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C++车载软件测试需要学习哪些技能

2024-09-19 05:02:40   1  举报

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大纲/内容

C++车载软件测试需要掌握一系列专业技能，这些技能不仅涉及编程和测试技术，还包括对汽车系统和通信协议的理解。

通信协议：

CAN、LIN、以太网和TCP/IP：熟悉这些汽车通信协议，用于测试网络通信功能

汽车通信标准

AUTOSAR原理，了解汽车开放系统架构，用于标准化汽车软件开发

功能安全

ISO 26262标准，了解汽车系统的功能安全要求，确保软件测试符合安全标准

版本控制

学习使用Git等版本控制系统，用于协作软件开发

编程语言

C++：车载系统开发的基础语言，用于编写和测试软件代码

汇编语言：理解低级语言编程，对于优化代码和解决底层问题至关重要

微控制器/处理器架构

了解常用微控制器（如ARM Cortex-M系列）的架构和指令集，这对于编写和测试与硬件交互的软件至关重要

嵌入式系统基础

实时操作系统（RTOS）概念，了解嵌入式系统中的中断、定时器和内存管理

测试工具与平台

TESSY：用于嵌入式软件的自动化测试工具，支持C/C++代码的单元测试和集成测试

其他工具：如CANoe、硬件在环(HIL)测试系统等，用于模拟和验证车载环境

测试方法

单元测试和集成测试：掌握测试方法，包括如何设计和执行这些测试

持续集成/持续部署（CI/CD）

熟悉CI/CD流程，实现高效的软件开发

CI/CD流程涉及的python脚步语言开发举例

CI/CD（持续集成/持续部署）流程中，Python脚本可以用于自动化构建、测试和部署等环节。

构建脚本

用途：自动化构建项目，如编译代码、打包应用等

import subprocess

def build_project():
print("开始构建项目...")
# 假设项目使用makefile进行构建
result = subprocess.run(['make'], capture_output=True, text=True)
if result.returncode != 0:
print(f"构建失败: {result.stderr}")
raise Exception("构建失败")
print("构建成功!")

if __name__ == "__main__":
build_project()

subprocess 模块允许你在Python程序中启动新的进程，连接到它们的输入/输出/错误管道，并获取它们的返回码。

定义函数：
def build_project():
print("开始构建项目...")

执行构建命令

result = subprocess.run(['make'], capture_output=True, text=True)

subprocess.run 用于执行外部命令 make。

capture_output=True 表示捕获标准输出和标准错误。

text=True 表示以文本模式返回输出，而不是字节模式。

检查构建结果

if result.returncode != 0:
print(f"构建失败: {result.stderr}")
raise Exception("构建失败")

主程序入口

if __name__ == "__main__":
build_project()

这行代码确保 build_project 函数只在脚本直接运行时被调用，而不是在作为模块导入时调用。

总结

这个脚本非常简洁，主要功能是通过调用系统的 make 命令来构建项目。

它处理了基本的错误情况，并提供了清晰的输出信息。

如果需要扩展功能（例如支持不同的构建系统、参数化构建选项等），可以在这个基础上进行修改。

注意事项

确保在运行此脚本的环境中已经安装了 make 工具。

如果项目依赖特定的环境变量或配置文件，可能需要在 subprocess.run 中进行相应的设置。

测试脚本

用途：运行项目的单元测试和集成测试

import unittest
import subprocess

class TestRunner(unittest.TestCase):
def test_unit_tests(self):
print("运行单元测试...")
result = subprocess.run(['pytest', 'tests/unit'], capture_output=True, text=True)
self.assertEqual(result.returncode, 0, f"单元测试失败: {result.stderr}")

def test_integration_tests(self):
print("运行集成测试...")
result = subprocess.run(['pytest', 'tests/integration'], capture_output=True, text=True)
self.assertEqual(result.returncode, 0, f"集成测试失败: {result.stderr}")

if __name__ == "__main__":
unittest.main()

unittest 是 Python 标准库中的一个模块，用于编写和运行测试。

定义测试类

TestRunner 类继承自 unittest.TestCase，这是编写测试用例的标准方式。

单元测试方法

def test_unit_tests(self):
print("运行单元测试...")
result = subprocess.run(['pytest', 'tests/unit'], capture_output=True, text=True)
self.assertEqual(result.returncode, 0, f"单元测试失败: {result.stderr}")

test_unit_tests 方法用于运行单元测试。

使用 subprocess.run 执行 pytest 命令，并指定测试目录为 tests/unit。

capture_output=True 和 text=True 参数确保捕获并以文本形式处理输出。

self.assertEqual 断言检查 result.returncode 是否为 0，如果不是，则表示测试失败，并打印错误信息。

集成测试方法

def test_integration_tests(self):
print("运行集成测试...")
result = subprocess.run(['pytest', 'tests/integration'], capture_output=True, text=True)
self.assertEqual(result.returncode, 0, f"集成测试失败: {result.stderr}")

test_integration_tests 方法用于运行集成测试。

主程序入口

if __name__ == "__main__":
unittest.main()

