【自动化测试】Selenium Java UI自动化测试实用教程

技术文档

一、Selenium基础理论与环境搭建

1.1 Selenium简介与核心组件

Selenium是一个开源的Web自动化测试框架，支持多浏览器、多语言（Java、Python等），核心组件包括：

WebDriver：通过浏览器驱动直接控制浏览器，模拟用户操作（点击、输入等），无侵入性。
IDE：浏览器插件，支持录制/回放操作，适合快速生成脚本。
Grid：分布式测试工具，支持多节点并行执行测试用例，提升效率。

Selenium 4.x（2025年最新版本为4.18）的核心特性包括：

W3C WebDriver协议标准化：无需JSON Wire协议编解码，直接与浏览器通信，稳定性提升。
Chrome DevTools Protocol（CDP）支持：原生集成网络监控、性能分析、地理位置模拟等高级功能。
相对定位器：通过above()、below()、toLeftOf()等方法基于元素相对位置定位。
Selenium Manager：自动管理浏览器驱动（如ChromeDriver），无需手动下载配置。

1.2 环境搭建步骤

1.2.1 Java环境配置

安装JDK：推荐Java 11+，从Oracle官网下载对应版本，安装时勾选“Add to PATH”。
验证安装：命令行输入java -version，输出类似java version \"17.0.10\"即成功。

1.2.2 Maven项目配置

创建Maven项目：使用IDE（如IntelliJ IDEA）创建Maven项目，在pom.xml中添加依赖：

 org.seleniumhq.selenium selenium-java 4.18.0 io.github.bonigarcia webdrivermanager 5.6.0 test org.testng testng 7.8.0 test

1.2.3 浏览器驱动自动管理

通过WebDriverManager自动下载并配置驱动，无需手动管理版本：

 org.seleniumhq.selenium selenium-java 4.18.0 io.github.bonigarcia webdrivermanager 5.6.0 test org.testng testng 7.8.0 test

二、核心API与元素操作

2.1 元素定位策略

Selenium提供8种定位方式，按优先级排序如下：

定位方式 语法示例 适用场景 ID driver.findElement(By.id(\"kw\")) 元素有唯一ID属性 CSS选择器 driver.findElement(By.cssSelector(\".s_ipt\")) 复杂样式匹配或动态属性 XPath driver.findElement(By.xpath(\"//input[@name=\'wd\']\")) 无固定属性时灵活定位相对定位器（Selenium 4+） driver.findElement(withTagName(\"input\").below(usernameInput)) 基于相邻元素位置定位

示例：使用XPath定位百度搜索框并输入文本

import org.openqa.selenium.By;import org.openqa.selenium.WebDriver;import org.openqa.selenium.WebElement;import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;import io.github.bonigarcia.wdm.WebDriverManager;public class ElementLocation { public static void main(String[] args) { WebDriverManager.chromedriver().setup(); WebDriver driver = new ChromeDriver(); driver.get(\"https://www.baidu.com\"); // XPath定位搜索框并输入\"selenium\" WebElement searchBox = driver.findElement(By.xpath(\"//input[@id=\'kw\']\")); searchBox.sendKeys(\"selenium\"); // CSS选择器定位搜索按钮并点击 WebElement searchBtn = driver.findElement(By.cssSelector(\"#su\")); searchBtn.click(); driver.quit(); }}

2.2 浏览器控制与等待机制

2.2.1 浏览器操作

import org.openqa.selenium.By;import org.openqa.selenium.WebDriver;import org.openqa.selenium.WebElement;import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;import io.github.bonigarcia.wdm.WebDriverManager;public class ElementLocation { public static void main(String[] args) { WebDriverManager.chromedriver().setup(); WebDriver driver = new ChromeDriver(); driver.get(\"https://www.baidu.com\"); // XPath定位搜索框并输入\"selenium\" WebElement searchBox = driver.findElement(By.xpath(\"//input[@id=\'kw\']\")); searchBox.sendKeys(\"selenium\"); // CSS选择器定位搜索按钮并点击 WebElement searchBtn = driver.findElement(By.cssSelector(\"#su\")); searchBtn.click(); driver.quit(); }}

