机房判分测试工具

本菜鸟记录一下项目的机房判分测试工具，如有不完善的地方，欢迎指正

基于 CDP 协议的 WebView2 自动化测试工具，用于批量验证学生端考试流程。

目录

• 1. 项目概述
• 2. 技术架构
• 3. 配置文件
• 4. 打包部署
• 5. CDP 调试协议
• 6. WebSocket 客户端
• 7. CDP 命令封装
• 8. 进程管理
• 9. 主测试流程
• 10. 异常处理与容错
• 11. 常见问题排查

1. 项目概述

1.1 背景

在智能测评系统的机房部署场景中，需要在100 台客户机上验证学生端（ExamStudent.exe）的完整考试流程是否正常运行。人工逐台操作效率极低，因此开发了本自动化测试工具。

1.2 功能定位

本工具通过CDP（Chrome DevTools Protocol）协议控制基于 WebView2 渲染的学生端桌面应用，模拟真实用户的完整考试操作流程：

启动 → 登录 → 选择任务 → 进入考试 → 交卷 → 输入验证码 → 确认提交

1.3 核心特性

1.4 文件结构

判分测试/
├── exam_test.py # 主脚本（约 1235 行）
├── config.json # 运行配置文件
├── build.bat # PyInstaller 打包脚本
├── 判分测试工具.exe # 打包产物（dist 目录下）

└── test_report_*.json # 测试报告（自动生成）

2. 技术架构

2.1 技术栈

Python 3.9+（纯标准库）
├── socket / struct / base64 → 手写 WebSocket 客户端
├── urllib.request → HTTP 请求（CDP 端口探测）
├── json → 配置读写 / CDP 消息序列化
├── subprocess → 进程管理（启动/杀死 ExamStudent.exe）
├── os / sys / time → 系统交互 / 路径处理 / 流程控制
├── tkinter → 文件选择对话框（GUI 降级方案）
└── PyInstaller → 打包为单文件 exe

2.2 架构图

┌─────────────────────┐
│ 判分测试工具.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 开放
│ │ connect_cdp() │──┼──► WebSocket 连接
│ └───────────────┘ │ │
│ ┌───────────────┐ │ ▼
│ │ test_student()│──┼──► DOM / Runtime / Input 命令
│ └───────────────┘ │
│ ┌───────────────┐ │
│ │ main() │──┼──► config.json / test_report.json
│ └───────────────┘ │
└─────────────────────┘

2.3 核心模块关系

exam_test.py ├── find_exe() # 自动查找学生端可执行文件
├── load_config() # 配置加载与持久化
├── WebSocketClient # 纯标准库 WebSocket 客户端
│ ├── _handshake() # HTTP Upgrade 握手
│ ├── send_json() # 发送 JSON 消息（带 WebSocket 帧封装）
│ └── recv_json() # 接收并解析 JSON 消息
├── CDP # Chrome DevTools Protocol 封装
│ ├── send() # 发送 CDP 命令并等待响应
│ ├── enable_domains() # 启用 DOM / Runtime / Page 域
│ ├── query_selector() # CSS 选择器查询
│ ├── set_value() # 设置输入框值（兼容 Vue/React 响应式）
│ ├── eval_js() # 执行 JavaScript 表达式
│ ├── wait_selector() # 等待元素出现
│ └── dump_dom() # 导出 DOM 树（调试用）
├── setup_cdp_env() # 设置 CDP 环境变量（os.environ + setx）
├── launch_with_cdp() # 启动学生端并注入 CDP 环境变量
├── wait_cdp_ready() # 轮询等待 CDP 端口就绪
├── connect_cdp() # 建立 WebSocket 连接
├── test_student() # 单个学生的完整测试流程（19 步）

└── main() # 入口函数

3. 配置文件

3.1 config.json 结构

{"exe_path":"C:/Program Files/智能测评系统/ExamStudent.exe","password":"123456","wait_seconds":5,"cdp_port":9222,"students":["cs001","cs002","cs003"]}

