接口自动化框架脚手架-利用反射机制实现接口统一发起端

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作者：软件质量保障
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接口自动化框架的归途是平台化、页面可操作化，而非少数懂代码的测试同学使用的。因此，前端就需要一个统一的接口调用服务，将需要调用的服务转发给后端，真正触发用户发起的服务。

一、概述

在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息跟踪着每个对象所属的类。虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为反射机制。

特别是在设计或运行中添加新类时，能够快速地应用开发工具动态地查询新添加类的能力。反射机制可以用来：

在运行时分析类的能力。
在运行时查看对象，例如，编写一个toString方法供所有类使用。
实现通用的数组操作代码。

使用 Java 反射，只需要引入JDK内置的java.lang.reflect包中的类，不用引入额外的Maven配置。

二、开胃菜

先看一个非常简单的示例，该示例在运行时检查一个简单Java对象的属性。先创建一个简单的Person类，它只有name和age属性，没有方法。Person 类如下：

public class Person {         private String name;         private int age; }

下面的代码使用 Java 反射来获取这个类的所有属性。先实例化一个Person对象并使用 Object 作为声明类型：

private static List<String> getFieldNames(Field[] fields) {    List<String> fieldNames = new ArrayList<>();    for (Field field : fields)      fieldNames.add(field.getName());    return fieldNames;}@Testpublic void givenObject_whenGetsFieldNamesAtRuntime_thenCorrect() {    Object person = new Person();    Field[] fields = person.getClass().getDeclaredFields();    List<String> actualFieldNames = getFieldNames(fields);    assertTrue(Arrays.asList("name", "age")      .containsAll(actualFieldNames));}

通过这个测试case，我们能够从person对象中获取一个属性对象数组，即使对对象的引用是该对象的父类型（Object）。

三、探寻类

在本节中，我们将探讨 Java 反射 API 的基础用法。通过测试case熟悉如何利用反射API获取对象的信息，例如对象的类名、修饰符、属性、方法、实现的接口等。

3.1 项目准备

以动物为对象，先定义动物吃的行为接口，该接口定义了Animal对象的进食行为。然后让我们创建一个实现Eating接口的抽象Animal类。。

Eating接口：

public interface Eating {    String eats();}

下面是实现Eating接口的抽象类Animal实现：

public abstract class Animal implements Eating {    public static String CATEGORY = "domestic";    private String name;    protected abstract String getSound();    // constructor, standard getters and setters omitted }

创建另一个名为Locomotion的接口来描述动物如何移动：

public interface Locomotion {    String getLocomotion();}

创建一个名为Goat的抽象类，它继承Animal并实现Locomotion接口。由于超类实现了Eating，因此Goat也必须实现该接口的方法：

public class Goat extends Animal implements Locomotion {    @Override    protected String getSound() {        return "bleat";    }    @Override    public String getLocomotion() {        return "walks";    }    @Override    public String eats() {        return "grass";    }}

OK，万事俱备，下面使用 Java 反射来获取出现在上述类和接口中的 Java 对象的各种信息。

3.2. 类名

让我们首先从Class获取对象的名称：

@Testpublic void givenObject_whenGetsClassName_thenCorrect() {    Object goat = new Goat("goat");    Class<?> clazz = goat.getClass();    assertEquals("Goat", clazz.getSimpleName());    assertEquals("com.baeldung.reflection.Goat", clazz.getName());    assertEquals("com.baeldung.reflection.Goat", clazz.getCanonicalName());}

Class的getSimpleName方法返回对象的基本名称，而另外两个方法返回其完整类名。

如果我们只知道它的完整类名，看看能否创建一个Goat类的对象：

@Testpublic void givenClassName_whenCreatesObject_thenCorrect(){    Class<?> clazz = Class.forName("com.baeldung.reflection.Goat");    assertEquals("Goat", clazz.getSimpleName());    assertEquals("com.baeldung.reflection.Goat", clazz.getName());    assertEquals("com.baeldung.reflection.Goat", clazz.getCanonicalName()); }

我们给静态方法forName的参数应该包含类包信息，否则，我们会得到一个ClassNotFoundException。

3.3. 类修饰符

我们可以调用getModifiers方法来获取类的修饰符，该方法返回一个Integer。

java.lang.reflect.Modifier类提供静态方法来分析返回的Integer是否存在特定修饰符。

让我们看下前文定义的一些类的修饰符：

@Test    public void givenClass_whenRecognisesModifiers_thenCorrect() {        try {            Class<?> goatClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Goat");            Class<?> animalClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Animal");            int goatMods = goatClass.getModifiers();            int animalMods = animalClass.getModifiers();            assertTrue(Modifier.isPublic(goatMods));            assertTrue(Modifier.isAbstract(animalMods));            assertTrue(Modifier.isPublic(animalMods));        } catch (ClassNotFoundException e){            e.printStackTrace();        }    }

当然我们通过这种方法也能够获取项目中引入 jar 的类修饰符。

3.4. Package

我们还能够获取有关任何类或对象的包的信息，通过调用类对象的getPackage方法返回。

@Testpublic void givenClass_whenGetsPackageInfo_thenCorrect() {    Goat goat = new Goat("goat");    Class<?> goatClass = goat.getClass();    Package pkg = goatClass.getPackage();    assertEquals("com.baeldung.reflection", pkg.getName());}

