本菜鳥記錄一下項目的機房判分測試工具如有不完善的地方歡迎指正基于 CDP 協(xié)議的 WebView2 自動化測試工具用于批量驗證學生端考試流程。目錄1. 項目概述2. 技術(shù)架構(gòu)3. 配置文件4. 打包部署5. CDP 調(diào)試協(xié)議6. WebSocket 客戶端7. CDP 命令封裝8. 進程管理9. 主測試流程10. 異常處理與容錯11. 常見問題排查1. 項目概述1.1 背景在智能測評系統(tǒng)的機房部署場景中需要在100 臺客戶機上驗證學生端ExamStudent.exe的完整考試流程是否正常運行。人工逐臺操作效率極低因此開發(fā)了本自動化測試工具。1.2 功能定位本工具通過CDPChrome DevTools Protocol協(xié)議控制基于 WebView2 渲染的學生端桌面應用模擬真實用戶的完整考試操作流程啟動 → 登錄 → 選擇任務 → 進入考試 → 交卷 → 輸入驗證碼 → 確認提交1.3 核心特性特性說明零依賴純 Python 標準庫實現(xiàn)無需 pip install 任何第三方包免安裝運行通過 PyInstaller 打包為單文件 exe雙擊即可運行自動發(fā)現(xiàn)自動查找 ExamStudent.exe支持常見路徑搜索 全盤搜索 GUI 選擇CDP 自動化手寫 WebSocket 客戶端通過 CDP 協(xié)議控制 WebView2 頁面配置持久化首次運行自動生成 config.json后續(xù)直接讀取測試報告每次運行生成 JSON 格式的測試報告1.4 文件結(jié)構(gòu)判分測試/├── exam_test.py # 主腳本約 1235 行├── config.json # 運行配置文件├── build.bat # PyInstaller 打包腳本├── 判分測試工具.exe # 打包產(chǎn)物dist 目錄下└── test_report_*.json # 測試報告自動生成2. 技術(shù)架構(gòu)2.1 技術(shù)棧Python 3.9純標準庫├── socket / struct / base64 → 手寫 WebSocket 客戶端├── urllib.request → HTTP 請求CDP 端口探測├── json → 配置讀寫 / CDP 消息序列化├── subprocess → 進程管理啟動/殺死 ExamStudent.exe├── os / sys / time → 系統(tǒng)交互 / 路徑處理 / 流程控制├── tkinter → 文件選擇對話框GUI 降級方案└── PyInstaller → 打包為單文件 exe2.2 架構(gòu)圖┌─────────────────────┐│ 判分測試工具.exe ││ ││ ┌───────────────┐ │ env: WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS│ │ setup_cdp_env │──┼──────────────────────────────────┐│ └───────────────┘ │ ││ ┌───────────────┐ │ ▼│ │ launch_with │──┼──? subprocess.Popen ──? ExamStudent.exe│ │ _cdp() │ │ │ │ └───────────────┘ │ ▼│ ┌───────────────┐ │ WebView2 渲染引擎│ │ wait_cdp_ready│──┼──? HTTP :9222/json/list│ │ └───────────────┘ │ ▼│ ┌───────────────┐ │ CDP 端口 9222 開放│ │ connect_cdp() │──┼──? WebSocket 連接│ └───────────────┘ │ ││ ┌───────────────┐ │ ▼│ │ test_student()│──┼──? DOM / Runtime / Input 命令│ └───────────────┘ ││ ┌───────────────┐ ││ │ main() │──┼──? config.json / test_report.json│ └───────────────┘ │└─────────────────────┘2.3 核心模塊關(guān)系exam_test.py ├── find_exe() # 自動查找學生端可執(zhí)行文件├── load_config() # 配置加載與持久化├── WebSocketClient # 純標準庫 WebSocket 客戶端│ ├── _handshake() # HTTP Upgrade 握手│ ├── send_json() # 發(fā)送 JSON 消息帶 WebSocket 幀封裝│ └── recv_json() # 接收并解析 JSON 消息├── CDP # Chrome DevTools Protocol 封裝│ ├── send() # 發(fā)送 CDP 命令并等待響應│ ├── enable_domains() # 啟用 DOM / Runtime / Page 域│ ├── query_selector() # CSS 選擇器查詢│ ├── set_value() # 設置輸入框值兼容 Vue/React 響應式│ ├── eval_js() # 執(zhí)行 JavaScript 表達式│ ├── wait_selector() # 等待元素出現(xiàn)│ └── dump_dom() # 導出 DOM 樹調(diào)試用├── setup_cdp_env() # 設置 CDP 環(huán)境變量os.environ setx├── launch_with_cdp() # 啟動學生端并注入 CDP 環(huán)境變量├── wait_cdp_ready() # 輪詢等待 CDP 端口就緒├── connect_cdp() # 建立 WebSocket 連接├── test_student() # 單個學生的完整測試流程19 步└── main() # 入口函數(shù)3. 