2020年618大促已经过去，作为淘系每年重要的大促活动，淘系前端在其中扮演着什么样的角色，如何保证大促的平稳进行？又在其中应用了哪些新技术？淘系技术特此推出「618 系列|淘系前端技术分享」，为大家介绍 618 中的前端身影，上篇内容《618 大促背后的淘系前端技术体系》。
前言
本篇来自于 淘系技术部 互动前端团队，今年我们带来了名为“幸运列车”的互动游戏，携全国各地的特色农货和美食，让大家在这个夏天寻味中国。
从2019年双十一的 “盖楼 ”到今年618的 “开列车”，在大促互动游戏背后，是业务多变性、产品稳定性和研发效率的多重博弈。本文介绍了淘系互动前端团队如何应对研发效率 & 产品稳定性的挑战，内容涵盖“互动智能测试” & “弹窗规模化生产”这两个技术方案。
互动智能测试
当前互动玩法愈发新颖多样，这给业务开发的效率带来很大的挑战，我们需要在视图模型中维护大量的状态。
以列车合成区域（下图红框）的状态为例，共有10个合成位可以放置车厢，每个车厢有58个等级，开发的时候需要模拟大量的数据。另外在互动过程中还有抽中红包等概率事件，异常状态情况的验证也有很高的成本。
618互动游戏的玩法可以简单归纳为：用户通过各种行为获取喵币，消耗喵币升级列车换取惊喜红包，最后兑换现金红包的过程。
我们通过机器学习的手段，帮助我们模拟用户的行为，获得真实交互环境中产生的数据，而不是手动枚举方式造测试数据。同时还结合 Puppeteer 模拟真实客户端环境，在线上需要变更时，快速的进行前端功能回归验证，减少研发成本。
▐ 强化学习
强化学习是机器学习中的一个领域，强调如何基于环境行动，以取得最大化的预期利益，也意味着能够更快速的到达互动玩法的最终状态。
其中环境通常被规范视为马尔可夫决策过程（MDPs）。首先介绍几个概念：
- Agent：学习和做决策的主体
- Environment：Agent 交互的对象
- State：Agent 的状态
- Action：行动，Agent 会根据当前的状态选择 Action
- Reward：奖励
MDPs 简单说就是一个智能体（Agent）采取行动（Action）从而改变自己的状态（State）获得奖励（Reward）与环境（Environment）发生交互的循环过程。Agent 会持续的和环境交互，根据当前的状态选择 Action，而环境会给 Agent 新的状态和 Reward。
为了在项目中生成数据，我们定义了如下 Action：收金币、购买车厢、合成车厢等。Agent 不断与赛车玩法交互，Agent 从初始化状态开始，进行“发送 Action -> 更新状态”的循环，直到最终达到目标“抽大奖”，学习过程到此结束。
学习流程图
我们将学习过程中的状态快照记录了下来，作为服务接口的测试数据，帮助前端侧开发和调试。
▐ 自动回归测试
互动场景下的前端交互非常复杂，然而前端功能回归一直以人工方式为主。我们在项目中尝试自动生成测试用例，用于回归测试。
从用户交互的视角出发，收金币、购买车厢、合成车厢都对应用户的一次交互行为。我们在 Puppeteer 环境中运行页面，根据沉淀下来的数据，回溯到特定的状态。并结合强化学习，择优触发前端Action事件，模拟真实的用户操作，最终形成用户的前端交互行为树。
用户交互行为树
得到用户交互行为树之后，我们会对行为路径再进行优化，排除无价值的链路，合并重复链路，并最终拆分成简短的片段便于测试。如合成车厢 N 次，会处理成为 N 个测试用例，尽量以同种状态下的最短路径作为最终的测试用例。
前端测试用例图
在需要回归测试时，我们可以在 Puppeteer 环境中回放测试用例，做到了前端功能的自动回归。这个过程中，我们把各个测试用例的UI快照保存了下来，利用图像识别技术进行最后的校验。
