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软件测试|Dubbo 接口测试原理及多种方法

2023-01-04 213
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简介： 软件测试|Dubbo 接口测试原理及多种方法

在这里插入图片描述

1、什么是 Dubbo？

Dubbo 最开始是应用于淘宝网，由阿里巴巴开源的一款优秀的高性能服务框架，由 Java 开发，后来贡献给了 Apache 开源基金会组织。

下面以官网的一个说明来了解一下架构的演变过程，从而了解 Dubbo 的诞生原因：
在这里插入图片描述

  • 单一应用架构

当网站流量很小时，只需一个应用，将所有功能都部署在一起，以减少部署节点和成本。此时，用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM)是关键。

  • 垂直应用架构

当访问量逐渐增大，单一应用增加机器带来的加速度越来越小，提升效率的方法之一是将应用拆成互不相干的几个应用，以提升效率。此时，用于加速前端页面开发的 Web 框架(MVC)是关键。

  • 分布式服务架构

当垂直应用越来越多，应用之间交互不可避免，将核心业务抽取出来，作为独立的服务，逐渐形成稳定的服务中心，使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。此时，用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC)是关键。

  • 流动计算架构

当服务越来越多，容量的评估，小服务资源的浪费等问题逐渐显现，此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量，提高集群利用率。此时，用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键。

2、Dubbo 架构简介

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

Dubbo 比较有特点的地方就是这个注册中心，平常我们测试较多的 HTTP 接口，直接请求接口，调用后端服务即可；而 Dubbo 是要先走注册中心获取服务的位置，下面来举个现实生活中的例子来说明。

现实举例

好比大家平常约朋友一起出去吃饭，听说川菜馆“赠李白”不错，然后需要找这家饭店在哪（用小蓝或小黄App），知道了具体的地址才出发，至于是走路，打车还是骑车，就随意了。

这里 App 就相当于注册中心(Registry)，我们这群吃货就是消费者(Consumer)，商家属于生产者(Provider)。商家把自己的信息注册在 App 上，消费者根据 App 查询到商家的信息，再根据信息找到商家进行消费。

2.1、Zookeeper 简介

之前经常有小伙伴问我 zk 干啥的？怎么用？下面就来简单了解一哈：

ZK，全称就是zookeeper，是 Apache 软件基金会的一个软件项目，它为大型分布式计算提供开源的分布式配置服务、同步服务和命名注册。

下面的图示也可以清晰的说明zk的部署和工作的一些方式(具体的技术细节需要的话可以针对zk专门搜索学习)：
在这里插入图片描述

  • Leader：集群工作的核心，事务请求的唯一调度和处理者，保证事务处理的顺序性。对于有写操作的请求，需统一转发给Leader处理。Leader需决定编号执行操作。
  • Follower：处理客户端非事务请求，转发事务请求转发给Leader，参与Leader选举。
  • Observer观察者：进行非事务请求的独立处理,对于事务请求,则转发给Leader服务器进行处理.不参与投票。

3、什么是 Dubbo 接口？

所谓的 Dubbo 接口，其实就是一个个 Dubbo 服务中的方法，而测试 Dubbo 接口就相当于我们测试人员充当消费者或者创造消费者去"消费"这个方法。

具体的方式有很多，代码、工具、命令皆可，在接下来的内容中来一一演示。

4、Dubbo 接口测试(创造消费者)

以下我将以本地的一个简单的 Dubbo 服务 demo 为例，演示 Dubbo 测试的各种方法。

interface只有两个，分别是OrderService和UserService
在这里插入图片描述

OrderService :slight_smile:

 package com.qinzhen.testmall.service;
    
    import com.qinzhen.testmall.bean.UserAddress;
    import java.util.List;
    
    public interface OrderService {
    
        /**
         * 初始化订单
         * @param userID
         */
        public List<UserAddress> initOrder(String userID);
    }

UserService :slight_smile:

  package com.qinzhen.testmall.service;
    
    import com.qinzhen.testmall.bean.UserAddress;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 用户服务
     */
    public interface UserService {
    
    
        /**
         * 按照userId返回所有的收获地址
         * @param userId
         * @return
         */
        public List<UserAddress> getUserAddressList(String userId);
    
    
        /**
         * 返回所有的收获地址
         * @param 
         * @return
         */
        public List<UserAddress> getUserAddressList();
    }