3.3. 超类

在许多情况下，尤其是在使用库类或 Java 的内置类时，我们可能事先不知道我们正在使用的对象的超类。

但是我们可以通过使用Java反射来获取任何 Java 类的超类，下面代码来获取Goat的超类。

@Testpublic void givenClass_whenGetsSuperClass_thenCorrect() {    Goat goat = new Goat("goat");    String str = "any string";    Class<?> goatClass = goat.getClass();    Class<?> goatSuperClass = goatClass.getSuperclass();    assertEquals("Animal", goatSuperClass.getSimpleName());    assertEquals("Object", str.getClass().getSuperclass().getSimpleName());}

3.6. 实现的接口

使用 Java 反射，我们还能够获取给定类实现的接口列表。让我们获取Goat类和Animal抽象类实现的接口的类类型：

@Testpublic void givenClass_whenGetsImplementedInterfaces_thenCorrect(){    Class<?> goatClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Goat");    Class<?> animalClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Animal");    Class<?>[] goatInterfaces = goatClass.getInterfaces();    Class<?>[] animalInterfaces = animalClass.getInterfaces();    assertEquals(1, goatInterfaces.length);    assertEquals(1, animalInterfaces.length);    assertEquals("Locomotion", goatInterfaces[0].getSimpleName());    assertEquals("Eating", animalInterfaces[0].getSimpleName());}

从断言中注意到，每个类只实现一个接口。检查这些接口的名称，我们发现Goat实现了Locomotion和Animal实现了Eating。

我们可以发现Goat是抽象类Animal的子类，也实现了接口方法eats()，Goat其实也实现了Eating接口。

但是需要注意的是，只有类显式声明为使用implements关键字实现的那些接口才会出现在返回的数组中。

因此，即使一个类实现了接口方法（继承的父类实现了该接口方法），但其没有直接使用implements关键字声明该接口，该接口也不会出现在返回的接口数组中。

3.7. 构造函数、方法和属性

使用 Java 反射，我们还能够获取任何对象类的构造函数以及方法和属性。

private static List<String> getMethodNames(Method[] methods) {    List<String> methodNames = new ArrayList<>();    for (Method method : methods)      methodNames.add(method.getName());    return methodNames;}

让我们看看如何获取Goat类的构造函数：

@Testpublic void givenClass_whenGetsConstructor_thenCorrect(){    Class<?> goatClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Goat");    Constructor<?>[] constructors = goatClass.getConstructors();    assertEquals(1, constructors.length);    assertEquals("com.baeldung.reflection.Goat", constructors[0].getName());}

我们还可以获取Animal类的属性：

@Testpublic void givenClass_whenGetsFields_thenCorrect(){    Class<?> animalClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Animal");    Field[] fields = animalClass.getDeclaredFields();    List<String> actualFields = getFieldNames(fields);    assertEquals(2, actualFields.size());    assertTrue(actualFields.containsAll(Arrays.asList("name", "CATEGORY")));}

我们可以类似地获取Animal类的方法：

@Testpublic void givenClass_whenGetsMethods_thenCorrect(){    Class<?> animalClass = Class.forName("com.baeldung.reflection.Animal");    Method[] methods = animalClass.getDeclaredMethods();    List<String> actualMethods = getMethodNames(methods);    assertEquals(4, actualMethods.size());    assertTrue(actualMethods.containsAll(Arrays.asList("getName",      "setName", "getSound")));}

四、在接口自动化平台中的应用

接口自动化框架的归途是平台化、页面可操作化，而非少数懂代码的测试同学使用的。因此，前端就需要一个统一的接口调用服务，将需要调用的服务转发给后端，真正触发用户发起的服务。可以参考下面的流程图。

例如美团接口自动化测试平台Lego，用户将服务名、测试method、request等内容作为输入，发起后会统一调后端的服务发起接口。

再比如淘宝开放平台，也是同样的实现方式。

https://open.taobao.com/new/apitesttool?spm=a219a.15212433.0.0.1c41669aDvRvXZ&apiName=taobao.appstore.subscribe.get

因此，接口测试平台的实现，反射机制是非常重要的。（当然有些自动化测试平台可能不是Java语言开发的，但是同样会有反射的影子）

下面我就以简单的例子演示下，项目结构如下：

1.开发两个service（API）

public class CreateService {    public boolean create(String name){        if (null !=name){            System.out.println("-----create success----");            return true;        }        System.out.println("-----create failure----");        return false;    }}public class QueryService {    public boolean query(String name){        if (null !=name){            System.out.println("-----query success----");            return true;        }        System.out.println("-----query failure----");        return false;    }}

利用反射机制实现统一接口调出服务，其入参为类名、被调方法、方法的request

public class Invoke {    public void invokeProxy(String serviceName, String methodName, String request) {        try {            Class<?> serviceClass = Class.forName(serviceName);            Object service = serviceClass.getDeclaredConstructor().newInstance();            Method method = serviceClass.getMethod(methodName, String.class);            method.invoke(service, request);        } catch (ClassNotFoundException e){            e.printStackTrace();        } catch (InvocationTargetException e) {            e.printStackTrace();        } catch (InstantiationException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IllegalAccessException e) {            e.printStackTrace();        } catch (NoSuchMethodException e) {            e.printStackTrace();        }    }

测试Invoke.invokeProxy接口

  @Test    public void testInvokeProxy(){        String serviceName = "cn.qa.reflect.demo.service.CreateService";        String request = "testName";        String methodname = "create";        invokeProxy(serviceName, methodName, request);    }