導(dǎo)讀：光看標(biāo)題，你可能會(huì)以為今天會(huì)聊一個(gè)休閑的話題，不不，今天我們將要認(rèn)真聊的，是一個(gè)嚴(yán)肅的軟件工程話題：自動(dòng)化測試。具體來說，是手機(jī)游戲的自動(dòng)化測試。不是別家的游戲，正是騰訊游戲，保證半點(diǎn)也沒有標(biāo)題黨。（堅(jiān)持看完有福利）

作者：木羊同學(xué)

來源：大數(shù)據(jù)DT（ID：hzdashuju）

學(xué)過軟件工程的同學(xué)應(yīng)該都知道，軟件工程是一門老師都可能隨時(shí)不知道自己到底在講什么的計(jì)算機(jī)專業(yè)課。不過，這不是本篇的重點(diǎn)。

軟件工程告訴我們很多重要的事，其中一件事是軟件都有一個(gè)生命周期。沒錯(cuò)，一說軟件開發(fā)，我們都會(huì)很自然想到寫代碼，但軟件工程告訴我們，寫代碼遠(yuǎn)不是軟件開發(fā)的全部工作，甚至還不一定是最重要的工作。

按照軟件工程的說法，開發(fā)軟件你得首先和客戶談笑風(fēng)生，這叫需求分析，接著就是各種寫不完的文檔和開不完的研究會(huì)，都弄好以后，差不多就可以把“碼農(nóng)”找過來，把滿頭青絲編成代碼。

你以為這就完了？沒有！從軟件編碼到軟件正式上線部署之間，有一個(gè)非常重要的階段，叫軟件測試，俗稱Debug。Debug完了軟件該上線了吧？NoNoNo，城里人的套路深著呢，還有QA和QC在前面等著。等著干嘛呢，翻來覆去地花式折騰你的程序，目標(biāo)只有一個(gè)，加油努力把程序玩脫。

照一些軟工書本的說法，軟件開發(fā)最重要的是需求，其次是測試，接著可能是什么三姑六婆，至于程序員死了都要愛的寫代碼環(huán)節(jié)，在軟工書里經(jīng)常是三甲不入的，沒啥存在感。

當(dāng)然了，理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感，干了一輩子程序員，從沒見過活著的QA、QC的也大有人在。所以，象牙塔里的軟工老師，講著講著能把自己繞暈也不足為奇，這里就不展開了。

但是有一點(diǎn)，雖然大公司、小公司、以及不同流派的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，在軟件工程上的玩法各不相同，但有一點(diǎn)毫無疑問，軟件測試是軟件開發(fā)必不可少的環(huán)節(jié)。前面說過，軟件測試就是花式折騰程序，直到折騰出毛病來。

聽著是不是挺有意思？但真的走一遍你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，這事費(fèi)時(shí)費(fèi)事還費(fèi)腦子。軟件測試有一個(gè)經(jīng)典的環(huán)節(jié)，叫設(shè)計(jì)測試用例。什么意思呢？簡單來說，你不是要花式折騰程序嗎，花式虐狗還得先寫一本《花式虐狗手冊》呢，測試用例就是花式折騰程序的手冊。

測試用例可不好設(shè)計(jì)，測試用例最希望的目標(biāo)是做到路徑全覆蓋，也就是把程序所有可能的流程都測一遍。

這是非常燒腦的，光這么說可能感受不直觀，接下來我們要講游戲怎么進(jìn)行軟件測試，這里那就拿游戲作為例子好了，譬如說農(nóng)藥，現(xiàn)在要你設(shè)計(jì)一套路徑全覆蓋的測試用例，就是要你把所有角色的所有技能在所有可能的場景全都組合試一遍，就是這個(gè)難度，而且這還只是一小部分，因?yàn)檗r(nóng)藥除了競技，還有社交、氪金等等別的各種功能，全都需要覆蓋一遍。

現(xiàn)在應(yīng)該可以看出來，軟件測試并不簡單，一套設(shè)計(jì)良好的測試用例，背后往往需要對軟件的種種缺陷有深刻的認(rèn)識(shí)。這就是為什么軟工的書講到軟件測試，往往都會(huì)提出一個(gè)有點(diǎn)反直覺的觀點(diǎn)：測試用例應(yīng)該盡可能安排資深的專家來設(shè)計(jì)。