配置文件3.1 config.json 結(jié)構(gòu){exe_path:C:/Program Files/智能測評系統(tǒng)/ExamStudent.exe,password:123456,wait_seconds:5,cdp_port:9222,students:[cs001,cs002,cs003]}3.2 配置字段說明字段類型默認值說明exe_pathstring自動查找學生端可執(zhí)行文件的絕對路徑passwordstring123456登錄密碼所有賬號統(tǒng)一密碼wait_secondsint5進入考試后的等待秒數(shù)模擬答題時間cdp_portint9222WebView2 CDP 調(diào)試端口studentsarray[cs002]待測試的學生賬號列表3.3 自動查找策略find_exe()按以下優(yōu)先級查找 ExamStudent.exe常見安裝路徑7 個預設路徑覆蓋 C/D 盤的 Program Files全盤搜索限制深度 4 層避免遍歷過深GUI 文件選擇tkinter 文件對話框作為最終降級方案查找結(jié)果會自動保存到config.json下次運行直接讀取。3.4 PyInstaller 路徑處理ifgetattr(sys,frozen,False):SCRIPT_DIRos.path.dirname(sys.executable)# 打包后exe 所在目錄else:SCRIPT_DIRos.path.dirname(os.path.abspath(file))# 開發(fā)時腳本所在目錄CONFIG_FILEos.path.join(SCRIPT_DIR,config.json)注意打包后__file__指向_MEI臨時目錄必須用sys.executable獲取 exe 所在路徑。4. 打包部署4.1 打包腳本 build.batecho off chcp 65001 nul cd /d %~dp0 set PYTHON_EXED:\py\venv\Scripts\python.exe :: 清理舊構(gòu)建 if exist build rd /s /q build if exist dist rd /s /q dist if exist 判分測試工具.spec del /q 判分測試工具.spec :: 安裝 PyInstaller 并打包 %PYTHON_EXE% -m pip install pyinstaller -q %PYTHON_EXE% -m PyInstaller --onefile --console --name 判分測試工具 --clean ^ --hidden-import tkinter ^ --hidden-import tkinter.filedialog ^ exam_test.py :: 復制配置文件 copy /Y config.json dist\config.json nul 214.2 打包要點要點說明必須cd /d %~dp0雙擊 bat 時工作目錄可能是 system32不切換會導致 PyInstaller 報錯必須清理舊構(gòu)建build/dist/.spec文件不清理可能產(chǎn)生緩存問題--hidden-import tkinterPyInstaller 無法自動檢測 tkinter 的動態(tài)導入需顯式聲明--onefile --console單文件 控制臺模式方便查看運行日志Python 路徑當前配置為D:\py\venv\Scripts\python.exe需根據(jù)實際環(huán)境修改4.3 部署方式打包完成后將dist/目錄下的文件復制到目標機器dist/├── 判分測試工具.exe # 主程序└── config.json # 配置文件運行方式直接雙擊判分測試工具.exe即可不需要管理員權(quán)限。5. CDP 調(diào)試協(xié)議5.1 原理ExamStudent.exe 是基于 Tauri 框架打包的桌面應用內(nèi)部使用WebView2Chromium 內(nèi)核渲染 UI。WebView2 支持通過環(huán)境變量開啟 Chrome DevTools ProtocolCDP調(diào)試端口。5.2 環(huán)境變量設置defsetup_cdp_env(cdp_port):dbg_arg--remote-debugging-portstr(cdp_port)os.environ[WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS]dbg_arg os.environ[WEBVIEW2_BROWSER_EXECUTABLE_ARGS]dbg_arg os.system(setx WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS dbg_arg nul 21)os.system(setx WEBVIEW2_BROWSER_EXECUTABLE_ARGS dbg_arg nul 21)方法作用范圍持久性說明os.environ當前進程及子進程進程結(jié)束即失效普通運行時有效setx寫入用戶注冊表永久生效確保管理員模式等場景也能讀取5.3 啟動流程setup_cdp_env(9222) ← 先寫環(huán)境變量os.environ setx 注冊表↓kill_existing() ← 殺掉舊的 ExamStudent.exe↓launch_with_cdp(exe_path) ← subprocess.Popen 啟動env 繼承環(huán)境變量↓ExamStudent.exe 啟動↓WebView2 讀取 WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS↓開啟 --remote-debugging-port9222↓wait_cdp_ready(9222) ← 輪詢 HTTP http://127.0.0.1:9222/json/list↓ connect_cdp(pages) ← 解析 webSocketDebuggerUrl建立 WebSocket 連接5.4 重要限制?? 