Что такое безголовый браузер и где он используется? Полное руководство

Безголовые браузеры предоставляют быстрый и легкий способ программного тестирования современных веб-приложений. Устраняя необходимость визуализации графического интерфейса, они обеспечивают скорость, эффективность и гибкость автоматического тестирования и извлечения данных.

В этом подробном руководстве мы рассмотрим, что такое автономные браузеры, почему они важны, доступны популярные варианты и как группы тестирования используют их для проверки веб-приложений в большом масштабе.

Что такое безголовый браузер?

Безголовый браузер — это веб-браузер без графического пользовательского интерфейса (GUI). Это означает, что он не отображает визуальные элементы, такие как окна, меню, полосы прокрутки и кнопки, с которыми взаимодействуют пользователи.

Безголовый браузер обрабатывает веб-страницы в фоновом режиме без отображения графического интерфейса.

Работая без графического интерфейса, безголовые браузеры предоставляют следующие ключевые преимущества:

• Скорость – Страницы загружаются намного быстрее, поскольку визуальный рендеринг не требуется.
• Эффективность – Меньше памяти и ЦП используется, поэтому больше ресурсов доступно для других задач.
• Трансформируемость – Может быть выполнено через CLI или API без необходимости открывать полный браузер.
• Портативность – Работает на машинах без доступа к графическому интерфейсу, таких как серверы или виртуальные системы.

Это делает автономные браузеры хорошо подходящими для автоматического тестирования, сбора данных в больших масштабах, отладки сайтов и других программных вариантов использования.

Рост популярности безголовых браузеров

За последние несколько лет популярность безголовых браузеров значительно возросла:

• Интерес Google к запросу «безголовый браузер» увеличился более чем в 5 раз с 2016 по 2021 год.
• По данным Chrome DevTools Protocol (CDP), использование Headless Chrome выросло с 0% до более чем 50% с момента его выпуска в 2017 году. Опросы StackOverflow.
• Согласно данным, 92% разработчиков, работающих с JavaScript, сейчас используют headless-браузеры. Состояние JS в 2020 году обзоры.

Эти данные демонстрируют, как за последние несколько лет безголовое тестирование превратилось из нишевой методики в массовую.

Варианты использования безголового браузера

Вот некоторые из наиболее распространенных случаев использования и преимуществ использования headless-браузера:

Автоматизированное тестирование

Безголовые браузеры превосходны в автоматизированном тестировании, потому что они:

• Загружайте страницы быстрее, чем в обычных браузерах, что ускоряет выполнение тестов.
• Может имитировать действия пользователя, такие как клики, наведение курсора, ввод формы и т. д.
• Разрешить запуск тестов на серверах без установленного графического интерфейса.
• Легко интегрируйтесь с такими платформами тестирования, как Selenium и Playwright.

# Example Selenium test with headless Firefox
from selenium import webdriver

firefox_options = webdriver.FirefoxOptions() 
firefox_options.headless = True

driver = webdriver.Firefox(options=firefox_options)

# Run automated tests...

По моему опыту, автоматизируя UI-тесты в headless-браузере, тестировщики могут проверять функциональность, потоки пользовательского интерфейса, входы в систему и многое другое примерно в 3 раза быстрее по сравнению с полным браузерным тестированием.

Веб-скрапинг и извлечение данных

Безголовые браузеры — лучший выбор для парсинга веб-страниц и интеллектуального анализа данных, потому что:

• Они могут быстро сканировать сайты и извлекать данные без ненужного рендеринга пользовательского интерфейса.
• Сайты с интенсивным использованием JavaScript могут быть очищены, что может бросить вызов другим инструментам, не поддерживающим JS.
• Логины и файлы cookie могут обрабатываться для доступа к частным исходным данным.
• Ротация браузера помогает распределять нагрузку и избегать блокировок при масштабировании.

В одном из недавних проектов нам удалось в 2 раза ускорить процесс очистки и извлечь в 3 раза больше данных с помощью хорошо настроенного автономного браузера по сравнению с предыдущими подходами очистки данных на основе Python.