折騰軟件聽起來簡單，寫程序有門檻，測程序誰還不會(huì)對吧。但是，真要做到路徑全覆蓋，還真不是這么簡單。隨著軟件規(guī)模越來越大，邏輯越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的手工測試成本自然也隨之暴漲，已經(jīng)到了純手工幾乎不可能完成的地步。這個(gè)時(shí)候，軟件測試人員想到了一個(gè)辦法。

玩游戲感覺難度太高怎么辦？開掛。那測試游戲也感覺難度太高怎么辦？沒錯(cuò)，同樣也是開掛。軟件測試人員開發(fā)出一種技術(shù)，叫自動(dòng)化測試技術(shù)。當(dāng)然了，雖然名字上叫“技術(shù)”，其實(shí)一開始也是測試人員零敲碎打甚至一拍腦門的產(chǎn)物。

根據(jù)《AI自動(dòng)化測試》這本書的介紹，自動(dòng)化測試技術(shù)的發(fā)展大致可分為四個(gè)階段：

第一個(gè)階段叫“錄制-回放”技術(shù)，名字聽起來好像很厲害，其實(shí)就是利用按鍵精靈或者之類的軟件先記錄鍵盤和鼠標(biāo)的操作，然后不斷重放進(jìn)行測試。這套技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，簡單易學(xué)，缺點(diǎn)也很明顯，軟件稍一改版，譬如稍微調(diào)整了一下某個(gè)按鈕的位置，原先錄制好的內(nèi)容就完全作廢了。

第二個(gè)階段叫腳本化的自動(dòng)化測試。腳本化意思就是要寫腳本來測軟件了，這應(yīng)該是現(xiàn)在軟件測試工作最常見的做法。不過和軟件測試腳本和寫軟件一樣，如果每次都從頭開始，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多功能其實(shí)高度類似，大量時(shí)間都是在做重復(fù)性的工作。那怎么辦呢？于是就有了第三個(gè)階段。

第三個(gè)階段叫測試框架。測試框架就是把測試腳本框架化，框架的好處不必多說了，在自動(dòng)化測試中，框架也具有同樣好處。有了測試框架，就可以把主要的時(shí)間精力，放在新增功能和核心功能的編寫上面，能夠顯著提升了測試腳本的編寫效率。

如果依據(jù)軟件開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該說自動(dòng)化測試到了這個(gè)階段，理論上就能難取得什么新突破了，實(shí)踐上能做的工作主要就是對現(xiàn)有框架進(jìn)行各種優(yōu)化升級(jí)，或者開發(fā)新框架。那自動(dòng)化測試的第四個(gè)階段還能玩出什么新花樣呢？答案就是真·自動(dòng)化測試。

第四個(gè)階段叫AI自動(dòng)化測試。從自動(dòng)化測試的前面三個(gè)階段可以看出，雖然自動(dòng)化測試名叫“自動(dòng)化”，但實(shí)際上還是有許多工作需要人來完成，譬如說自動(dòng)化測試的腳本就必須人來編寫。

如果能夠把這部分工作也“自動(dòng)化”了，那豈不就是真正的自動(dòng)化？想法很好，畢竟偷懶是IT技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力，一樣工作偷懶了，就樣樣工作都想偷懶?？墒?，可能嗎？以前是不太可能，現(xiàn)在隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，“不太可能”也隨之變成了“也許可能”。

下面我們開始介紹如何基于AI技術(shù)對游戲類軟件進(jìn)行自動(dòng)化測試。關(guān)于AI技術(shù)，我前面寫過很多的文章，所以在開始之前，我想分享一個(gè)關(guān)于AI技術(shù)的觀點(diǎn)。

技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一定都是有一個(gè)不斷發(fā)展成熟的過程，都是從一個(gè)“也許可能”開始，步履蹣跚跌跌撞撞，甚至可能會(huì)中途夭折，但都必須熬過這個(gè)艱難的過程，最終才能百煉成鋼。

