阿里妹導(dǎo)讀：如何治理測試穩(wěn)定性問題？很多人會說：環(huán)境、流程管控、監(jiān)控、工具化、加機(jī)器、專人負(fù)責(zé)、等等。這些都是對的。不過這些都是解決方案層面的，而不是方法論和理論體系層面的。今天，阿里研究員鄭子穎來說說測試穩(wěn)定性的三板斧。據(jù)說，阿里同學(xué)們都非常認(rèn)同這三板斧，看完文章感覺很多做的事情有了理論基礎(chǔ)。

鄭子穎：阿里巴巴研究員，2002年上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)系碩士畢業(yè)。2018年3月加入阿里，負(fù)責(zé)質(zhì)量和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

1. 測試穩(wěn)定性問題理想情況下，我們希望每一個(gè)失敗的測試用例[1]都是由真正的缺陷引起的。實(shí)際情況中，用例失敗的原因大多是一些其他的原因：

• 某個(gè)服務(wù)的版本部署的不對

• 測試執(zhí)行機(jī)的硬盤滿了，因?yàn)樯洗芜\(yùn)行時(shí)寫的log沒清掉

• 數(shù)據(jù)庫里有臟數(shù)據(jù)

• 測試用例寫得有問題

• 測試運(yùn)行時(shí)有人手工執(zhí)行了一次定時(shí)任務(wù)，把流水撈走了

• 消息串了

• ...

每次排查都是一堆這種問題，時(shí)間久了，開發(fā)和測試同學(xué)也就疲了。有些同學(xué)對失敗的用例草草看一眼，就說這是一個(gè)“環(huán)境問題”，不再排查下去了。如此一來，很多真正的缺陷就被漏過了。

2. 測試穩(wěn)定性三板斧

如何治理測試穩(wěn)定性問題？很多人會說：環(huán)境、流程管控、監(jiān)控、工具化、加機(jī)器、專人負(fù)責(zé)、等等。這些都是對的。不過這些都是解決方案層面的，而不是方法論和理論體系層面的。在方法論和理論體系層面，我們對安全生產(chǎn)有三板斧：可灰度、可監(jiān)控、可回滾。類似的，對于測試穩(wěn)定性，我也有三板斧：

• 高頻(Frequency)

• 隔離(Isolation)

• 用完即拋(Disposable)

三板斧之一：高頻

"If it hurts, do it more often"是我說的最多的一句話之一。這句話從Martin Fowler那兒來的，有興趣的可以讀一下他的那篇“Frequency Reduces Difficulty”的原文。高頻跑測試的好處是：

• 縮短驗(yàn)證的delay

• 變主動(dòng)驗(yàn)證為“消極等待”

• 識別intermittent的問題

• 暴露各層面的不穩(wěn)定因素

• 倒逼人肉環(huán)節(jié)的自動(dòng)化

• 提供更多的數(shù)據(jù)供分析

• ...

高頻不單單是治理測試穩(wěn)定性的不二法門，也是治理其他工程問題的game changer：

• 持續(xù)打包：以前只是在部署測試環(huán)境前才打包，經(jīng)常因?yàn)榇虬膯栴}導(dǎo)致部署花了很多時(shí)間，還影響了后面的測試進(jìn)度。針對這個(gè)問題，我們做了持續(xù)打包，每個(gè)小時(shí)都會對master的HEAD打包，一旦遇到問題(例如：依賴的mvn包缺失、配置缺失、等等)，馬上修復(fù)。

• 天天上生產(chǎn)：現(xiàn)在每周發(fā)一次生產(chǎn)環(huán)境，每次都費(fèi)事費(fèi)力。我提出能不能天天上生產(chǎn)。發(fā)布還是按照原來的節(jié)奏來，每周發(fā)一次新代碼，一周里的其余日子，就算沒有新代碼也要走一遍生產(chǎn)發(fā)布。空轉(zhuǎn)。不為別的，就是為了要用高頻來暴露問題、倒逼人肉環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、倒逼各種環(huán)節(jié)的優(yōu)化。

• 分支合并很痛苦，那就頻繁合并，一天一次，一天多次。做到極致就變成了主干開發(fā)，一直在rebase、一直在提交。

螞蟻的SRE團(tuán)隊(duì)也是用的是高頻的思路。為了加強(qiáng)容災(zāi)能力建設(shè)、提高容災(zāi)演練的成功率，SRE團(tuán)隊(duì)的一個(gè)主打思想就是要高頻演練，用高頻演練來充分暴露問題、倒逼能力建設(shè)。