2.2.2 等待策略（解决动态元素加载问题）

隐式等待：全局设置，对所有元素查找生效

driver.manage().timeouts().implicitlyWait(Duration.ofSeconds(10));

显式等待：针对特定元素设置条件等待

import org.openqa.selenium.support.ui.WebDriverWait;import org.openqa.selenium.support.ui.ExpectedConditions;WebDriverWait wait = new WebDriverWait(driver, Duration.ofSeconds(10));WebElement dynamicElement = wait.until( ExpectedConditions.visibilityOfElementLocated(By.id(\"dynamicElement\")));

2.3 高级交互：Actions类

模拟鼠标、键盘操作（如拖拽、右键点击）：

import org.openqa.selenium.support.ui.WebDriverWait;import org.openqa.selenium.support.ui.ExpectedConditions;WebDriverWait wait = new WebDriverWait(driver, Duration.ofSeconds(10));WebElement dynamicElement = wait.until( ExpectedConditions.visibilityOfElementLocated(By.id(\"dynamicElement\")));

三、高级设计模式：PO模式与数据驱动

3.1 Page Object Model（PO模式）

核心思想：将页面元素和操作封装为类，实现测试逻辑与页面细节分离，提升代码复用性和维护性。

3.1.1 目录结构

src/test/java├── pages // 页面对象类│ ├── BasePage.java // 基类，封装公共方法│ ├── LoginPage.java // 登录页面对象│ └── HomePage.java // 首页面对象└── tests  // 测试用例 └── LoginTest.java // 登录测试

3.1.2 实现示例

BasePage.java（基类）：

import org.openqa.selenium.WebDriver;import org.openqa.selenium.WebElement;import org.openqa.selenium.support.ui.WebDriverWait;import org.openqa.selenium.support.ui.ExpectedConditions;import java.time.Duration;public class BasePage { protected WebDriver driver; protected WebDriverWait wait; public BasePage(WebDriver driver) { this.driver = driver; this.wait = new WebDriverWait(driver, Duration.ofSeconds(10)); } // 封装元素等待与点击 protected void click(WebElement element) { wait.until(ExpectedConditions.elementToBeClickable(element)).click(); } // 封装元素输入 protected void sendKeys(WebElement element, String text) { wait.until(ExpectedConditions.visibilityOf(element)).sendKeys(text); }}

LoginPage.java（登录页面对象）：

import org.openqa.selenium.By;import org.openqa.selenium.WebDriver;import org.openqa.selenium.WebElement;public class LoginPage extends BasePage { // 元素定位 private By usernameInput = By.id(\"username\"); private By passwordInput = By.id(\"password\"); private By loginBtn = By.id(\"loginBtn\"); public LoginPage(WebDriver driver) { super(driver); } // 页面操作 public void inputUsername(String username) { WebElement element = driver.findElement(usernameInput); sendKeys(element, username); } public void inputPassword(String password) { WebElement element = driver.findElement(passwordInput); sendKeys(element, password); } public HomePage clickLoginBtn() { WebElement element = driver.findElement(loginBtn); click(element); return new HomePage(driver); // 跳转到首页 }}

LoginTest.java（测试用例）：

import org.openqa.selenium.WebDriver;import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;import org.testng.annotations.AfterMethod;import org.testng.annotations.BeforeMethod;import org.testng.annotations.Test;import io.github.bonigarcia.wdm.WebDriverManager;public class LoginTest { private WebDriver driver; @BeforeMethod public void setup() { WebDriverManager.chromedriver().setup(); driver = new ChromeDriver(); driver.get(\"https://example.com/login\"); } @Test public void testValidLogin() { LoginPage loginPage = new LoginPage(driver); loginPage.inputUsername(\"testuser\"); loginPage.inputPassword(\"testpass\"); HomePage homePage = loginPage.clickLoginBtn(); // 断言登录成功（示例） assert homePage.getWelcomeText().contains(\"Welcome\"); } @AfterMethod public void teardown() { if (driver != null) { driver.quit(); } }}