不要以管理員身份運行管理員模式下WebView2 的子進程msedgewebview2.exe可能以降低的完整性級別運行導致環(huán)境變量傳遞斷裂CDP 端口無法開啟。普通用戶模式下所有進程在同一完整性級別中等環(huán)境變量正常傳遞。6. WebSocket 客戶端6.1 設計說明由于項目要求零第三方依賴WebSocket 客戶端完全使用 Python 標準庫socket、struct、base64手寫實現(xiàn)。6.2 核心類 WebSocketClientclassWebSocketClient:definit(self,host,port,path):self.socksocket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)self.sock.settimeout(30)self.sock.connect((host,port))self._handshake(host,port,path)# RFC 6455 握手self._msg_id06.3 握手流程遵循 RFC 6455 規(guī)范客戶端 → 服務端:GET /devtools/page/xxx HTTP/1.1Host: 127.0.0.1:9222Upgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Key: base64隨機16字節(jié)Sec-WebSocket-Version: 13服務端 → 客戶端: HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: SHA1(key magic)6.4 幀協(xié)議操作實現(xiàn)發(fā)送構(gòu)造 WebSocket 幀0x81文本幀F(xiàn)IN 0x80接收解析幀頭 → 讀取長度7bit / 16bit / 64bit→ 處理掩碼 → 按 opcode 分發(fā)Ping/Pong收到opcode0x9Ping自動回復 Pong0x8A關(guān)閉發(fā)送opcode0x8Close幀 關(guān)閉 socket6.5 消息格式CDP 消息遵循 JSON-RPC 風格// 請求 {id: 1, method: DOM.getDocument}// 響應 {id: 1, result: {root: {nodeId: 1, ...}}}// 事件推送 {method: Page.loadEventFired, params: {...}}7. CDP 命令封裝7.1 CDP 類class CDP: def init(self, ws): self.ws ws def send(self, method, paramsNone, timeout15): 發(fā)送 CDP 命令等待匹配的 id 響應 msg_id self.ws.send_json(method, params) while True: msg self.ws.recv_json(timeout) if msg and msg.get(id) msg_id: return msg if msg and method in msg: # 跳過事件推送 continue7.2 核心方法一覽方法CDP 命令功能enable_domains()DOM.enableRuntime.enablePage.enable啟用必要的 CDP 域query_selector(sel)DOM.getDocumentDOM.querySelectorCSS 選擇器查詢返回 nodeIdset_value(sel, val)DOM.focusRuntime.evaluate設置輸入框值兼容 Vue/Reacteval_js(expr)Runtime.evaluate執(zhí)行 JS 表達式返回值click(sel)Runtime.evaluate點擊元素wait_selector(sel, t)輪詢query_selector等待元素出現(xiàn)超時 t 秒dump_dom(depth)Runtime.evaluate導出 DOM 樹結(jié)構(gòu)調(diào)試用7.3 Vue/React 輸入框兼容WebView2 頁面使用 Vue/Element UI直接修改input.value不會觸發(fā)響應式更新。需要使用原生settervarnativeSetObject.getOwnPropertyDescriptor(window.HTMLInputElement.prototype,value).set;nativeSet.call(el,新值);el.dispatchEvent(newEvent(input,{bubbles:true}));el.dispatchEvent(newEvent(change,{bubbles:true}));7.4 鼠標事件雙重保障對于關(guān)鍵操作如雙擊任務行同時使用兩種機制確保觸發(fā)JS 模擬element.dispatchEvent(new MouseEvent(dblclick, ...))CDP InputInput.dispatchMouseEvent底層渲染級別的鼠標事件第一層JS 模擬 cdp.eval_js(element.dispatchEvent(new MouseEvent(dblclick, ...)))第二層CDP Input更底層繞過 JS 事件系統(tǒng) cdp.send(Input.dispatchMouseEvent,{type:mousePressed,x:x,y:y,...})cdp.send(Input.dispatchMouseEvent,{type:mouseReleased,x:x,y:y,...})8. 