Perl多進程技術(shù)在自動化測試腳本中用法指導
Perl多進程的用戶接口是 fork() 函數(shù)以及對系統(tǒng) fork 函數(shù)封裝的一些 module，本文向大家介紹一下應用Perl多進程技術(shù)到自動化測試腳本，首先我們來看一下Perl多進程的概念。
Perl多進程
Perl 語言是一種非常強大的腳本語言，其廣泛應用于系統(tǒng)維護，CGI（Common Gateway Interface）編程，數(shù)據(jù)庫編程和自動化測試中。
多任務和并發(fā)處理一度被看作是判定優(yōu)異操作系統(tǒng)的一個特性；同樣任何優(yōu)秀從而流行的編程語言都會有并發(fā)的應用，而且都有各自的實現(xiàn)方法。Perl 最開始在并發(fā)方面的應用就是Perl多進程。
Perl多進程的用戶接口是 fork() 函數(shù)以及對系統(tǒng) fork 函數(shù)封裝的一些 module。我們在使用 Perl 語言編程時，如果一個任務的某一個段可以或者需要并發(fā)很多執(zhí)行，那么我們就會使用 Perl 的Perl多進程編程，例如同時向數(shù)據(jù)庫遞交多個記錄的查詢，同時完成多個系統(tǒng)信息的收集等等。
Perl 的Perl多進程是這樣實現(xiàn)的：主進程每 fork 一個子進程，會把當前（主進程的）內(nèi)存空間的所有變量都復制一份傳到新的進程里面，達到數(shù)據(jù)共享的目的。此外，主進程和子進程可以通過信號、管道等來通信。
在處理并發(fā)的方案中，Perl多進程依靠內(nèi)存空間獨享提供了優(yōu)秀的容錯性和健壯性。一個Perl多進程的系統(tǒng)不會由于其中一個進程的狀態(tài)不良而崩潰，每個進程都相對獨立地運作，很少會相互影響。
內(nèi)存空間獨享也造就了Perl多進程不可避免的劣勢：資源負荷以及通信復雜，對于 Perl 來說，每個子進程都可以看作主進程的拷貝，這多少有些內(nèi)存浪費，而且主進程的關(guān)鍵變量如果是“淺復制”到子進程的話，將會帶來一些意想不到的錯誤。另外，進程的創(chuàng)建和回收會帶來許多額外的負載，因此應當盡量避免頻繁地創(chuàng)建進程。
Perl多進程之間的通信方式有 socket，管道，信號量等。在 Linux 平臺上，對于進程間大量信息的交互情況，最常用的是文件；這在用戶空間進程和系統(tǒng)內(nèi)核空間進程之間的通信中的最為常用。在談起 Perl Perl多進程的時候，不可避免的要說說它與 Perl 多線程的關(guān)系。
應用Perl多進程技術(shù)到自動化測試腳本
在自動化測試中，利用RationalBuildForge作為測試管理和監(jiān)控工具，90%以上的測試腳本都采用Perl腳本。采用了模塊化編程，并大量使用CPAN提供的module。由于很多module都不是線程安全的，同時為了提高腳本開發(fā)效率，也會在一個腳本中直接調(diào)用另外一個腳本，所以選擇在自動化測試框架中應用Perl多進程。
自動化測試腳本使用Perl多進程大致分為兩種情況。一種是Testconsole需要同時操作十幾個設(shè)備，例如用于主機和存儲互連的光纖交換機，用于光纖物理層斷開測試的交換機APCON等。這類測試的特點是需要同時操作10幾個或者20幾個的測試對象，對它們的操作是配置操作，而且配置腳本都會成功，主進程只需要所有子進程執(zhí)行完畢就認為所有子任務已經(jīng)完成，然后可以進行后續(xù)的操作。因此采用一種較為簡單的Perl多進程編程方式。下面是針對這種情況的Perl多進程處理的代碼示例。
清單1.Perl多進程處理的代碼
- our@cmd=("./apcon_2052.exp119.11.217.27A15B15",
- "./apcon_2058.exp119.11.217.65adminteamw0rkA05A06",
- "./apcon_2052.exp119.11.217.27B09D09");
- our$zombies=0;
- our$kid_proc_num=0;
- $SIG{CHLD}=sub{$zombies++};
- for(my$i=0;$i<@cmd;$i++){
- my$pid=fork();
- if(!defined($pid)){exit1;}
- unless($pid){
- system"$cmd[$i]";
- exit0;
- }
- $kid_proc_num++;
- }
- while(1){
- if($zombies>0){
- $zombies=0;
- my$collect;
- while(($collect=waitpid(-1,WNOHANG))>0){