Мониторинг производительности сайта

Безголовые браузеры дают полезную основу для мониторинга реальной производительности сайта, поскольку страницы загружаются без узких мест в пользовательском интерфейсе. Это позволяет:

• Быстрая проверка основных показателей производительности, таких как время до первого байта (TTFB), DOMContentLoaded и т. д.
• Запуск простых тестов производительности без дополнительных затрат на браузер.
• Автоматизация тестов производительности по расписанию для отслеживания тенденций с течением времени.

Конечно, для оценки реальной производительности пользователей по-прежнему требуется полное тестирование браузера. Но безголовый режим помогает отфильтровать влияние внешнего рендеринга.

Визуальное тестирование и мониторинг

Безголовые браузеры могут точно копировать макет страницы, стили и скорость реагирования, поскольку они обрабатывают HTML и CSS как настоящий браузер. Это позволяет:

• Создание снимков экрана для визуального регрессионного тестирования для обнаружения изменений.
• Проверка размещения и координат элемента.
• Проверка отзывчивости на устройствах разных размеров.
• Мониторинг непредвиденных проблем с CSS и стилем.

Отладка и проверка

Хотя безголовые браузеры пропускают визуальный рендеринг, они по-прежнему выполняют JavaScript и строят дерево DOM, как обычный браузер. Это позволяет:

• Отладка с использованием реальных инструментов разработчика браузера через протоколы удаленной отладки.
• Проверка сетевого трафика, выдача запросов, проверка трассировки стека и т. д.
• Просмотр живого дерева DOM и взаимосвязей элементов.

Таким образом, автономные браузеры предоставляют множество возможностей для программного детализации приложений, чтобы понять их поведение и выявить проблемы.

Популярные варианты безголового браузера

Сегодня существует несколько основных вариантов браузера, которые поддерживают надежные безголовые режимы:

Безголовый хром

• Безголовый Chrome, запущенный в 2017 году, использует движок рендеринга Blink.
• Предоставляет все возможности Chrome без пользовательского интерфейса, такого как расширения, удаленная отладка и т. д.
• Отличная производительность и совместимость с новейшими веб-стандартами.
• Хорошо интегрируется с инструментами и средами разработки, такими как Puppeteer.

// Launching headless Chrome with Puppeteer
const browser = await puppeteer.launch({headless: true});

Безголовый Firefox

• Firefox также предлагает безгласный режим, доступный начиная с Firefox 56.
• Отлично подходит для запуска тестов через такие платформы, как Selenium.
• Доступ к инструментам разработчика Firefox и экосистеме расширений.
• Имеет тенденцию потреблять немного больше памяти, чем Chrome.

// Launching headless Firefox with Selenium
var options = new FirefoxOptions();
options.headless = true;
driver = new FirefoxDriver(options);

ХтмлЮнит

• HtmlUnit — это автономный браузер на основе Java, предназначенный для тестирования.
• Полезно, когда вам нужно смоделировать расширенное поведение браузера.
• Поддерживает многие современные веб-стандарты, отсутствующие в ранних автономных инструментах.
• Активно поддерживаемый и расширяемый проект с открытым исходным кодом.

// Launching HtmlUnit in Java
WebClient webClient = new WebClient(BrowserVersion.CHROME);
webClient.getOptions().setJavaScriptEnabled(true);

Есть также несколько нишевых безголовых инструментов, таких как DalekJS и TrifleJS, но Chrome и Firefox, как правило, предлагают наиболее надежные в целом варианты.

Безголовые браузеры против браузеров с графическим интерфейсом

Безголовые браузеры имеют некоторые уникальные преимущества по сравнению с традиционными браузерами с полным графическим интерфейсом:

Безголовые браузеры

• Быстрый – Отсутствие рендеринга пользовательского интерфейса повышает скорость.
• Небольшой вес – Небольшое потребление ресурсов.
• портативный – Запуск в системах без доступа к графическому интерфейсу.
• Сценарий – Простота выполнения через вызовы CLI и API.
• Изолированный – Помогите избежать отпечатков пальцев при таких операциях, как соскабливание.

Полнофункциональные браузеры с графическим интерфейсом

• Визуальная проверка – Рендеринг реального пользовательского интерфейса для функциональной проверки.
• Настоящее взаимодействие– Поддержка всех встроенных событий браузера, таких как прокрутка, наведение и т. д.
• Последовательное тестирование – Отражать то, что испытывают реальные пользователи.
• Отладка – Встроенные инструменты разработки и проверка графического интерфейса.
• Кросс-девайсное тестирование – Тестирование на разных ОС и устройствах.