進程管理8.1 清理舊進程defkill_existing():os.system(taskkill /F /IM ExamStudent.exe nul 21)time.sleep(2)使用nul 21抑制輸出避免進程不存在時報錯。等待 2 秒確保進程完全退出、端口釋放。8.2 啟動學生端deflaunch_with_cdp(exe_path,cdp_port):envos.environ.copy()procsubprocess.Popen([exe_path],envenv)returnproc關(guān)鍵點subprocess.Popen必須顯式傳遞envenv否則子進程無法繼承環(huán)境變量。8.3 等待 CDP 就緒def wait_cdp_ready(cdp_port, timeout30): while time.time() end: try: resp urllib.request.urlopen( http://127.0.0.1: str(cdp_port) /json/list, timeout3 ) data json.loads(resp.read().decode(utf-8)) if data: return data # 返回頁面列表 except Exception: pass time.sleep(1) return None每秒輪詢一次最多等待 30 秒。返回的頁面列表包含webSocketDebuggerUrl用于建立 WebSocket 連接。8.4 連接 CDPdefconnect_cdp(pages):forpageinpages:ifpage.get(type)page:ws_urlpage.get(webSocketDebuggerUrl,)breakparsedurlparse(ws_url)wsWebSocketClient(parsed.hostname,parsed.port,parsed.path)returnCDP(ws)9. 主測試流程9.1 流程總覽test_student()函數(shù)包含19 個步驟模擬完整的考試操作步驟 0: 設置 CDP 環(huán)境變量步驟 1: 清理舊進程步驟 2: 啟動學生端帶 CDP步驟 3: 等待 CDP就緒 步驟 4: 連接 WebSocket步驟 5: 等待登錄頁加載步驟 6: 輸入賬號密碼步驟 7: 點擊登錄步驟 7.5: 處理未完成考試彈窗步驟 8: 雙擊練習圖標 步驟9: 等待任務列表 步驟10: 雙擊編號為 1 的任務行步驟 11: 點擊信息確認步驟 12: 點擊開始考試步驟 13-14: 等待考試進行步驟 15: 點擊交卷步驟 16: Enter 確認交卷步驟 17: 讀取驗證碼步驟 18: 輸入驗證碼步驟 19: 點擊確定完成交卷9.2 登錄流程步驟 5-7等待登錄頁 cdp.wait_selector(input,20)多選擇器嘗試賬號輸入框 input_selectors[input[typetext],input[placeholder*賬號],input[placeholder*用戶名],input[nameusername],input[nameaccount],input]多選擇器嘗試密碼輸入框 pwd_selectors[input[typepassword],input[placeholder*密碼],input[namepassword]]使用原生 setter 設置值兼容 Vue 響應式 cdp.set_value(selector,username)cdp.set_value(selector,password)文本匹配點擊登錄按鈕 cdp.eval_js( (function() { var btns document.querySelectorAll(button, .el-button, ...); for (var i 0; i btns.length; i) { var t (btns[i].innerText || btns[i].textContent || ).trim(); if (t 登錄 || t 登 錄) { btns[i].click(); return clicked; } } return not_found; })() )9.3 彈窗處理步驟 7.5登錄后可能遇到未完成考試彈窗自動檢測并處理檢測彈窗 unfinishedcdp.eval_js( (function() { var all document.querySelectorAll(*); for (var i 0; i all.length; i) { var t (all[i].innerText || ).trim(); if (t.indexOf(未完成) 0 || t.indexOf(未完成的考試) 0) return detected; } return none; })() )點擊結(jié)束考試按鈕ifstr(unfinished)detected:cdp.eval_js(... 查找并點擊 結(jié)束考試 按鈕 ...)9.4 任務選擇步驟 8-10雙擊練習圖標 cdp.eval_js( var all document.querySelectorAll(*); for (var i 0; i all.length; i) { var t (el.innerText || ).trim(); if (t 練習) { el.dispatchEvent(new MouseEvent(dblclick, {bubbles: true})); return practice_dblclicked; } } )等待表格數(shù)據(jù)加載輪詢 td 有內(nèi)容的數(shù)量 td_countcdp.eval_js( var cells document.querySelectorAll(td); var count 0; for (var i 0; i cells.length; i) { if ((cells[i].textContent || ).trim().length 0) count; } return count; )雙擊編號為1的任務行JS模擬CDP Input 