實(shí)例解析Perl多進(jìn)程技術(shù)的應(yīng)用
本文和大家重點(diǎn)討論一下Perl多進(jìn)程技術(shù)在自動(dòng)化測(cè)試中的應(yīng)用，Perl多進(jìn)程的用戶(hù)接口是fork()函數(shù)以及對(duì)系統(tǒng)fork函數(shù)封裝的一些module。希望通過(guò)本文的介紹你對(duì)Perl多進(jìn)程技術(shù)的概念有明確的認(rèn)識(shí)。
Perl多進(jìn)程技術(shù)在自動(dòng)化測(cè)試中的應(yīng)用
在IT產(chǎn)品系統(tǒng)測(cè)試的自動(dòng)化項(xiàng)目中，經(jīng)常有并行處理多個(gè)子任務(wù)的需求，為了提高測(cè)試效率，就需要用到Perl多進(jìn)程或者多線程編程。文章介紹了Perl多進(jìn)程的用法和適用場(chǎng)景，以及Perl多進(jìn)程和多線程的關(guān)系。同時(shí)結(jié)合企業(yè)級(jí)IT產(chǎn)品系統(tǒng)測(cè)試的自動(dòng)化特點(diǎn)，介紹了Perl多進(jìn)程在這方面的應(yīng)用。
Perl多進(jìn)程
Perl語(yǔ)言是一種非常強(qiáng)大的腳本語(yǔ)言，其廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)維護(hù)，CGI（CommonGatewayInterface）編程，數(shù)據(jù)庫(kù)編程和自動(dòng)化測(cè)試中。
多任務(wù)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(gè)特性；同樣任何優(yōu)秀從而流行的編程語(yǔ)言都會(huì)有并發(fā)的應(yīng)用，而且都有各自的實(shí)現(xiàn)方法。Perl最開(kāi)始在并發(fā)方面的應(yīng)用就是Perl多進(jìn)程。
Perl多進(jìn)程的用戶(hù)接口是fork()函數(shù)以及對(duì)系統(tǒng)fork函數(shù)封裝的一些module。我們?cè)谑褂肞erl語(yǔ)言編程時(shí)，如果一個(gè)任務(wù)的某一個(gè)段可以或者需要并發(fā)很多執(zhí)行，那么我們就會(huì)使用Perl的Perl多進(jìn)程編程，例如同時(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)遞交多個(gè)記錄的查詢(xún)，同時(shí)完成多個(gè)系統(tǒng)信息的收集等等。
Perl的Perl多進(jìn)程是這樣實(shí)現(xiàn)的：主進(jìn)程每fork一個(gè)子進(jìn)程，會(huì)把當(dāng)前（主進(jìn)程的）內(nèi)存空間的所有變量都復(fù)制一份傳到新的進(jìn)程里面，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。此外，主進(jìn)程和子進(jìn)程可以通過(guò)信號(hào)、管道等來(lái)通信。
在處理并發(fā)的方案中，Perl多進(jìn)程依靠?jī)?nèi)存空間獨(dú)享提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)性和健壯性。一個(gè)Perl多進(jìn)程的系統(tǒng)不會(huì)由于其中一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)不良而崩潰，每個(gè)進(jìn)程都相對(duì)獨(dú)立地運(yùn)作，很少會(huì)相互影響。
內(nèi)存空間獨(dú)享也造就了Perl多進(jìn)程不可避免的劣勢(shì)：資源負(fù)荷以及通信復(fù)雜，對(duì)于Perl來(lái)說(shuō)，每個(gè)子進(jìn)程都可以看作主進(jìn)程的拷貝，這多少有些內(nèi)存浪費(fèi)，而且主進(jìn)程的關(guān)鍵變量如果是“淺復(fù)制”到子進(jìn)程的話，將會(huì)帶來(lái)一些意想不到的錯(cuò)誤。另外，進(jìn)程的創(chuàng)建和回收會(huì)帶來(lái)許多額外的負(fù)載，因此應(yīng)當(dāng)盡量避免頻繁地創(chuàng)建進(jìn)程。
Perl多進(jìn)程之間的通信方式有socket，管道，信號(hào)量等。在Linux平臺(tái)上，對(duì)于進(jìn)程間大量信息的交互情況，最常用的是文件；這在用戶(hù)空間進(jìn)程和系統(tǒng)內(nèi)核空間進(jìn)程之間的通信中的最為常用。
在談起Perl多進(jìn)程的時(shí)候，不可避免的要說(shuō)說(shuō)它與Perl多線程的關(guān)系。
Perl多進(jìn)程自動(dòng)化測(cè)試場(chǎng)景介紹
很多大型IT公司都以版本控制來(lái)發(fā)布一系列的企業(yè)級(jí)系統(tǒng)產(chǎn)品，為此，周期性地更新產(chǎn)品的每個(gè)新版本和已有產(chǎn)品版本間的兼容性和互操作性測(cè)試結(jié)果，對(duì)客戶(hù)而言，尤為重要。而這類(lèi)測(cè)試由于重復(fù)性強(qiáng)，工作量大，所以經(jīng)常采用自動(dòng)化。下面舉一個(gè)自動(dòng)化測(cè)試中的常見(jiàn)場(chǎng)景例子。