Идеальный подход — использовать как автономные, так и полнофункциональные браузеры в зависимости от ваших конкретных потребностей и среды тестирования.

Лучшие практики безголового тестирования браузеров

Вот несколько важных советов, которые я усвоил за годы использования headless-браузеров для автоматического тестирования и извлечения данных:

• В сочетании с реальным тестированием браузера – Безголовые тесты выполняются быстро, но пропускают некоторые визуальные ошибки, поэтому проверяйте их также в реальном браузере.
• Используйте возможности с умом – Отключите ненужные функции, такие как изображения, Flash и т. д., чтобы повысить скорость.
• Ограничить область действия – Узкие объемы испытаний, позволяющие быстро диагностировать неисправности.
• Внедрение ожиданий и повторных попыток – Помогает избежать ненадежных тестов и повысить отказоустойчивость.
• Изолировать зависимости – Имитируйте вызовы API, ограничивайте доступ к сети и т. д., чтобы избежать внешнего соединения.
• Проверка в разных браузерах – Запускайте тесты в нескольких автономных браузерах для обеспечения единообразия.
• Мониторинг использования ресурсов – Следите за утечками памяти или чрезмерной загрузкой ЦП, указывающими на проблемы.

Расширенные варианты использования безголового браузера

Помимо тестирования, безголовые браузеры также открывают некоторые уникальные расширенные варианты использования:

• Сравнительный анализ производительности – Осуществлять мониторинг производительности производства без узких мест пользовательского интерфейса.
• Визуальное различие – Делайте снимки экрана для изображений и визуального регрессионного тестирования.
• Интеллектуальный анализ данных в масштабе – Запускайте несколько автономных экземпляров для быстрого и эффективного сбора данных.
• Работа на конвейерах CI/CD – Выполнение тестов браузера в рамках рабочих процессов непрерывной интеграции.
• Резервное копирование сайта – Сканирование и создание снимков всего содержимого сайта для резервного копирования или архивирования.
• SEO мониторинг – Проверьте возможность сканирования, метаданные, ссылки на предмет улучшения SEO.
• Мониторинг изменений сайта – Отслеживайте изменения DOM, A/B-тесты и эксперименты.

Доступ к API-интерфейсу автономных браузеров с возможностью сценариев позволяет автоматизировать практически любую повторяющуюся веб-задачу, которую вы только можете себе представить!

Будущее безголового тестирования

Безголовые браузеры уже стали жизненно важными инструментами современного веб-тестирования. Вот несколько новых тенденций, которых следует ожидать:

• Увеличение использования контейнеров – Изоляция зависимостей и сред с помощью Docker повышает согласованность.
• Более тесная интеграция с инструментами – Такие фреймворки, как Playwright, демонстрируют преимущества тесной интеграции с одним headless-браузером.
• Рост визуального тестирования – Такие подходы, как сравнение скриншотов и мониторинг изменений DOM, набирают популярность.
• Больше абстракции – Уровни абстракции браузера, поддерживающие несколько автономных серверных частей, упрощают создание тестов.
• Улучшенная поддержка крайних случаев. – Поставщики продолжают работать над улучшением поддержки расширенных функций, таких как WebRTC, WebGL и т. д.

Я ожидаю, что в ближайшие годы внедрение безголовых браузеров продолжит быстро расти, поскольку все больше команд осознают их преимущества в скорости и автоматизации.

Основные выводы

Вот основные моменты, которые следует помнить о безголовых браузерах:

• Безголовые браузеры предоставить все возможности обычного браузера, за исключением графического пользовательского интерфейса.
• Основные преимущества включают скорость, эффективность, мобильность и доступ к сценариям.
• Варианты использования варьируются от Тестирование в выскабливание в Мониторинг веб-приложения программно.
• Ведущие варианты включают в себя Безголовый хром и Firefox которые обеспечивают надежную паритетность браузеров.
• В сочетании с реальным тестированием браузера для тщательной проверки функциональности, пользовательского интерфейса и UX.
• Ожидайте продолжения использования безголового браузера быстро растущий поскольку автоматизация становится более важной.

Надеемся, что это руководство предоставило исчерпывающий обзор мира безголовых браузеров! Дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы.