Gatling Scala DSL高级语法详解

DSL设计思路和架构原理

类型安全的设计理念

Gatling 的 Scala DSl 建立在类型安全和表达式导向的设计理念之上，通过丰富的类型系统在编译期捕获错误，而非运行时失败。

scala

// 类型安全的请求构建

val scn = scenario("Type Safe Example")

  .exec(

    http("request")

      .get("/api/users")

      .queryParam("page", 1)        // 编译期类型检查

      .queryParam("size", "20")     // 字符串自动转换

      .check(

        jsonPath("$.users[*]").count.is(20)  // 类型安全的断言

      )

  )

// 编译错误示例 - 错误会在编译时被发现

// .queryParam("page", "invalid") // 类型不匹配，编译失败

内部 DSL 的实现机制

Gatling DSL 通过 Pimp My Library 模式和隐式转换构建内部领域特定语言：

scala

// 隐式转换实现 DSL 流畅性

implicit def string2Expression(string: String): Expression[String] = 

  session => Validation(string)

implicit def value2Expression[T](value: T): Expression[T] = 

  session => Validation(value)

// ActionBuilder 链式调用模式

trait ActionBuilder {

  def build(ctx: ScenarioContext, next: Action): Action

}

高级会话管理

会话状态深度操作

会话是Gatling的主要状态容器，支持复杂的状态管理和转换：

scala

val advancedSessionScn = scenario("Advanced Session Management")

  .exec { session =>

    // 深度会话操作

    val updatedSession = session

      .set("transactionId", java.util.UUID.randomUUID.toString)

      .set("startTime", System.currentTimeMillis)

      .set("userContext", Map(

        "userId" -> 12345,

        "roles" -> List("admin", "user"),

        "preferences" -> Map("theme" -> "dark")

      ))

      .remove("temporaryData")  // 清理临时数据

    // 条件性会话更新

    if (session("previousRequest").as[Boolean].getOrElse(false)) {

      updatedSession.set("consecutiveCount", 

        session("consecutiveCount").as[Int].getOrElse(0) + 1)

    } else {

      updatedSession.set("consecutiveCount", 0)

    }

  }

  .exec(

    http("Stateful Request")

      .get("/api/data")

      .header("X-Transaction-ID", "${transactionId}")

      .queryParam("context", "${userContext}")

  )

会话验证和保护

scala

val validatedSessionScn = scenario("Session Validation")

  .exec { session =>

    // 会话状态验证

    require(session.contains("userId"), "userId must be present in session")

    require(session("userRole").as[String].getOrElse("") != "", "userRole cannot be empty")

    // 类型安全验证

    val age = session("userAge").as[Int].getOrElse(0)

    require(age >= 18, s"User age must be >= 18, but was $age")

    session

  }

  .exitHereIfFailed  // 验证失败时优雅退出

复杂流程控制

高级条件逻辑

Gatling 提供丰富的条件控制结构，支持复杂的业务流程：

scala

val conditionalLogicScn = scenario("Advanced Conditional Logic")

  .exec(

    http("Get User Profile")

      .get("/api/users/${userId}")

      .check(

        jsonPath("$.subscriptionTier").saveAs("tier"),

        jsonPath("$.accountStatus").saveAs("status")

      )

  )

  // 多条件嵌套

  .doIf(session => {

    val tier = session("tier").as[String].getOrElse("free")

    val status = session("status").as[String].getOrElse("inactive")

    tier == "premium" && status == "active"

  }) {

    exec(

      http("Premium Feature Access")

        .get("/api/premium/features")

        .check(jsonPath("$.features[*]").findAll.saveAs("premiumFeatures"))

    )

    .doIf("${premiumFeatures.size() > 0}") {

      foreach("${premiumFeatures}", "feature") {

        exec(

          http("Use Feature ${feature}")

            .post("/api/features/${feature}/activate")

        )

      }

    }

  }

  .doIfElse("${tier}" == "free") {

    exec(

      http("Upgrade Prompt")

        .get("/api/upgrade/offer")

    )

  } {

    exec(

      http("Usage Analytics")

        .post("/api/analytics/usage")

    )

  }

复杂循环和迭代

scala

val advancedLoopsScn = scenario("Advanced Looping Strategies")

  // 动态次数循环

  .repeat(session => {

    val userTier = session("userTier").as[String].getOrElse("basic")

    userTier match {

      case "basic" => 3

      case "premium" => 10

      case "enterprise" => 50

      case _ => 1

    }

  }, "iteration") {

    exec(

      http("Paginated Request ${iteration}")

        .get("/api/items")

        .queryParam("page", "${iteration}")

        .check(

          jsonPath("$.items[*]").count.saveAs("itemsCount"),

          jsonPath("$.hasMore").saveAs("hasMore")