JavaBean 对象 UserAddress 如下：

package com.qinzhen.testmall.bean;
    
    import lombok.AllArgsConstructor;
    import lombok.Data;
    import java.io.Serializable;
    
    @AllArgsConstructor
    @Data
    public class UserAddress implements Serializable {
    
        private Integer id;
        private String userAddress; //用户地址
        private String userId; //用户ID
        private String consignee; //收货人
        private String phoneNum; //电话号码
        private String isDefault; //是否为默认地址 Y-是  N-否
    
        public UserAddress(){
    
        }
    }

创建一个provider 来实现UserService 的Interface ：
在这里插入图片描述

实现方法中，根据 id 返回对应的用户地址信息即可：
···
package com.qinzhen.testmall.bootuserserviceprovider.service.impl;


import com.alibaba.dubbo.config.annotation.Service;
import com.qinzhen.testmall.bean.UserAddress;
import com.qinzhen.testmall.service.UserService;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

@Component
@Service  //暴露服务
public class UserServiceImpl implements UserService {

    private UserAddress userAddress1 = new UserAddress(1, "杭州市西湖区XX公司", "1", "qz", "12345678", "Y");
    private UserAddress userAddress2 = new UserAddress(2, "杭州市西湖区花园", "2", "qz", "12345678", "N");

    @Override
    public List<UserAddress> getUserAddressList(String userId) {
        if (userId.equals("1")){
            return Collections.singletonList(userAddress1);
        }
        else if (userId.equals("2")){
            return Collections.singletonList(userAddress2);
        }
        else {
            return Arrays.asList(userAddress1, userAddress2);
        }
    }

    @Override
    public List<UserAddress> getUserAddressList(){
        return Arrays.asList(userAddress1, userAddress2);
    }
}

···

4.1 Java consumer 代码

下面我们编写 consumer代码，让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址，以 RPC方式，获取远程服务代理，从而执行远程方法，代码也很简单，如下：
  • 代码结构：

在这里插入图片描述

实现场景就是实现OrderService 中的initOrder() 方法，初始化订单，初始化中直接调用userService 的getUserAddressLis(java.lang.String) 方法,具体代码如下：

 package com.qinzhen.testmall.service.impl;
    
    import com.qinzhen.testmall.bean.UserAddress;
    import com.qinzhen.testmall.service.OrderService;
    import com.qinzhen.testmall.service.UserService;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    import java.util.List;
    
    /**
     * 1、讲服务提供者注册到注册中心(暴露服务)
     *          1）导入dubbo依赖：操作zookeeper的客户端（curator）
     * 2、让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址
     */
    @Service
    public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
        @Autowired
        UserService userService;
    
        public List<UserAddress> initOrder(String userId) {
            //1.查询用户的收货地址
            System.out.println("用户ID为：" + userId);
            List<UserAddress> userAddressList = userService.getUserAddressList(userId);
            return userAddressList;
        }
    }
  • consumer MainApplication
 package com.qinzhen.testmall;
    
    import com.qinzhen.testmall.bean.UserAddress;
    import com.qinzhen.testmall.service.OrderService;
    import com.qinzhen.testmall.service.UserService;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
    import org.springframework.stereotype.Service;
    
    import java.io.IOException;
    import java.util.List;
    
    
    /**
     * 1、将服务提供者注册到注册中心(暴露服务)
     *          1）导入dubbo依赖：操作zookeeper的客户端（curator）
     * 2、让服务消费者去注册中心订阅服务提供者的服务地址
     */
    @Service
    public class MainApplication {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {"consumer.xml"});
            context.start();
            OrderService orderService = context.getBean(OrderService.class); // 获取远程服务代理
            List<UserAddress> userAddresses = orderService.initOrder("3");// 执行远程方法
            System.out.println(userAddresses);
            System.out.println("调用完成。。。");
            System.in.read();
        }
    }
  • consumer.xml:
 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:dubbo="http://code.alibabatech.com/schema/dubbo"
           xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
           xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
            http://code.alibabatech.com/schema/dubbo http://code.alibabatech.com/schema/dubbo/dubbo.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    
        <context:component-scan base-package="com.qinzhen.testmall.service.impl"></context:component-scan>
    