这行代码确保当脚本直接运行时，unittest 框架会自动发现并执行 TestRunner 类中的所有测试方法

总结

这个脚本提供了一个简单的框架来运行项目的单元测试和集成测试

它利用 pytest 的强大功能来执行实际的测试逻辑，而自身专注于测试的组织和结果验证。

可以通过扩展 TestRunner 类来添加更多的测试方法，或者修改现有的测试方法以适应不同的测试需求

注意事项

确保在运行此脚本的环境中已经安装了 pytest 工具。

如果项目依赖特定的环境变量或配置文件，可能需要在 subprocess.run 中进行相应的设置。

对于大型项目或复杂的测试场景，可能需要更精细的错误处理和日志记录机制。

部署脚本

用途：自动化部署应用到服务器或云平台

import paramiko

def deploy_to_server(server_ip, username, key_path, project_dir):
print(f"开始部署到服务器 {server_ip}...")
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())

try:
ssh.connect(server_ip, username=username, key_filename=key_path)

# 停止服务
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('sudo systemctl stop myservice')
print(stdout.read().decode())

# 上传新代码
sftp = ssh.open_sftp()
sftp.put(project_dir, '/remote/path/to/project')
sftp.close()

# 启动服务
stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('sudo systemctl start myservice')
print(stdout.read().decode())

print("部署成功!")
except Exception as e:
print(f"部署失败: {e}")
finally:
ssh.close()

if __name__ == "__main__":
deploy_to_server('your_server_ip', 'your_username', 'path_to_your_key', 'local_project_directory')

paramiko 是一个用于 SSHv2 协议的 Python 实现，提供了客户端和服务器功能。

定义部署函数

def deploy_to_server(server_ip, username, key_path, project_dir):

deploy_to_server 函数接受四个参数：服务器 IP 地址、用户名、私钥路径和本地项目目录。

初始化 SSH 客户端

print(f"开始部署到服务器 {server_ip}...")
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())

这行代码使用 Python 的 f-string 格式化字符串功能来打印一条消息，表明部署过程已经开始。

{server_ip} 是一个变量，它应该包含目标服务器的 IP 地址。

ssh = paramiko.SSHClient()
这行代码创建了一个 paramiko.SSHClient 类的实例，该实例将用于与远程服务器进行 SSH 通信。

ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())
这行代码设置了 SSH 客户端的策略，以便在连接到服务器时自动添加未知的主机密钥。
paramiko.AutoAddPolicy() 是一个预定义的策略，它会自动将遇到的新主机密钥添加到本地的 known_hosts 文件中，而不提示用户确认。
注意：在生产环境中，自动添加主机密钥可能会带来安全风险，因为它可能会允许中间人攻击。通常建议使用 paramiko.WarningPolicy() 或者手动管理 known_hosts 文件。

安全建议

在生产环境中，避免使用 AutoAddPolicy，而是应该预先知道你要连接的服务器的主机密钥，或者使用 paramiko.RejectPolicy() 来拒绝未知的主机密钥。

使用密钥对进行身份验证，而不是密码，以提高安全性。

确保私钥文件的安全，不要将其暴露在不安全的环境中。

创建一个 SSHClient 实例。

设置自动添加主机密钥的策略，这在第一次连接到新服务器时很有用。

尝试连接并执行部署步骤

try:
ssh.connect(server_ip, username=username, key_filename=key_path)

使用提供的 IP 地址、用户名和私钥文件连接到远程服务器。

停止服务

stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('sudo systemctl stop myservice')
print(stdout.read().decode())

ssh.exec_command() 方法用于在远程服务器上执行命令。

'sudo systemctl stop myservice' 是要执行的命令，这里的命令是用来停止一个名为 myservice 的服务。

sudo 表示以超级用户权限执行命令，这通常需要输入密码。

exec_command() 方法返回三个对象：stdin（标准输入）、stdout（标准输出）和 stderr（标准错误）。

print(stdout.read().decode())
stdout.read() 方法读取命令的标准输出流中的所有数据。
.decode() 方法将读取到的字节数据解码为字符串，因为 read() 返回的是字节类型的数据。