以倒计时浏览任务为例，我们需要验证在跳转后的页面上，是否正确的展示了某个组件，通过图像元素的对比，可以判断该功能点是否正常。
检测到组件，测试用例通过
互动项目的业务逻辑，是一系列用户行为带来的反馈的组合体，智能测试方案在本次 618 互动项目中，成为了前端开发测试阶段的提效利器。在线上阶段发生变更时，可以快速完成线上功能的全量回归和新功能的验证，保障线上业务的稳定。
弹窗规模化生产
今年的618的弹窗场景数量是去年618的2.5倍，弹窗由于可以避免触及到游戏区域的复杂变动，常常被用来满足各类支线乃至主线需求，帮业务完成各个细分领域的玩法覆盖，在无线营销互动领域中，弹窗需求一直处于持续增量的状态。
弹窗看似简单，但每个弹窗都有自己的意义以及属性，可复用范围非常受限，传统方式研发弹窗的成本较高，在业务快速发展的背景下，我们需要有更快更好的研发交付能力。
▐ 表达层与逻辑层的解耦
一般情况我们可能会将弹窗沉淀成包含UI的弹窗组件库，也会进一步会将弹窗细节抽象出header、body、button、footer 等配置项。但这样会有一些问题，在互动领域下的一个按钮布局、一个图标形式都会让这个“组件”越来越臃肿，所以不要天真的试图用前端的设计思路，去预判设计师天马行空的设计理念。毕竟不同的玩法和品牌形象下，对UI的定制往往有较强的诉求，因此在营销互动中很难达到真正的UI可复用，因此我们要将表达层完全抽离出来，弹窗方案的逻辑层只负责模型的处理，表达层通过接受数据变化带来的“表达”变化。
例如实现了一个抽奖玩法，逻辑层包含了数据模型、登录初始化请求数据以及抽奖事件的后续逻辑行为，那么该数据模型下最终表达层选用的是老虎机、大转盘还是直接点击抽奖按钮其实都是兼容的。
▐ 解耦下的弹窗逻辑层
参照上述的解耦方法，我们将弹窗的能力分为UI层跟逻辑层，大致结构是逻辑通过事件唤起弹窗，先抛开UI层那么先对逻辑进一步结构化，最终逻辑层的结构以及逻辑层跟UI层的关系如下图所示：
逻辑层通过监听业务数据层变换，初始化后Trigger管理器负责从配置队列中检索到匹配条件的行为，开发者几乎可将所有诉求类的弹窗根据Conditions（触发条件）、 Times（展示次数）、Level（层级面）等能力描述出来，并通过配套的runtime快速生成业务所需的逻辑，例如一个初始化进来后的弹窗只需要描述这样一个DSL：
▐ 解耦下的弹窗视图层
为了给予设计师更多的发挥空间，我们对UI进一步结构化拆解，直到要达到可以快速编排出UI，以及支持动态下发。
一个项目中往往会有多个弹窗，每个弹窗有许多图层组合，假设类型比较简单只会有组、图片、文案等类型的图层，图层上会有静态&动态的属性描述。
我们可以通过经验所得来的项目 > 场景 > 图层各个维度的拆解，把静态配置+动态绑定等能力对弹窗的UI进行结构化描述，如下图：
首先UI部分是纯函数式的，所以只需要支持UI描述以及动态参数，就可以展示实际的弹窗UI，让业务开发专注在弹窗的逻辑描述上。
配合提供相应的UI设计器，开发者就可以根据需求绘制出所有弹窗，把弹窗的UI开发成本降到最低：
618弹窗部分截图
UI设计器
通过结构化UI层我们就很方便的做很多事情，首先弹窗UI跟逻辑方案都是DSL+Runtime的相同机制，所以只需要配合搭建平台或者异步接口，就能快速支持动态下发的能力。
以及面向开发者协同以及视觉还原的真实预览能力，在发布时，平台上的弹窗预览功能将原来可能需要近半小时的弹窗配置review环节，缩短到几分钟，且准确度更高。
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