這幾年AI技術(shù)很熱，很多人已經(jīng)著急地開始討論用AI來取代人工，但在我看來，AI技術(shù)也并不例外，也需要經(jīng)歷那么一個(gè)跌跌撞撞的過程，選擇了AI技術(shù)，并不意味著就選擇了萬事大吉，在通往應(yīng)用的路上，還有大大小小無數(shù)的坑在等著勇敢的先驅(qū)們?nèi)ヌ顫M。

現(xiàn)在的AI技術(shù)還正站在那個(gè)“也許可能”的起點(diǎn)上，更多地是告訴我們還有一種可能的選項(xiàng)。下面，我們就來一起看看，AI技術(shù)給游戲類軟件測試帶來怎樣的可能選項(xiàng)。

說到游戲，行業(yè)內(nèi)的同學(xué)第一個(gè)想到的應(yīng)該都是最能“用心創(chuàng)造快樂”的騰訊互娛，有好幾作爆款手游。最近騰訊互娛事業(yè)群的TuringLab實(shí)驗(yàn)室出了一本書，叫《AI自動(dòng)化測試》，書里提到了一點(diǎn)不快樂的事。什么事不快樂呢？就是前面一直在說的軟件測試。

手游也是軟件，當(dāng)然也需要進(jìn)行軟件測試，最常規(guī)的做法就是前面介紹的用自動(dòng)化腳本測試。但編寫測試現(xiàn)代手游的自動(dòng)腳本，有三點(diǎn)難題：

• 第一點(diǎn)，版本迭代頻繁。App時(shí)代，軟件版本更新是家常便飯，這個(gè)我們都不陌生，但是對于測試人員來就簡直是災(zāi)難了，每次更新自然都要調(diào)整腳本，有時(shí)甚至還做大幅度的改動(dòng)，制造了大量的工作。
• 第二點(diǎn)，游戲本身就不太好測。游戲是一類特殊的軟件，其中一個(gè)特點(diǎn)就是場景較多，而且具有一定的隨機(jī)性，要通過腳本做到路徑全覆蓋尤為不易。
• 第三點(diǎn)，正式版本不帶測試API。測試腳本依賴軟件提供的測試接口才能完成各種測試動(dòng)作，但正式版本肯定不可能提供測試API，這就導(dǎo)致了測試腳本無法正常工作。那怎么辦呢？只好回到最原始的方式，用人工來測。

還有一點(diǎn)書里沒提，但我覺得這應(yīng)該也算是一大難題。騰訊互娛素來有“養(yǎng)蠱”的傳統(tǒng)，同一類游戲題材，通常會(huì)選擇讓自家的多個(gè)制作團(tuán)隊(duì)同時(shí)獨(dú)立開發(fā)競品游戲，這一策略在市場上大獲成功，但不難想象會(huì)給背后的測試團(tuán)隊(duì)帶來多大的工作壓力。

畢竟人無論多努力，時(shí)間和精力都是有瓶頸的，但機(jī)器沒有，所以，騰訊互娛開始探索用AI技術(shù)來完成手游測試工作的自動(dòng)化道路。

要實(shí)現(xiàn)真·自動(dòng)化測試手游，首先需要解決三大問題。

第一個(gè)大問題是手游的“讀寫”問題，這是一切工作的基礎(chǔ)。手游是安裝在手機(jī)上的，必須得先找到一些方法能夠?qū)κ謾C(jī)進(jìn)行各種操作。

這個(gè)問題相對容易，Android操作系統(tǒng)就自帶了調(diào)試工具，此外還有許多好用的第三方工具包，譬如OpenSTF發(fā)布的minicap和minitouch，基于ADB實(shí)現(xiàn)了對Android手機(jī)運(yùn)行App的實(shí)時(shí)截屏和觸屏操作，這就首先為自動(dòng)化測試手游解決了“讀寫”問題。