3.2 配置字段说明

3.3 自动查找策略

find_exe()按以下优先级查找 ExamStudent.exe：

1. 常见安装路径（7 个预设路径，覆盖 C/D 盘的 Program Files）
2. 全盘搜索（限制深度 4 层，避免遍历过深）
3. GUI 文件选择（tkinter 文件对话框，作为最终降级方案）

查找结果会自动保存到config.json，下次运行直接读取。

3.4 PyInstaller 路径处理

ifgetattr(sys,'frozen',False):SCRIPT_DIR=os.path.dirname(sys.executable)# 打包后：exe 所在目录else:SCRIPT_DIR=os.path.dirname(os.path.abspath(file))# 开发时：脚本所在目录CONFIG_FILE=os.path.join(SCRIPT_DIR,"config.json")

注意：打包后__file__指向_MEI临时目录，必须用sys.executable获取 exe 所在路径。

4. 打包部署

4.1 打包脚本 build.bat

@echo off chcp 65001 >nul cd /d "%~dp0" set PYTHON_EXE=D:\py\venv\Scripts\python.exe :: 清理旧构建 if exist "build" rd /s /q "build" if exist "dist" rd /s /q "dist" if exist "判分测试工具.spec" del /q "判分测试工具.spec" :: 安装 PyInstaller 并打包 "%PYTHON_EXE%" -m pip install pyinstaller -q "%PYTHON_EXE%" -m PyInstaller --onefile --console --name "判分测试工具" --clean ^ --hidden-import tkinter ^ --hidden-import tkinter.filedialog ^ exam_test.py :: 复制配置文件 copy /Y "config.json" "dist\config.json" >nul 2>&1

4.2 打包要点

4.3 部署方式

打包完成后，将dist/目录下的文件复制到目标机器：

dist/
├── 判分测试工具.exe # 主程序
└── config.json # 配置文件

运行方式：直接双击判分测试工具.exe即可，不需要管理员权限。

5. CDP 调试协议

5.1 原理

ExamStudent.exe 是基于 Tauri 框架打包的桌面应用，内部使用WebView2（Chromium 内核）渲染 UI。WebView2 支持通过环境变量开启 Chrome DevTools Protocol（CDP）调试端口。

5.2 环境变量设置

defsetup_cdp_env(cdp_port):dbg_arg="--remote-debugging-port="+str(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 2>&1')os.system('setx WEBVIEW2_BROWSER_EXECUTABLE_ARGS "'+dbg_arg+'" >nul 2>&1')

5.3 启动流程

setup_cdp_env(9222) ← 先写环境变量（os.environ + setx 注册表）
↓
kill_existing() ← 杀掉旧的 ExamStudent.exe
↓
launch_with_cdp(exe_path) ← subprocess.Popen 启动，env 继承环境变量
↓
ExamStudent.exe 启动
↓
WebView2 读取 WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS
↓
开启 --remote-debugging-port=9222
↓
wait_cdp_ready(9222) ← 轮询 HTTP http://127.0.0.1:9222/json/list
↓ connect_cdp(pages) ← 解析 webSocketDebuggerUrl，建立 WebSocket 连接

5.4 重要限制

⚠️ 不要以管理员身份运行！

管理员模式下，WebView2 的子进程（msedgewebview2.exe）可能以降低的完整性级别运行，导致环境变量传递断裂，CDP 端口无法开启。

普通用户模式下，所有进程在同一完整性级别（中等），环境变量正常传递。

6. WebSocket 客户端

6.1 设计说明

由于项目要求零第三方依赖，WebSocket 客户端完全使用 Python 标准库（socket、struct、base64）手写实现。

6.2 核心类 WebSocketClient

classWebSocketClient:definit(self,host,port,path):self.sock=socket.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_id=0

6.3 握手流程

遵循 RFC 6455 规范：
客户端 → 服务端:

