Selenium工作原理图解

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一、什么是WebDriver

WebDriver提供了另外一种方式与浏览器进行交互。那就是利用浏览器原生的API，封装成一套更加面向对象的Selenium WebDriver API，直接操作浏览器页面里的元素，甚至操作浏览器本身（截屏，窗口大小，启动，关闭，安装插件，配置证书之类的）。由于使用的是浏览器的原生API，速度大大提高，而且调用的稳定性交给了浏览器厂商本身，显然是更加科学。然而带来的一些副作用就是，不同的浏览器厂商，对Web元素的操作和呈现存在不同程度的差异，这就要求Selenium WebDriver要分浏览器厂商的不同，提供不同的实现，例如Chrome有专门的ChromeDriver，Firefox有FirefoxDriver等等。

WebDriver Wire协议是通用的，也就是说不管是Firefox Driver还是ChromeDriver，启动之后都会在某一个端口启动基于这套协议的Web Service。例如ChromeDriver初始化成功之后，默认会从http://localhost:46350开始，而FirefoxDriver从http://localhost:7055开始。后续我们调用WebDriver的任何API，都需要借助一个ComandExecutor发送一个命令，实际上是一个HTTPrequest给监听端口上的WebService。在我们的HTTPrequest的body中，会以WebDriver Wire协议规定的JSON格式的字符串来告诉Selenium我们希望浏览器接下来做什么事情。

二、通信原理
最少情况，WebDriver通过一个驱动程序与浏览器对话。通信有两种方式:WebDriver通过驱动程序向浏览器传递命令，然后通过相同的路径接收信息。

驱动程序在与浏览器相同的系统上运行。这可能与执行测试本身的系统相同，也可能不同。

上面这个简单的例子就是直接通信。与浏览器的通信也可以是通过Selenium服务器或RemoteWebDriver进行的远程通信。RemoteWebDriver与驱动程序和浏览器运行在同一个系统上。

远程通信也可以使用Selenium Server或Selenium Grid进行，这两者依次与主机系统上的驱动程序进行通信。

WebDriver只是与浏览器通信，测试框架(如JUnit、Pytest)负责运行和执行WebDriver以及测试中相关步骤。

三、具体过程
1.实例化WebDriver，在目标浏览器里启动一整套WebService。这套WebService使用了Selenium自己设计定义的协议，名字叫做The WebDriver Wire Protocol。这套协议非常之强大，几乎可以操作浏览器做任何事情，包括打开、关闭、最大化、最小化、元素定位、元素点击、文件上传等等

2.发送请求时，用WebDriver的HttpCommandExecutor类将命令转换为URL作为value，命令作为key一起存入map作为request，同时会在request的body中存放相应的ByXpath、id、name。实际发送的URL都是相对路径，后缀多以/session/:sessionId开头，这也意味着WebDriver每次启动浏览器都会分配一个独立的sessionId，多线程并行的时候彼此之间不会有冲突和干扰。比如我们常用到的find_element_by_class_name这个接口，会转化为/session/:sessionId/element这个url，然后在发出Http Request Body内再附上具体的参数，比如classname的值。比如我们要访问某一个网站，请求地址为：http://localhost:46350/wd/hub/session/sessionId/url，请求json内容：{"url":"http://www.qq.com"}。比如查找一个classname为test的元素，请求地址后缀为/session/sessionId/element，json内容{"using":"class_name","value":"test"}。

3.收到并执行了这个操作之后，也会回复一个HttpResponse。内容也是Json，会返回找到的element的各种细节，比如text、CSSselector、tagname、classname等等。比如：
{"sessionId":"XXXXX","status":0,"state":"success","value":{"ELEMENT":"2"},"class":"XXX","hCode":"XXX"}

参考：
https://www.selenium.dev/documentation/zh-cn/webdriver/understanding_the_components/
http://www.uml.org.cn/Test/201807301.asp

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