第二個(gè)問題是“讀”的問題。玩手游被親切地稱為“擦玻璃”，這是有原因的，游戲的畫面呈現(xiàn)，和對游戲角色的操作，都是在同一塊屏幕上進(jìn)行的。

minicap雖然實(shí)現(xiàn)了截屏，但是哪一部分是畫面，哪一部分又是操作呢？單就游戲畫面來說，至少還能細(xì)分成兩個(gè)部分，狀態(tài)畫面和獎(jiǎng)勵(lì)畫面。這不是規(guī)范叫法，這里我是借用了強(qiáng)化學(xué)習(xí)的部分概念。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)里有一個(gè)智能體（Agent）的概念，不妨理解成玩游戲時(shí)你操作的游戲角色，智能體要干什么呢？三件事，觀察周圍環(huán)境，采取一些行動(dòng)，爭取得到最高的獎(jiǎng)勵(lì)。

觀察周圍環(huán)境，術(shù)語叫做狀態(tài)（State），譬如說競速類游戲，當(dāng)前是在形勢在直路上，還是準(zhǔn)備進(jìn)入彎道。那獎(jiǎng)勵(lì)是什么呢？最容易能想到的就是游戲得分，不過，在一些游戲，譬如前面所舉的競速類游戲，還有一些其它的實(shí)時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)，比如當(dāng)前的車速等等。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)就是通過觀察狀態(tài)，分析出當(dāng)前應(yīng)該采取什么行動(dòng)(術(shù)語稱為“策略”)，從而獲得最高獎(jiǎng)勵(lì)。這個(gè)過程稱為策略優(yōu)化。而要找到最優(yōu)策略，必須將狀態(tài)-行動(dòng)-獎(jiǎng)勵(lì)以三元組的形式保存下來作為訓(xùn)練樣本。這就要求必須首先從畫面中獲取狀態(tài)畫面和獎(jiǎng)勵(lì)畫面。

對于這個(gè)問題，《AI自動(dòng)化測試》介紹了如何使用基于深度學(xué)習(xí)的圖像處理算法，來完成場景覆蓋性測試和游戲場景圖像物體識(shí)別。

▲強(qiáng)化學(xué)習(xí)使用的各個(gè)區(qū)域示意圖，來源：《AI自動(dòng)化測試》圖3-8

第三個(gè)問題是操作的問題。解決了第二個(gè)問題，我們就獲取了手游的各種信息，那接下來應(yīng)該進(jìn)行什么動(dòng)作操作呢？這是軟件測試最關(guān)鍵的問題，也是自動(dòng)化測試最難解決的問題。對于這個(gè)問題，《AI自動(dòng)化測試》給出了兩種思路，第一種就是前面已經(jīng)提到的強(qiáng)化學(xué)習(xí)，另一種名字就比較新鮮了，叫“模仿學(xué)習(xí)”。

什么叫模仿學(xué)習(xí)呢？很簡單，就是現(xiàn)在爭議非常大的“云通關(guān)”。模仿學(xué)習(xí)是這么玩游戲的，現(xiàn)在要我玩一款游戲，但我首先做的不是上手去玩，而是先到B站刷高手通關(guān)視頻，一直刷一直刷，一直刷到我認(rèn)為已經(jīng)把所有細(xì)節(jié)都印入腦海了，我就開始憑著記憶去玩游戲。

可想而知的是，很多的操作我雖然不清楚是為什么，也就是很多人說的失掉了探索游戲的樂趣，但我多半能很快通關(guān)。這就是模仿學(xué)習(xí)想要達(dá)到的結(jié)果。

好了，前面大致介紹了游戲自動(dòng)化測試所會(huì)遇到的問題，和《AI自動(dòng)化測試》給出的解決思路，但讀完你肯定感覺和我一樣，就算這些方法真的對路，不過要一一從頭實(shí)現(xiàn)實(shí)在太麻煩。

還記得我前面說的話嗎，偷懶是IT技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力，騰訊互娛顯然也知道這個(gè)道理，已經(jīng)推出了一款名叫GAME AI SDK的自動(dòng)化測試平臺(tái)，提供了許多已經(jīng)封裝好了的工具，來逐一解決前面提到的這些問題。

關(guān)于這部分內(nèi)容，可以仔細(xì)閱讀《AI自動(dòng)化測試》這本書，GAME AI SDK正是本書的作者TuringLab團(tuán)隊(duì)的作品。