        <dubbo:application name="order-service-comsumer"></dubbo:application>
    
        <dubbo:registry address="zookeeper://127.0.0.1:2181"></dubbo:registry>
    
        <!--声明需要远程调用远程服务的接口，生成远程服务代理-->
        <dubbo:reference interface="com.qinzhen.testmall.service.UserService" id="userService"></dubbo:reference>
    
    </beans>
  • 实例演示：

首先确保provider已启动:
在这里插入图片描述

运行consumer ,可以看到成功调用到dubbo方法，获取地址列表信息：
在这里插入图片描述

4.2 telnet+invoke

我们使用 telnet 命令可以直接访问对应的服务，但是前提是你需要知道服务对应的ip+端口。

如下配置文件，我们可以知道服务暴露在本地的20880端口

dubbo.application.name=boot-user-service-provider
    dubbo.registry.address=127.0.0.1:2181
    dubbo.registry.protocol=zookeeper
    dubbo.protocol.name=dubbo
    dubbo.protocol.port=20880

使用 telnet 命令进行访问，如下出现 Dubbo 字样时说明连接成功：

% telnet localhost 20880
    Trying ::1...
    Connected to localhost.
    Escape character is '^]'.
    
    dubbo>

Dubbo 内建的 telnet 命令的说明和用法如下

  • ls

    • ls: 显示服务列表
    • ls -l: 显示服务详细信息列表
    • ls XxxService: 显示服务的方法列表
    • ls -l XxxService: 显示服务的方法详细信息列表
 dubbo>ls
    com.qinzhen.testmall.service.UserService
    
    dubbo>ls -l
    com.qinzhen.testmall.service.UserService -> dubbo://192.168.2.xxx:20880/com.qinzhen.testmall.service.UserService?anyhost=true&application=boot-user-service-provider&bind.ip=192.168.2.xxx&bind.port=20880&dubbo=2.6.2&generic=false&interface=com.qinzhen.testmall.service.UserService&methods=getUserAddressList&pid=55472&qos.enable=false&side=provider&timestamp=1615088321885
    
    dubbo>dubbo>ls com.qinzhen.testmall.service.UserService
    getUserAddressList
    getUserAddressList
    
    dubbo>dubbo>ls -l com.qinzhen.testmall.service.UserService
    java.util.List getUserAddressList(java.lang.String)
    java.util.List getUserAddressList()

  • invoke

    • invoke XxxService.xxxMethod(1234, "abcd", {"prop" : "value"}): 调用服务的方法
    • invoke com.xxx.XxxService.XxxService.xxxMethod(1234, "abcd", {"prop" : "value"}): 调用全路径服务的方法
    • invoke xxxMethod(1234, "abcd", {"prop" : "value"}): 调用服务的方法(自动查找包含此方法的服务)
    • invoke xxxMethod({"name":"zhangsan","age":12,"class":"org.apache.dubbo.qos.legacy.service.Person"}) :当有参数重载，或者类型转换失败的时候，可以通过增加class属性指定需要转换类
    • 当参数为Map<Integer,T>，key的类型为Integer时，建议指定类型。例如invoke com.xxx.xxxApiService({"3":0.123, "class":"java.util.HashMap"})

然后我们使用invoke 命令对dubbo方法getUserAddressList()进行调用，如下：

 dubbo>invoke getUserAddressList()
    [{"consignee":"qz","id":1,"isDefault":"Y","phoneNum":"12345678","userAddress":"杭州市西湖区xx公司","userId":"1"},{"consignee":"qz","id":2,"isDefault":"N","phoneNum":"12345678","userAddress":"杭州市西湖区xx花园","userId":"2"}]
    
    dubbo>invoke getUserAddressList("1")
    [{"consignee":"qz","id":1,"isDefault":"Y","phoneNum":"12345678","userAddress":"杭州市西湖区xx公司","userId":"1"}]
    elapsed: 14 ms.