GET /devtools/page/xxx HTTP/1.1

Host: 127.0.0.1:9222

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Key: <base64随机16字节>

Sec-WebSocket-Version: 13
服务端 → 客户端: HTTP/1.1 101 Switching Protocols

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Sec-WebSocket-Accept: <SHA1(key + magic)>

6.4 帧协议

6.5 消息格式

CDP 消息遵循 JSON-RPC 风格：

// 请求 {"id": 1, "method": "DOM.getDocument"}// 响应 {"id": 1, "result": {"root": {"nodeId": 1, ...}}}// 事件推送 {"method": "Page.loadEventFired", "params": {...}}

7. CDP 命令封装

7.1 CDP 类

class CDP: def init(self, ws): self.ws = ws def send(self, method, params=None, timeout=15): """发送 CDP 命令，等待匹配的 id 响应""" 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: # 跳过事件推送 continue

7.2 核心方法一览

7.3 Vue/React 输入框兼容

WebView2 页面使用 Vue/Element UI，直接修改input.value不会触发响应式更新。需要使用原生setter：

varnativeSet=Object.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 鼠标事件双重保障

对于关键操作（如双击任务行），同时使用两种机制确保触发：

1. JS 模拟：element.dispatchEvent(new MouseEvent('dblclick', ...))
2. CDP Input：Input.dispatchMouseEvent（底层渲染级别的鼠标事件）

第一层：JS 模拟 cdp.eval_js("element.dispatchEvent(new MouseEvent('dblclick', ...))")第二层：CDP Input（更底层，绕过 JS 事件系统） cdp.send("Input.dispatchMouseEvent",{"type":"mousePressed","x":x,"y":y,...})cdp.send("Input.dispatchMouseEvent",{"type":"mouseReleased","x":x,"y":y,...})

8. 进程管理

8.1 清理旧进程

defkill_existing():os.system('taskkill /F /IM ExamStudent.exe >nul 2>&1')time.sleep(2)

使用>nul 2>&1抑制输出，避免进程不存在时报错。等待 2 秒确保进程完全退出、端口释放。

8.2 启动学生端

deflaunch_with_cdp(exe_path,cdp_port):env=os.environ.copy()proc=subprocess.Popen([exe_path],env=env)returnproc

关键点：subprocess.Popen必须显式传递env=env，否则子进程无法继承环境变量。

8.3 等待 CDP 就绪

def wait_cdp_ready(cdp_port, timeout=30): while time.time() < end: try: resp = urllib.request.urlopen( "http://127.0.0.1:" + str(cdp_port) + "/json/list", timeout=3 ) data = json.loads(resp.read().decode("utf-8")) if data: return data # 返回页面列表 except Exception: pass time.sleep(1) return None

每秒轮询一次，最多等待 30 秒。返回的页面列表包含webSocketDebuggerUrl，用于建立 WebSocket 连接。

8.4 连接 CDP

defconnect_cdp(pages):forpageinpages:ifpage.get("type")=="page":ws_url=page.get("webSocketDebuggerUrl","")breakparsed=urlparse(ws_url)ws=WebSocketClient(parsed.hostname,parsed.port,parsed.path)returnCDP(ws)

9. 主测试流程

9.1 流程总览

test_student()函数包含19 个步骤，模拟完整的考试操作：

步骤 0: 设置 CDP 环境变量
步骤 1: 清理旧进程
步骤 2: 启动学生端（带 CDP）
步骤 3: 等待 CDP
就绪 步骤 4: 连接 WebSocket
步骤 5: 等待登录页加载
步骤 6: 输入账号密码
步骤 7: 点击登录
步骤 7.5: 处理"未完成考试"弹窗
步骤 8: 双击"练习"图标 步骤
9: 等待任务列表 步骤
10: 双击编号为 1 的任务行
步骤 11: 点击"信息确认"
步骤 12: 点击"开始考试"
步骤 13-14: 等待考试进行
步骤 15: 点击"交卷"
步骤 16: Enter 确认交卷
步骤 17: 读取验证码
步骤 18: 输入验证码
步骤 19: 点击"确定"完成交卷