        )

    )

    // 基于响应条件的提前退出

    .doIf("${hasMore} == false") {

      exitLoop  // 内建循环退出机制

    }

  }

  // 时间控制的循环

  .during(2 minutes, "timer", exitASAP = true) {

    exec(

      http("Real-time Data Polling")

        .get("/api/real-time/updates")

        .check(

          jsonPath("$.updates[*]").findAll.saveAs("newUpdates")

        )

    )

    .doIf("${newUpdates.size() > 0}") {

      exec(

        http("Process Updates")

          .post("/api/updates/process")

          .body(StringBody("""{"updates": ${newUpdates}}""")).asJson

      )

    }

    .pause(1 second)  // 控制轮询频率

  }

高级检查和断言

复杂响应验证

Gatling提供强大的响应验证机制，支持复杂的业务规则检查：

scala

val advancedChecksScn = scenario("Advanced Response Validation")

  .exec(

    http("Complex API Validation")

      .post("/api/orders")

      .body(ElFileBody("templates/create-order.json"))

      .check(

        // 状态码验证

        status.in(200, 201, 202),

        // JSON 响应深度验证

        jsonPath("$.order.id").ofType[Int].gt(0).saveAs("orderId"),

        jsonPath("$.order.status").is("PROCESSING"),

        jsonPath("$.order.totalAmount").ofType[Double].gt(0.0),

        // 数组内容验证

        jsonPath("$.order.items[*].quantity").ofType[Int].findAll.foreach(_ > 0),

        jsonPath("$.order.items[*].price").ofType[Double].findAll.foreach(_ > 0),

        // 响应时间验证

        responseTimeInMillis.lt(1000),

        // Header 验证

        header("X-RateLimit-Remaining").ofType[Int].gt(0),

        // 业务逻辑验证

        jsonPath("$.order.createdAt").transform { createdAt =>

          val orderTime = Instant.parse(createdAt)

          val now = Instant.now()

          Duration.between(orderTime, now).getSeconds <= 60

        }.is(true),

        // 条件性检查

        jsonPath("$.order.discount").optional.ofType[Double].lt(100.0)

      )

  )

  // 跨请求验证

  .exec(

    http("Verify Order Creation")

      .get("/api/orders/${orderId}")

      .check(

        jsonPath("$.status").not("FAILED"),

        jsonPath("$.processedAt").exists

      )

  )

自定义检查器

scala

// 自定义响应检查器

def customOrderValidator = 

  jsonPath("$.order")

    .transform { orderJson =>

      val json = parse(orderJson).getOrElse(Json.Null)

      val items = (json \\ "items").head.asArray.getOrElse(Vector.empty)

      val total = (json \\ "totalAmount").head.asNumber.flatMap(_.toDouble).getOrElse(0.0)

      val calculatedTotal = items.map { item =>

        val quantity = (item \\ "quantity").head.asNumber.flatMap(_.toInt).getOrElse(0)

        val price = (item \\ "price").head.asNumber.flatMap(_.toDouble).getOrElse(0.0)

        quantity * price

      }.sum

      Math.abs(calculatedTotal - total) < 0.01  // 允许浮点误差

    }

    .is(true)

    .name("Order total validation")

val customCheckScn = scenario("Custom Validation")

  .exec(

    http("Create Order with Custom Validation")

      .post("/api/orders")

      .check(customOrderValidator)

  )

高级数据驱动测试

动态数据馈送

scala

// 自定义数据馈送器

class DynamicUserFeeder extends Feeder[String] {

  private val random = new Random()

  override def hasNext = true

  override def next: Map[String, String] = {

    val userId = random.nextInt(100000)

    Map(

      "username" -> s"user$userId",

      "email" -> s"user$userId@test.com",

      "department" -> Seq("engineering", "sales", "marketing")(random.nextInt(3)),

      "salary" -> (random.nextInt(80000) + 40000).toString,

      "startDate" -> LocalDate.now()

        .minusDays(random.nextInt(365 * 5))

        .toString

    )

  }

}

val dynamicDataScn = scenario("Dynamic Data Driven")

  .feed(new DynamicUserFeeder())

  .exec(

    http("Create Dynamic User")

      .post("/api/users")

      .body(StringBody(

        """{

          | "username": "${username}",

          | "email": "${email}",

          | "department": "${department}",

          | "salary": ${salary},

          | "startDate": "${startDate}"

          |}""".stripMargin

      )).asJson

      .check(status.is(201))

  )

复杂数据转换

scala

val dataTransformationScn = scenario("Data Transformation Pipeline")

  .feed(csv("test-data.csv").circular)