执行远程命令以停止目标服务（这里假设服务名为 myservice）。

上传新代码

sftp = ssh.open_sftp()
sftp.put(project_dir, '/remote/path/to/project')
sftp.close()

SFTP（SSH File Transfer Protocol，SSH文件传输协议）会话是一种基于SSH（Secure Shell，安全外壳协议）的文件传输协议会话。它提供了一种安全的方式来在网络上的两台计算机之间传输文件。SFTP是SSH协议的一部分，因此它继承了SSH的安全特性，如加密和身份验证。

### SFTP会话的特点：

1. **安全性**：
- 所有数据传输都是加密的，包括文件内容和控制信息。
- 使用SSH的身份验证机制，如密码、公钥认证等。

2. **可靠性**：
- 提供了文件传输的完整性和一致性保证。
- 支持断点续传和文件权限管理。

3. **易用性**：
- 提供了类似于FTP的用户界面和命令集，方便用户使用。
- 多数现代操作系统和编程语言都有支持SFTP的库和工具。

4. **跨平台性**：
- 可以在不同的操作系统之间无缝传输文件，如Windows、Linux、macOS等。

### SFTP会话的使用场景：

- **远程备份和恢复**：定期将重要文件从一台计算机备份到另一台计算机。
- **软件分发**：将应用程序的安装包从服务器分发到多个客户端。
- **协作开发**：在团队成员之间共享源代码和其他项目文件。
- **配置管理**：推送配置文件到远程服务器或从远程服务器拉取日志文件。

### 如何建立SFTP会话：

1. **使用命令行工具**：
- 在Linux或macOS上，可以使用`sftp`命令行工具。
- 在Windows上，可以使用PuTTY的PSFTP组件或其他第三方SFTP客户端。

2. **编程接口**：
- 在Python中，可以使用`paramiko`库来创建和管理SFTP会话。
- 其他编程语言也有类似的库，如Java的JSch，Ruby的Net::SFTP等。

### 示例（Python with Paramiko）：

```python
import paramiko

# 创建SSH客户端
ssh = paramiko.SSHClient()
ssh.set_missing_host_key_policy(paramiko.AutoAddPolicy())

# 连接到远程服务器
ssh.connect('hostname', username='username', password='password')

# 打开SFTP会话
sftp = ssh.open_sftp()

# 上传文件
sftp.put('local_path', 'remote_path')

# 下载文件
sftp.get('remote_path', 'local_path')

# 关闭SFTP会话和SSH连接
sftp.close()
ssh.close()
```

总之，SFTP会话是一种安全、可靠且易于使用的文件传输方式，广泛应用于各种系统和应用场景中。

启动服务

stdin, stdout, stderr = ssh.exec_command('sudo systemctl start myservice')
print(stdout.read().decode())

部署成功消息

异常处理

except Exception as e:
print(f"部署失败: {e}")

捕获并打印在执行过程中可能发生的任何异常。

关闭 SSH 连接

finally:
ssh.close()

无论是否发生异常，都确保关闭 SSH 连接。

主程序入口

总结

这个脚本提供了一个基本的自动化部署流程，包括停止服务、上传代码和启动服务。

使用 paramiko 库可以灵活地处理 SSH 连接和 SFTP 文件传输。

对于生产环境，可能需要更复杂的错误处理、日志记录和安全措施（例如使用更安全的密钥管理方案）。

注意事项

确保目标服务器上已经安装并配置了 paramiko 支持的 SSH 服务。

使用 sudo 执行命令可能需要用户在远程服务器上有相应的权限，并且可能需要交互式输入密码。

对于大型项目或频繁的部署操作，考虑使用更高级的部署工具或持续集成/持续部署（CI/CD）系统。

CI/CD集成脚本

用途：整合构建、测试和部署流程到一个脚本中

import subprocess

def run_ci_cd_pipeline():
print("开始CI/CD流程...")

# 构建项目
build_project()

# 运行测试
run_tests()

# 部署应用
deploy_to_server('your_server_ip', 'your_username', 'path_to_your_key', 'local_project_directory')

print("CI/CD流程完成!")

if __name__ == "__main__":
run_ci_cd_pipeline()

注意事项

在实际使用中，请确保脚本具有适当的错误处理和日志记录

对于敏感信息（如服务器凭证），应使用环境变量或安全的密钥管理服务进行存储和访问

根据项目的具体需求和使用的工具链，可能需要对上述示例进行相应的调整