否正确，而不干扰生产环境？

甚至可以考虑使用mock伪造返回。

  • 其他：更多需要关注的点请参考ISO/IEC 25010:2011

优势

在软件开发的早期阶段发现bug是有好处的。在实施API之前，在后端找到一个bug，可以节省开发API的时间。在中间层/API中发现错误，可以节省前端开发的时间。在产品交付的软件开发模式中，越晚测试，测试工程师在紧迫的期限内找到bug就越复杂，越有挑战性。

在业务层找到bug有利于交付高质量的产品。如果API测试得足够好，对产品开发团队有明显的好处。

以下是做API测试的几个优势。

  • 容易实现自动化
  • 能更快地找到bug
  • 独立于GUI
  • 较大的代码路径覆盖率

API测试的挑战

  • API测试中的主要挑战是参数组合，参数选择和调用排序
  • 没有GUI可用于测试
  • 验证和验证不同系统中的输出对于测试人员来说很难
  • 测试人员需要了解参数选择和分类
  • 异常处理功能需要测试
  • 开发技能

参考资料

  • 本文涉及的python测试开发库 谢谢点赞！
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补充

应用程序编程接口(API Application Programming Interface)是不同的进程、程序和/或系统之间进行通信的代码。API经常被用于C/S架构，一个进程向其他进程提供某种功能。它支持两个独立软件系统之间的通信和数据交换。API起源于远程过程调用(RPC remote procedure call)。

API实际上有两种不同的类型。本地API通常用于与操作系统、数据库和I/O或其他在本地处理器上执行工作的进程进行交互。例如打开文件，分配堆内存，在数据库上启动事务，在屏幕上显示数据，或者捕获鼠标动作，他们在编程语言中进行API调用来执行任务。通常程序员甚至不知道他们正在调用各种API，因为编程语言往往隐藏了直接调用。

但一般所说的API是对远程处理的请求的实现。API实现了指定了本地进程请求从远程位置完成任务的方式，并定义了该任务的结果返回给本地进程的方式，是一种协议。协议中包括指定要完成的任务的技术，数据传递给远程进程的方式，信息实际传达给远程位置的方式，结果传递回来的方式，以及解释这些结果的方式。

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