学习链接：

其他 Telnet 命令相关操作，需要可参考 Dubbo 官网：

4.3 JMeter

对于 JMeter 测试 Dubbo 接口的方法，可参考往期文章：

《基于 Jmeter 完成 Dubbo 接口的测试》

4.4 Dubbo-admin

对于 Dubbo-admin 的安装调试，可参考文章：

《dubbo-admin+zookeeper 的环境搭建实操与 Could not extract archive 报错踩坑》

4.5 泛化调用

测试 Dubbo 服务的时候，我们需要服务端的同学给我们提供 API，没有这个 API 我们是测不了的，而为了解决这个问题，Dubbo 官方又给我们提供了另外一个方法，就是泛化调用，来看看官方的解释：
在这里插入图片描述
  • 泛化调用的使用

Dubbo 给我们提供了一个接口GenericService，这个接口只有一个方法，就是$invoke，它接受三个参数，分别为方法名、方法参数类型数组和参数值数组；

下面我们直接上代码演示：

import com.alibaba.dubbo.config.ApplicationConfig;
    import com.alibaba.dubbo.config.ReferenceConfig;
    import com.alibaba.dubbo.config.RegistryConfig;
    import com.alibaba.dubbo.rpc.service.GenericService;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    
    public class TestDemo {
    
        @Test
        void testDubboGenericService(){
            // 引用远程服务
            // 该实例很重量，里面封装了所有与注册中心及服务提供方连接，请缓存
            ReferenceConfig<GenericService> reference = new ReferenceConfig<GenericService>();
            // 弱类型接口名
            reference.setApplication(new ApplicationConfig("order-service-consumer"));
            reference.setInterface("com.qinzhen.testmall.service.UserService");
            reference.setRegistry(new RegistryConfig("zookeeper://127.0.0.1:2181"));
    
            // 声明为泛化接口
            reference.setGeneric(true);
    
            // 用org.apache.dubbo.rpc.service.GenericService可以替代所有接口引用
            GenericService genericService = reference.get();
    
            Object result = genericService.$invoke("getUserAddressList", new String[] {"java.lang.String"}, new Object[] {"2"});
            System.out.println(result);
    
        }
    }

运行后我们来看看结果，咦~也成功访问了：

在这里插入图片描述

  • 泛化调用的原理

我们通过 debug 跟入 Dubbo 的源码中，可以得到如下的调用链：

服务消费端：
在这里插入图片描述

服务提供端：
在这里插入图片描述

从上面的调用链可以知道完成一次泛化调用，Dubbo 框架经历了很多过滤器，我们分别选取两端链路中的最后一步的 Filter 来简单了解一下泛化调用做了哪些事.

简化后的调用关系就如下：
在这里插入图片描述

先来看consumer 端的GenericImplFilter ，大概看下核心的处理步骤：

// 判断是否为泛化调用
    if (invocation.getMethodName().equals(Constants.$INVOKE)
                    && invocation.getArguments() != null
                    && invocation.getArguments().length == 3
                    && ProtocolUtils.isGeneric(generic)) {
       // 获取泛化调用参数
                Object[] args = (Object[]) invocation.getArguments()[2];
                // 判断是否为nativejava方式
                if (ProtocolUtils.isJavaGenericSerialization(generic)) {
    
                    for (Object arg : args) {
                        if (!(byte[].class == arg.getClass())) {
                            error(byte[].class.getName(), arg.getClass().getName());
                        }
                    }
                // 判断是否为bean方式
                } else if (ProtocolUtils.isBeanGenericSerialization(generic)) {
                    for (Object arg : args) {
                        if (!(arg instanceof JavaBeanDescriptor)) {
                            error(JavaBeanDescriptor.class.getName(), arg.getClass().getName());
                        }
                    }
                }
       // 设置为泛化调用方式
                ((RpcInvocation) invocation).setAttachment(
                        Constants.GENERIC_KEY, invoker.getUrl().getParameter(Constants.GENERIC_KEY));
            }
            // 发起远程调用
            return invoker.invoke(invocation);

再来看provider端的GenericFilter，大概的核心处理步骤如下：

package com.alibaba.dubbo.rpc.filter;
    
    import ...
    