雙重保障9.5 交卷流程步驟 15-19點擊交卷 → Enter確認 → 讀取驗證碼 → 輸入驗證碼 → 點擊確定驗證碼讀取策略四輪降級輪次策略說明第 1 輪紅色/橙色背景的 4 位數(shù)字匹配backgroundColor中的 red/orange/rgb(2xx…)第 2 輪白色文字的 4 位數(shù)字匹配color中的 white/#fff第 3 輪內(nèi)聯(lián)樣式含 background/color匹配style屬性第 4 輪任何葉子節(jié)點的 4 位數(shù)字兜底排除 input 和無子元素的節(jié)點驗證碼輸入策略三級降級級別方法說明第 1 級Input.insertTextCDP 底層直接插入文本最可靠第 2 級Input.dispatchKeyEvent逐字符模擬鍵盤輸入第 3 級JSnativeSet賦值直接操作 DOM 的 value 屬性10. 異常處理與容錯10.1 異常捕獲結(jié)構(gòu)deftest_student(config,username,index,total):try:# ... 19 步測試流程 ...return{username:username,status:success,msg:交卷成功,log:log}exceptExceptionase:return{username:username,status:fail,msg:str(e),log:log}finally:# 關(guān)閉 WebSocket 連接ifcdp:cdp.ws.close()# 清理環(huán)境變量os.environ.pop(WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS,None)os.environ.pop(WEBVIEW2_BROWSER_EXECUTABLE_ARGS,None)time.sleep(2)10.2 多選擇器降級對于每個關(guān)鍵 UI 元素都提供多個 CSS 選擇器嘗試python賬號輸入框6個選擇器 input_selectors[input[typetext],input[placeholder*賬號],input[placeholder*用戶名],input[nameusername],input[nameaccount],input# 最終兜底]任務列表11個選擇器 task_selectors[table,.el-table,.task-list,[class*task],.el-card,.el-table__body,tr,.list-item,[class*paper],[class*exam],.ant-tablepy]10.3 重試機制場景重試策略雙擊練習圖標最多重試 30 次每次間隔 3 秒等待表格數(shù)據(jù)最多輪詢 20 次每次間隔 0.5 秒讀取驗證碼最多重試 10 次每次間隔 0.5 秒等待 CDP 就緒最多等待 30 秒每秒輪詢等待元素出現(xiàn)wait_selector超時 20-30 秒10.4 日志記錄每個步驟的操作和結(jié)果都記錄到log數(shù)組最終輸出到控制臺和測試報告log[]log.append(清理舊進程...)log.append(啟動 ExamStudent.exe (CDP 端口: 9222)...)log.append(CDP 已就緒 (2 個頁面))log.append(已連接 WebSocket)log.append(輸入賬號: cs002)log.append( 賬號輸入框: input[typetext])...11. 常見問題排查11.1 CDP 端口未就緒現(xiàn)象等待 CDP 端口就緒一直超時報WinError 10061排查步驟powershell1.確認進程是否啟動 tasklist|findstrExamStudent2.確認端口狀態(tài) netstat-ano|findstr92223.確認環(huán)境變量setWEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS常見原因原因解決方案以管理員身份運行不要用管理員運行直接雙擊即可端口被其他進程占用netstat -ano | findstr 9222查看占用進程WebView2 運行時未安裝安裝 WebView2 Runtime環(huán)境變量未生效檢查setx是否執(zhí)行成功重啟終端后再試11.2 打包后運行報錯錯誤原因解決配置文件不存在: C:\...\_MEIxxx\config.json使用了__file__而非sys.executable確保sys.frozen判斷邏輯正確pip is not recognizedPython 不在 PATH 中build.bat 中使用完整路徑Do not run pyinstaller from system32bat 未切換目錄確保cd /d %~dp0打包后功能沒更新運行的是舊 exe重新運行 build.bat清理 build/dist11.3 UI 操作失敗現(xiàn)象原因解決未找到賬號輸入框頁面未加載完成增加wait_selector超時時間登錄按鈕未找到按鈕文本不匹配檢查是否有空格如登 錄任務行雙擊無效Tauri 不響應 JS 事件已使用 CDP Input 雙重保障驗證碼讀取失敗頁面渲染延遲已實現(xiàn) 10 次重試 4 輪降級策略驗證碼輸入失敗WebView2 輸入框特殊處理已實現(xiàn) 3 級降級insertText → 鍵盤 → JS賦值11.4 測試報告每次運行自動生成test_report_YYYYMMDD_HHMMSS.json{time:2026-07-15 14:30:00,total:1,success:1,fail:0,results:[{username:cs002,status:success,msg:交卷成功,log:[清理舊進程...,啟動 ExamStudent.exe (CDP 端口: 9222)...,CDP 已就緒 (2 個頁面),已連接 WebSocket,...]}]}