- $kid_proc_num--;
- }
- }
- if($kid_proc_num==0){last;}
- else{next;}
- }
以上的代碼采用Perl多進程方式同時處理了對3個測試設(shè)備的配置操作，然后主進程等待所有配置操作完成，再進行后續(xù)的測試。
另外一種情況較為復雜，就是經(jīng)常需要針對數(shù)百個主機和存儲進行配置、狀態(tài)查詢等，而且配置結(jié)果和查詢狀態(tài)需要返回主進程處理，然后根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)再決定如何繼續(xù)。對于這種情況，主進程需要生成數(shù)百個子進程，而且每個子進程都有大量的信息返回給主進程來處理。這樣處理數(shù)百個子進程的生成：由于Perl多進程方式占用系統(tǒng)資源較多，因此設(shè)定一個允許主進程同時運行的最多子進程數(shù)目，然后在有子進程結(jié)束時，主進程再生成新的子進程至所有的子任務完成。這樣處理主進程和子進程的通信和信息交互：由于測試Perl腳本運行平臺為Linux，它是帶有BSD風格的POSIX兼容的系統(tǒng)，會提供可靠的信號，所以仍然使用系統(tǒng)提供信號的來獲取子進程結(jié)束的消息；對于子進程的返回信息，采用為每個子進程產(chǎn)生一個臨時文件用于存儲返回的所有信息，最后主進程來處理這些文件從而獲取每個子任務的結(jié)果信息。如下是為這種情況設(shè)計的Perl多進程處理方式的軟件流圖。
圖3.軟件流圖
下面以登錄每個主機檢查運行狀態(tài)的例子給出Perl多進程處理數(shù)百個子任務的代碼。
清單2.Perl多進程處理數(shù)百個子任務
- usestrict;
- usewarnings;
- usePOSIX":sys_wait_h";
- our@IP=&getAllHostIP();
- our$TOTAL_TASK=@IP;#assumewehave300hosts
- our$MAX_LIVE_PROC=24;#MaximumnumberofsubProcessallowedtoco-exist
- our@result_filename=();
- our$zombies=0;
- $SIG{CHLD}=sub{$zombies++};#handlemessagefromkernel
- our$handled_task=1;
- our$cur_live_proc=1;
- my$pid=fork();
- unless($pid){
- my$filename=&getUniqueFilename();
- push@result_filename,$filename;
- system"./checkHost$IP[$handled_task-1]$uid$psw$filename";
- exit0;
- }
- while($cur_live_proc>0){
- if($zombies>0){
- $zombies=0;
- my$collect=0;
- while(($collect=waitpid(-1,WNOHANG))>0){
- $cur_live_proc--;
- }
- }
- if(($cur_live_proc<$MAX_LIVE_PROC)and($handled_task<$TOTAL_TASK)){
- $handled_task++;
- $cur_live_proc++;
- my$pid=fork();
- unless($pid){
- my$filename=&getUniqueFilename();
- push@result_filename,$filename;
- system"./checkHost$IP[$handled_task-1]$uid$psw$filename";
- exit0;
- }
- }else{
- next;
- }
- }
- &checkResults();
小結(jié)
根據(jù)常見的設(shè)備系統(tǒng)測試自動化平臺的特點和要求，把Perl的Perl多進程技術(shù)應用到了測試腳本中，極大地提高了測試效率。
Perl多進程已經(jīng)很長的發(fā)展歷史，而且應用廣泛，技術(shù)成熟。Perl多進程在健壯性和容錯性方面表現(xiàn)更好，每個進程都擁有獨立的內(nèi)存空間，并行的幾個進程一般來說不會相互干擾；當然，相應的，Perl多進程的系統(tǒng)開銷也比較大，而且進程間通信也變得復雜一些。妥善地處理Perl多進程生成和進程間的通信，會很好地改善自動化測試的運行效率以及穩(wěn)定性。
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