9.2 登录流程（步骤 5-7）

等待登录页 cdp.wait_selector("input",20)多选择器尝试账号输入框 input_selectors=["input[type='text']","input[placeholder*='账号']","input[placeholder*='用户名']","input[name='username']","input[name='account']","input"]多选择器尝试密码输入框 pwd_selectors=["input[type='password']","input[placeholder*='密码']","input[name='password']"]使用原生 setter 设置值（兼容 Vue 响应式） cdp.set_value(selector,username)cdp.set_value(selector,password)文本匹配点击登录按钮 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 === '登录' || t === '登 录') { btns[i].click(); return 'clicked'; } } return 'not_found'; })() """)

9.3 弹窗处理（步骤 7.5）

登录后可能遇到"未完成考试"弹窗，自动检测并处理：

检测弹窗 unfinished=cdp.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('未完成的考试') >= 0) return 'detected'; } return 'none'; })() """)点击"结束考试"按钮ifstr(unfinished)=='detected':cdp.eval_js("... 查找并点击 '结束考试' 按钮 ...")

9.4 任务选择（步骤 8-10）

双击"练习"图标 cdp.eval_js(""" var all = document.querySelectorAll('*'); for (var i = 0; i < all.length; i++) { var t = (el.innerText || '').trim(); if (t === '练习') { el.dispatchEvent(new MouseEvent('dblclick', {bubbles: true})); return 'practice_dblclicked'; } } """)等待表格数据加载（轮询 td 有内容的数量） td_count=cdp.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; """)双击编号为1的任务行（JS模拟+CDP Input 双重保障）

9.5 交卷流程（步骤 15-19）

点击"交卷" → Enter确认 → 读取验证码 → 输入验证码 → 点击"确定"

验证码读取策略（四轮降级）：

验证码输入策略（三级降级）：

10. 异常处理与容错

10.1 异常捕获结构

deftest_student(config,username,index,total):try:# ... 19 步测试流程 ...return{"username":username,"status":"success","msg":"交卷成功","log":log}exceptExceptionase:return{"username":username,"status":"fail","msg":str(e),"log":log}finally:# 关闭 WebSocket 连接ifcdp:cdp.ws.close()# 清理环境变量os.environ.pop("WEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS",None)os.environ.pop("WEBVIEW2_BROWSER_EXECUTABLE_ARGS",None)time.sleep(2)

10.2 多选择器降级

对于每个关键 UI 元素，都提供多个 CSS 选择器尝试：

python

账号输入框：6个选择器 input_selectors=["input[type='text']","input[placeholder*='账号']","input[placeholder*='用户名']","input[name='username']","input[name='account']","input"# 最终兜底]任务列表：11个选择器 task_selectors=["table",".el-table",".task-list","[class*='task']",".el-card",".el-table__body","tr",".list-item","[class*='paper']","[class*='exam']",".ant-table"py]

10.3 重试机制

10.4 日志记录

每个步骤的操作和结果都记录到log数组，最终输出到控制台和测试报告：

log=[]log.append("清理旧进程...")log.append("启动 ExamStudent.exe (CDP 端口: 9222)...")log.append("CDP 已就绪 (2 个页面)")log.append("已连接 WebSocket")log.append("输入账号: cs002")log.append(" 账号输入框: input[type='text']")...

11. 常见问题排查

11.1 CDP 端口未就绪

现象：等待 CDP 端口就绪一直超时，报WinError 10061

排查步骤：

powershell

1.确认进程是否启动 tasklist|findstr"ExamStudent"2.确认端口状态 netstat-ano|findstr"9222"3.确认环境变量setWEBVIEW2_ADDITIONAL_BROWSER_ARGUMENTS

常见原因：

11.2 打包后运行报错

11.3 UI 操作失败

11.4 测试报告

每次运行自动生成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":["清理旧进程...","启动 ExamStudent.exe (CDP 端口: 9222)...","CDP 已就绪 (2 个页面)","已连接 WebSocket","..."]}]}