高頻也不是那么容易做到的。高頻需要基建保障。首先，高頻需要資源。高頻執(zhí)行還會給基建的各個(gè)方面造成前所未有的壓力。高頻還需要能力水平達(dá)到一定的基準(zhǔn)。就拿SRE的高頻演練來說吧。如果每次演練還有很多問題，那是不可能搞高頻的。能高頻做演練的前提是我們的隔離機(jī)制、恢復(fù)能力已經(jīng)到一定的水平了。對于測試運(yùn)行來說，高頻跑測試要收到效果，需要把隔離和用完即拋?zhàn)龊谩τ诟哳l跑測試，一個(gè)很常見的疑慮是：原來一天只跑一次，失敗的用例我已經(jīng)沒有時(shí)間一一排查了，現(xiàn)在高頻跑了，我豈不是更沒時(shí)間了？我的回答是：實(shí)際上，并不會這樣，因?yàn)殚_始高頻跑了以后，很快問題就會收斂的，所以總的需要排查的量可能是差不多的或者反而小了的。

三板斧之二：隔離

相比起三板斧里的其他兩個(gè)(高頻、用完即拋)，隔離的重要性應(yīng)該是比較被廣為接受的。隔離的好處包括：

• 避免測試運(yùn)行彼此影響，減少噪音。

• 提高效率，執(zhí)行某些破壞性測試的時(shí)候不再需要相互協(xié)調(diào)

隔離無非是兩種：硬隔離、軟隔離。至于到底是走硬隔離路線，還是走軟隔離路線，要根據(jù)技術(shù)棧、架構(gòu)、業(yè)務(wù)形態(tài)來具體分析。不過兩條道路都是能通往終局：

• 硬隔離(全隔離環(huán)境、物理隔離)要成為終態(tài)，關(guān)鍵是成本。要在不增加質(zhì)量盲區(qū)的前提下壓縮成本。例如，如果能把整個(gè)支付系統(tǒng)都壓縮在一臺服務(wù)器里面跑[2]，而且所有的功能(包括中間件層面的，例如定時(shí)任務(wù)、消息訂閱、分庫分表規(guī)則等)都能很好的覆蓋，那是一個(gè)理想的終局。每個(gè)人都可以隨時(shí)搞幾套全量環(huán)境，那是很爽的。另外，對架構(gòu)的拆分解耦(例如，我們做的按域獨(dú)立發(fā)布)是有助于降低硬隔離的成本的，可以把一整套被測系統(tǒng)部署的scope大大縮小。

• 軟隔離(半共享環(huán)境，邏輯隔離，鏈路級別隔離)要成為終局，關(guān)鍵是隔離的效果。如果隔離做到完美了，就能把今天的聯(lián)調(diào)環(huán)境部署到生產(chǎn)環(huán)境里去跑。這樣，就不存在stable環(huán)境穩(wěn)定性的問題了。這樣，做到了真正的testing in production，也是個(gè)很理想的終局狀態(tài)。

這兩種終局狀態(tài)，我在我以前的工作中都達(dá)到過。的確都能work的。這兩種隔離要通往終局，都是技術(shù)挑戰(zhàn)。壓縮成本是技術(shù)問題。邏輯隔離做徹底做牢靠也是技術(shù)問題。對于我們今天的支付或電商系統(tǒng)來說，我們未來的終局是硬隔離還是軟隔離呢？現(xiàn)在還很難說。從技術(shù)可行性方面判斷，軟隔離更有可能成為我們的終局。硬隔離做到深水區(qū)以后就很難做了，因?yàn)闀龅郊軜?gòu)的物理極限。突破架構(gòu)的物理極限，有可能產(chǎn)生新的質(zhì)量盲區(qū)。但相當(dāng)長的一段時(shí)間里，硬隔離會繼續(xù)對我們幫助很大。例如，我們要做各種非常規(guī)測試的時(shí)候，就需要硬隔離。軟隔離要做到能夠支持非常規(guī)測試，技術(shù)復(fù)雜度很高。從上個(gè)財(cái)年開始，我在我團(tuán)隊(duì)搞一鍵拉全量測試環(huán)境(硬隔離)的原因就是：一鍵拉全量環(huán)境相對比較容易做，主要就是自動(dòng)化，而基于路由的軟隔離方案一下子還不太ready，短期內(nèi)達(dá)到我們需要的隔離水平還很難。硬隔離和軟隔離也不是對立的，是可以一起用的。例如，我們在拉起基于路由的隔離環(huán)境的時(shí)候，拉會新的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫層面是一種硬隔離，是對數(shù)據(jù)庫層面軟隔離能力欠缺的一種補(bǔ)充。總之，隔離是必須的。采取何種隔離方案，要階段性的基于復(fù)雜度、成本、效果等因素的綜合考量。