    /**
     * GenericInvokerFilter.
     */
    @Activate(group = Constants.PROVIDER, order = -20000)
    public class GenericFilter implements Filter {
    
        @Override
        public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation inv) throws RpcException {
         // 判断是否为泛化请求
            if (inv.getMethodName().equals(Constants.$INVOKE)
                    && inv.getArguments() != null
                    && inv.getArguments().length == 3
                    && !ProtocolUtils.isGeneric(invoker.getUrl().getParameter(Constants.GENERIC_KEY))) {
                // 获取参数名称、参数类型、参数值
                String name = ((String) inv.getArguments()[0]).trim();
                String[] types = (String[]) inv.getArguments()[1];
                Object[] args = (Object[]) inv.getArguments()[2];
                try {
                 // 使用反射获取调用方法
                    Method method = ReflectUtils.findMethodByMethodSignature(invoker.getInterface(), name, types);
                    Class<?>[] params = method.getParameterTypes();
                    if (args == null) {
                        args = new Object[params.length];
                    }
                    // 获取泛化引用方式使用的泛化类型
                    String generic = inv.getAttachment(Constants.GENERIC_KEY);
                    // 泛化类型为空的话就使用generic=true的方式
                    if (StringUtils.isEmpty(generic)
                            || ProtocolUtils.isDefaultGenericSerialization(generic)) {
                        args = PojoUtils.realize(args, params, method.getGenericParameterTypes());
                    // 判断是否为generic=nativejava方式
                    } else if (ProtocolUtils.isJavaGenericSerialization(generic)) {
                        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
                            if (byte[].class == args[i].getClass()) {
                                try {
                                    UnsafeByteArrayInputStream is = new UnsafeByteArrayInputStream((byte[]) args[i]);
                                    args[i] = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Serialization.class)
                                            .getExtension(Constants.GENERIC_SERIALIZATION_NATIVE_JAVA)
                                            .deserialize(null, is).readObject();
                                } catch (Exception e) {
                                    。。。
                                }
                            } else {
                                。。。
                            }
                        }
                      // 判断是否为generic=bean方式
                    } else if (ProtocolUtils.isBeanGenericSerialization(generic)) {
                        for (int i = 0; i < args.length; i++) {
                            if (args[i] instanceof JavaBeanDescriptor) {
                                args[i] = JavaBeanSerializeUtil.deserialize((JavaBeanDescriptor) args[i]);
                            } else {
                                。。。
                            }
                        }
                    }
                    // 传递请求，执行服务
                    Result result = invoker.invoke(new RpcInvocation(method, args, inv.getAttachments()));
                    。。。
    }

上面的代码很多，着重来提取一小段看一下：

Method method = ReflectUtils.findMethodByMethodSignature(invoker.getInterface(), name, types);
    Class<?>[] params = method.getParameterTypes();

从上面的代码中我们便可以得知原来泛化调用中使用了Java的反射技术来获取对应的方法信息完成调用的

4.6 用 Python 来测试 Dubbo

我们知道 Dubbo 是个 Java 项目，测试 Dubbo 就是模拟消费者去调用 Dubbo 的 Java 方法，那显而易见，用 Python 是肯定没法去直接调用Java的，但是在日常的工作中，很多小伙伴可能是 Pyhton技术栈的，或者因为一些测试条件限制亦或历史原因，必须要将 Dubbo 测试用 Python 实现以满足各种接口测试的一个组合。
  • 1. python-hessian库

Dubbo是支持hessian+http协议调用的，hessian是一种二进制序列化的方式。

了解到可以通过这种方式实现，具体没有尝试过，还需要开发在项目中将序列化的方式改为hessian，并且需要知道URL，有兴趣的小伙伴可以去了解一下。

  • 2. telnetlib库

telnetlib是Python3自带的一个库，可以调用telnet命令，其实也就相当于上面说到的使用telnet方式访问dubbo的方法

  • 3. 开发dubbo测试服务

我们可以使用 Java 来开发一个 Dubbo 测试的 Web 服务，实现上就可以使用 Dubbo 的泛化调用，然后我们再用 HTTP 访问的形式去访问这个服务，将我们的测试参数信息传过去，剩下的就交给 Java 去处理就好了。

这样经过封装设计后，可以实现 Python 端的使用者在访问 Dubbo 时就像在测试HTTP接口一样(例如 Python 的request库)；另外服务的 IP、端口、注册中心等信息都不用出现在测试的工程中，只需要用环境标签做区分，在服务端进行请求转发即可，也保证了一定安全性。

大体上的思路流程如下：
在这里插入图片描述

以上，期待与大家多交流学习。

文章标签：
微服务引擎
Java
Python
前端开发
测试技术
应用服务中间件
分布式计算
Dubbo
Apache
API
调度
关键词：
接口测试
Dubbo原理
测试方法
测试接口
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