3.2 数据驱动测试（DDT）

核心思想：测试数据与脚本分离，通过外部文件（Excel、CSV）或数据库驱动测试用例，覆盖多场景。

3.2.1 使用TestNG的@DataProvider

import org.testng.annotations.DataProvider;import org.testng.annotations.Test;public class DataDrivenTest { // 数据提供者：返回二维数组（测试数据） @DataProvider(name = \"loginData\") public Object[][] provideData() { return new Object[][]{ {\"validUser\", \"validPass\", \"登录成功\"}, {\"invalidUser\", \"invalidPass\", \"用户名或密码错误\"} }; } // 测试方法：使用数据提供者 @Test(dataProvider = \"loginData\") public void testLogin(String username, String password, String expectedResult) { // 执行登录操作并验证结果 System.out.println(\"用户名：\" + username + \"，预期结果：\" + expectedResult); }}

3.2.2 读取Excel数据（Apache POI）

添加POI依赖：
```
 org.apache.poi poi-ooxml 5.2.3
```

Excel读取工具类：

import org.apache.poi.ss.usermodel.*;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;public class ExcelUtil { public static Object[][] readExcel(String filePath, String sheetName) throws IOException { Workbook workbook = WorkbookFactory.create(new FileInputStream(filePath)); Sheet sheet = workbook.getSheet(sheetName); int rowCount = sheet.getPhysicalNumberOfRows(); int colCount = sheet.getRow(0).getPhysicalNumberOfCells(); Object[][] data = new Object[rowCount - 1][colCount]; for (int i = 1; i < rowCount; i++) { Row row = sheet.getRow(i); for (int j = 0; j < colCount; j++) { Cell cell = row.getCell(j); data[i - 1][j] = cell.getStringCellValue(); } } workbook.close(); return data; }}

测试用例集成：

@DataProvider(name = \"excelData\")public Object[][] getExcelData() throws IOException { return ExcelUtil.readExcel(\"src/test/resources/loginData.xlsx\", \"Sheet1\");}@Test(dataProvider = \"excelData\")public void testLoginWithExcel(String username, String password, String expected) { // 执行测试逻辑}

四、项目实战：电商网站登录与购物流程

4.1 项目结构

src/test/java├── pages // 页面对象│ ├── LoginPage.java│ ├── HomePage.java│ ├── ProductPage.java│ └── CartPage.java├── tests // 测试用例│ ├── LoginTest.java│ └── ShoppingTest.java├── utils // 工具类│ ├── ExcelUtil.java│ └── LogUtil.java└── resources // 测试数据 └── testData.xlsx

4.2 核心场景实现：商品加入购物车

public class ShoppingTest { private WebDriver driver; private LoginPage loginPage; private HomePage homePage; private ProductPage productPage; private CartPage cartPage; @BeforeMethod public void setup() { WebDriverManager.chromedriver().setup(); driver = new ChromeDriver(); driver.manage().window().maximize(); loginPage = new LoginPage(driver); homePage = new HomePage(driver); productPage = new ProductPage(driver); cartPage = new CartPage(driver); } @Test(dataProvider = \"productData\", dataProviderClass = ExcelUtil.class) public void testAddToCart(String username, String password, String productName) { // 登录 driver.get(\"https://example.com/login\"); loginPage.inputUsername(username); loginPage.inputPassword(password); loginPage.clickLoginBtn(); // 搜索商品 homePage.searchProduct(productName); homePage.clickSearchResult(productName); // 加入购物车 productPage.clickAddToCart(); // 验证购物车 cartPage.gotoCart(); assert cartPage.isProductInCart(productName); } @AfterMethod public void teardown() { driver.quit(); }}

五、常见问题与解决方案

5.1 元素定位失败

动态ID/属性：使用XPath/CSS模糊匹配（如contains(@class, \'btn\')）。

iframe嵌套：先切换到iframe再操作元素：

driver.switchTo().frame(\"iframeId\"); // 切换到iframedriver.switchTo().defaultContent(); // 返回主文档

5.2 浏览器兼容性

Chrome For Testing：固定浏览器版本，避免自动更新影响测试：

# 通过npm安装特定版本Chrome For Testingnpx @puppeteer/browsers install chrome@120.0.6099.0

5.3 测试速度优化

Headless模式：无界面运行浏览器，节省资源：

ChromeOptions options = new ChromeOptions();options.addArguments(\"--headless=new\"); // Selenium 4.10+语法WebDriver driver = new ChromeDriver(options);