三板斧之三：用完即拋

我最喜歡的另一句話是：Test environment is ephemeral。這句話是我原創(chuàng)的。Ephemeral的意思就是short-living，短暫的，短命的。我對我的QA團(tuán)隊(duì)反復(fù)講這句話，希望同學(xué)們能在日常工作中時(shí)刻記得這個(gè)原則。"Test environment is ephemeral"就意味著：

我們的test setup能力要很強(qiáng)。我們今天在搞的一鍵拉起環(huán)境，就是這種能力的一部分。而且setup起來以后，要能快速verify。

我們的test strategy、test plan、testability design和test automation，必須不依賴一個(gè)long living的測試環(huán)境。包括：不能依賴一個(gè)long living 的test environment里面的一些老數(shù)據(jù)。例如，Test automation必須能自己造數(shù)據(jù)，造自己需要的所有的數(shù)據(jù)。

有了這些能力，能夠以零人力成本、非常快速且非常repeatable的從無到有建一套“開箱即用”的測試環(huán)境，能夠造出來測試需要的所有數(shù)據(jù)，我們就能做到測試環(huán)境的用完即拋：要跑測試了就新建一個(gè)環(huán)境，測試跑完了就把環(huán)境銷毀掉。下次要用再建一個(gè)新的。而且，不單單是測試環(huán)境，測試執(zhí)行機(jī)也要用完即拋。對于用完還需要保留一定時(shí)間的環(huán)境，也要設(shè)一個(gè)比較短的上限。例如，我以前采用過這樣的做法：

• 聯(lián)調(diào)測試環(huán)境默認(rèn)生命周期是7天。

• 如果到時(shí)間還需要保留，可以延展有效期(expiration date)。每次展期最多可以展7天(相當(dāng)于是 newExpDate = now + 7，而不是newExpDate = currentExpDate + 7)。

• 最多可以展期到30天(從createDate開始算)，需要30天以上的，需要特批(比如，事業(yè)群CTO)。

• 這樣的好處就是倒逼。必須一刀切的倒逼，一開始會有點(diǎn)痛苦，但很快大家就會習(xí)慣的，自動(dòng)化什么的很快就跟上了。不這么逼一逼，很多改進(jìn)是不會發(fā)生的。

用完即拋的好處是：

• 解決環(huán)境腐化問題，減少臟數(shù)據(jù)

• 提高repeatability，確保每次測試運(yùn)行的環(huán)境都是一致的

• 倒逼各種優(yōu)化和自動(dòng)化能力的建設(shè)(測試環(huán)境的準(zhǔn)備、造數(shù)據(jù)、等等)

• 提高資源使用的流動(dòng)性。實(shí)際的物理資源不變的前提下，增加流動(dòng)性就能增加實(shí)際容量。

測試環(huán)境用完即拋的確會引入一些新的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。如果有一套長期維護(hù)的環(huán)境，里面的數(shù)據(jù)是之前老版本的代碼生成的，部署了新版本代碼后，這些老數(shù)據(jù)是可以幫我們發(fā)現(xiàn)新代碼里面的數(shù)據(jù)兼容性問題的。現(xiàn)在用完即拋，沒有老數(shù)據(jù)了，這些數(shù)據(jù)兼容性問題就可能無法發(fā)現(xiàn)。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的確是存在的。解決這個(gè)風(fēng)向的思路是往前看，而不是往回退。我們要探索數(shù)據(jù)兼容性問題是否有其他的解法。有沒有其他的測試或者質(zhì)量保障手段。甚至要想一想，怎么做到“從測到不測”，把數(shù)據(jù)兼容性問題通過架構(gòu)設(shè)計(jì)來消除掉，讓它不成為一個(gè)問題。

3. 落地

上面講的三板斧，高頻、隔離、用完即拋，的確是有點(diǎn)理想主義的。我們今天的基建、架構(gòu)、自動(dòng)化建設(shè)，離理想狀態(tài)還有不少差距的。但我們就是要有那么一點(diǎn)的理想主義的。把這三板斧做好，技術(shù)上的挑戰(zhàn)是非常非常大的，但我們有樂觀主義，相信我們能夠達(dá)到目標(biāo)。我們有現(xiàn)實(shí)主義，我們可以分解目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際情況，一步步的去做。Note：[1] 這里的用例主要指的是功能性的測試用例，包括：unit test、單系統(tǒng)的接口測試、全鏈路/端到端的測試，等等。[2] 這樣子做，實(shí)操層面的一個(gè)可能的負(fù)面影響是它可能會discourage微服務(wù)化治理(包括，域自治性，獨(dú)立測試、獨(dú)立發(fā)布能力等)。

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