假設(shè)有一個(gè)團(tuán)隊(duì)從事企業(yè)級(jí)產(chǎn)品系統(tǒng)之間的兼容性和互操作性測(cè)試，需要在以1個(gè)月為周期的時(shí)間內(nèi)完成一組配置的兼容性測(cè)試，團(tuán)隊(duì)成員很少，但是負(fù)責(zé)的設(shè)備卻很多，往往每個(gè)人需要負(fù)責(zé)數(shù)十臺(tái)甚至數(shù)百臺(tái)機(jī)器，那么就必須采用多任務(wù)并發(fā)處理的自動(dòng)化測(cè)試。該團(tuán)隊(duì)測(cè)試存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器，交換機(jī)和存儲(chǔ)之間的互操作性。服務(wù)器包括很多個(gè)硬件平臺(tái)，操作系統(tǒng)包括Linux，Unix，Windows和VMware等，光纖交換機(jī)、主機(jī)總線適配器卡和存儲(chǔ)產(chǎn)品都涵蓋多個(gè)廠商品牌。這個(gè)團(tuán)隊(duì)就需要建立一個(gè)端到端的自動(dòng)化測(cè)試流程來(lái)支撐其測(cè)試任務(wù)。
下面是一個(gè)典型Perl多進(jìn)程自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境的簡(jiǎn)化圖示。
圖1.測(cè)試硬件環(huán)境概覽圖
其中，服務(wù)器有不同CPU架構(gòu)的眾多品牌；它們上面運(yùn)行的測(cè)試操作系統(tǒng)有Linux、Windows、VMware和各類(lèi)虛擬機(jī)。物理層的光纖交換機(jī)（FCPhysicalLayerSwitch）是測(cè)試工具儀器，用于控制光纖的鏈路通斷等異常測(cè)試。
下面是Perl多進(jìn)程自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境框圖。
圖2.自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境框圖
用一臺(tái)運(yùn)行RedHatEnterpriseLinux系統(tǒng)的xServer作為T(mén)estconsole，上面安裝IBMRationalBuildForge用于測(cè)試的執(zhí)行和管理。Testconsole通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)server，switch，physical-layerswitch和storage進(jìn)行通信，包括測(cè)試腳本的傳送，測(cè)試命令的信息交互。
這里說(shuō)明一個(gè)測(cè)試用例，從而講述一個(gè)典型測(cè)試過(guò)程。“主機(jī)和光纖交換機(jī)之間的光纖斷開(kāi)測(cè)試”：
Testconsole發(fā)命令到所有的主機(jī)，讓每個(gè)主機(jī)發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)磁盤(pán)，分區(qū)，格式化文件系統(tǒng)，mount或者分windows盤(pán)符，配置IO程序等；然后檢查各個(gè)被測(cè)應(yīng)用程序以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，把結(jié)果返回Testconsole；
Testconsole發(fā)命令到所有的光纖交換機(jī)，讓每個(gè)光纖交換機(jī)檢查自身當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，然后返回結(jié)果到Testconsole；
Testconsole發(fā)命令到所有的存儲(chǔ)，讓每個(gè)存儲(chǔ)機(jī)器檢查自身當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，然后返回結(jié)果到Testconsole；
Testconsole在保證所有主機(jī)，交換機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備都進(jìn)入要求的測(cè)試狀態(tài)后，開(kāi)始進(jìn)入測(cè)試，否則退出；
Testconsole發(fā)命令讓每個(gè)physical-layerswitch開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的光纖連接的斷開(kāi)，然后等待一定的時(shí)間，再合上；
Testconsole發(fā)命令到所有的主機(jī)，檢測(cè)它們的狀態(tài)，等待所有的主機(jī)都恢復(fù)正常；
重復(fù)5、6兩步，測(cè)試持續(xù)24小時(shí)，完成。
可見(jiàn)，在這樣的自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程中，很多次需要Testconsole和幾十個(gè)或者幾百個(gè)機(jī)器進(jìn)行命令交互，檢查狀態(tài)或者執(zhí)行任務(wù)。這些操作當(dāng)然可以是一個(gè)系統(tǒng)接著一個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行；但是大多數(shù)任務(wù)是可以并發(fā)的，或者是可以同時(shí)進(jìn)行從而提高測(cè)試效率的，比如同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)主機(jī)去啟動(dòng)IO程序、檢查機(jī)器狀態(tài)，在登錄存儲(chǔ)上執(zhí)行一個(gè)腳本的同時(shí)在多個(gè)主機(jī)上面執(zhí)行一些應(yīng)用程序，同時(shí)登錄所有的光纖交換機(jī)執(zhí)行一些配置命令等。
另外，Testconsole和被測(cè)系統(tǒng)（Server、Switch、Storage等）之間的命令交互操作，需要使用PerlExpect模塊，或其它基于Expect的模塊例如Perl::SSH::Expect，Perl::Telnet::Expect等。很可惜，Expect模塊并不是線程安全的。
顯然，這就需要應(yīng)用Perl的Perl多進(jìn)程技術(shù)到自動(dòng)化測(cè)試中。
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