并行执行：TestNG配置多线程执行测试用例：
```
     
```

六、高级应用：CDP协议与持续集成

6.1 Chrome DevTools Protocol（CDP）

模拟网络条件、地理位置等高级功能：

import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;import org.openqa.selenium.devtools.DevTools;import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class CDPExample { public static void main(String[] args) { WebDriver driver = new ChromeDriver(); DevTools devTools = ((ChromeDriver) driver).getDevTools(); devTools.createSession(); // 模拟5G网络 Map networkConditions = new HashMap(); networkConditions.put(\"offline\", false); networkConditions.put(\"latency\", 20); // 延迟20ms networkConditions.put(\"downloadThroughput\", 20 * 1024 * 1024); // 20Mbps driver.executeCdpCommand(\"Network.emulateNetworkConditions\", networkConditions); driver.get(\"https://example.com\"); driver.quit(); }}

6.2 持续集成（Jenkins）

配置Jenkins任务：拉取代码 → 执行Maven命令（mvn test）。
生成测试报告：TestNG默认生成报告，或集成Allure报告：
```
 io.qameta.allure allure-testng 2.24.0 test
```

总结

本教程从基础环境搭建到高级设计模式，全面覆盖了Selenium Java版UI自动化测试的核心知识点。通过PO模式实现代码解耦，结合数据驱动提升测试覆盖率，配合CDP协议和持续集成构建企业级测试框架。实际应用中需注意元素定位策略优化、动态内容处理及测试效率提升，逐步构建稳定、可维护的自动化测试体系。

【自动化测试】Selenium Java UI自动化测试实用教程

一、Selenium基础理论与环境搭建

1.1 Selenium简介与核心组件

1.2 环境搭建步骤

1.2.1 Java环境配置

1.2.2 Maven项目配置

1.2.3 浏览器驱动自动管理

二、核心API与元素操作

2.1 元素定位策略

2.2 浏览器控制与等待机制

2.2.1 浏览器操作

2.2.2 等待策略（解决动态元素加载问题）

2.3 高级交互：Actions类

三、高级设计模式：PO模式与数据驱动

3.1 Page Object Model（PO模式）

3.1.1 目录结构

3.1.2 实现示例

3.2 数据驱动测试（DDT）

3.2.1 使用TestNG的@DataProvider

3.2.2 读取Excel数据（Apache POI）

四、项目实战：电商网站登录与购物流程

4.1 项目结构

4.2 核心场景实现：商品加入购物车

五、常见问题与解决方案

5.1 元素定位失败

5.2 浏览器兼容性

5.3 测试速度优化

六、高级应用：CDP协议与持续集成

6.1 Chrome DevTools Protocol（CDP）

6.2 持续集成（Jenkins）

总结

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【自动化测试】Selenium Java UI自动化测试实用教程

一、Selenium基础理论与环境搭建

1.1 Selenium简介与核心组件

1.2 环境搭建步骤

1.2.1 Java环境配置

1.2.2 Maven项目配置

1.2.3 浏览器驱动自动管理

二、核心API与元素操作

2.1 元素定位策略

2.2 浏览器控制与等待机制

2.2.1 浏览器操作

2.2.2 等待策略（解决动态元素加载问题）

2.3 高级交互：Actions类

三、高级设计模式：PO模式与数据驱动

3.1 Page Object Model（PO模式）

3.1.1 目录结构

3.1.2 实现示例

3.2 数据驱动测试（DDT）

3.2.1 使用TestNG的@DataProvider

3.2.2 读取Excel数据（Apache POI）

四、项目实战：电商网站登录与购物流程

4.1 项目结构

4.2 核心场景实现：商品加入购物车

五、常见问题与解决方案

5.1 元素定位失败

5.2 浏览器兼容性

5.3 测试速度优化

六、高级应用：CDP协议与持续集成

6.1 Chrome DevTools Protocol（CDP）

6.2 持续集成（Jenkins）

总结

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