  .exec { session =>

    // 数据预处理和转换

    val rawData = session("rawJson").as[String].getOrElse("{}")

    val transformedData = transformJson(rawData)  // 自定义转换函数

    session

      .set("processedData", transformedData)

      .set("requestTimestamp", Instant.now().toString)

      .set("checksum", calculateChecksum(transformedData))

  }

  .exec(

    http("Submit Processed Data")

      .post("/api/data")

      .body(StringBody("${processedData}")).asJson

      .header("X-Checksum", "${checksum}")

      .header("X-Timestamp", "${requestTimestamp}")

  )

// 自定义转换函数

def transformJson(rawJson: String): String = {

  val json = parse(rawJson).getOrElse(Json.Null)

  json.mapObject { obj =>

    // 复杂的业务逻辑转换

    val enriched = obj.add("processed", Json.True)

      .add("processingTime", Json.fromString(Instant.now().toString))

    if (obj.contains("sensitive")) {

      enriched.remove("sensitive")

    } else enriched

  }.toString()

}

高级协议支持

自定义 HTTP 配置

scala

val advancedHttpConfig = http

  .baseUrl("https://api.example.com")

  .acceptHeader("application/json")

  .userAgentHeader("Gatling Advanced Test")

  .disableCaching

  .disableFollowRedirect

  .maxConnectionsPerHost(100)

  .shareConnections

  .perUserKeyManagerFactory { _ =>

    // 自定义 SSL 配置

    val kmf = KeyManagerFactory.getInstance(KeyManagerFactory.getDefaultAlgorithm)

    val ks = KeyStore.getInstance("PKCS12")

    ks.load(getClass.getResourceAsStream("/client.p12"), "password".toCharArray)

    kmf.init(ks, "password".toCharArray)

    kmf

  }

  .sign { (request, session) =>

    // 请求签名

    val timestamp = System.currentTimeMillis.toString

    val signature = signRequest(request, session, timestamp)

    request

      .header("X-Timestamp", timestamp)

      .header("X-Signature", signature)

  }

def signRequest(request: Request, session: Session, timestamp: String): String = {

  // 复杂的签名逻辑

  val apiKey = session("apiKey").as[String].getOrElse("")

  val secret = session("apiSecret").as[String].getOrElse("")

  val payload = s"${request.getUri}${timestamp}$apiKey"

  // 实现具体的签名算法

  computeHMAC(payload, secret)

}

模块化和组合

高级场景组合

scala

// 基础场景组件

trait ScenarioComponents {

  def authenticationChain(credentials: Map[String, String]) = 

    exec(

      http("Authenticate")

        .post("/auth/login")

        .body(StringBody(

          s"""{"username": "${credentials("username")}", "password": "${credentials("password")}"}"""

        )).asJson

        .check(

          jsonPath("$.token").saveAs("authToken"),

          jsonPath("$.userId").saveAs("currentUserId")

        )

    )

  def authorizationChain(requiredRole: String) =

    doIf(session => {

      val userRoles = session("userRoles").as[Seq[String]].getOrElse(Seq.empty)

      userRoles.contains(requiredRole)

    }) {

      exec(http("Check Authorization").get(s"/auth/check/$requiredRole"))

    }

}

// 业务场景模块

trait BusinessScenarios extends ScenarioComponents {

  def userRegistrationScenario = 

    scenario("User Registration Flow")

      .exec(authenticationChain(Map("username" -> "admin", "password" -> "admin")))

      .exec(authorizationChain("admin"))

      .exec(

        http("Create User")

          .post("/users")

          .header("Authorization", "Bearer ${authToken}")

          .body(ElFileBody("templates/create-user.json"))

      )

  def orderProcessingScenario =

    scenario("Order Processing Flow")

      .exec(authenticationChain(Map("username" -> "user", "password" -> "user")))

      .repeat(5) {

        exec(

          http("Create Order")

            .post("/orders")

            .header("Authorization", "Bearer ${authToken}")

            .body(ElFileBody("templates/create-order.json"))

        )

        .pause(1 second, 3 seconds)

      }

}

// 主测试套件

class AdvancedTestSuite extends Simulation with BusinessScenarios {

  setUp(

    userRegistrationScenario.inject(rampUsers(100).during(1 minute)),

    orderProcessingScenario.inject(constantUsersPerSec(10).during(5 minutes))

  ).protocols(http)

    .maxDuration(10 minutes)

    .assertions(

      global.responseTime.max.lt(2000),

      global.successfulRequests.percent.gt(99)

    )

}

性能优化和监控

高级资源管理

scala

val optimizedScn = scenario("Resource Optimized Scenario")

  .exec(

    http("Efficient Request")

      .get("/api/data")

      .header("Accept-Encoding", "gzip")  // 启用压缩

      .header("Connection", "keep-alive") // 保持连接

      .processor { (session, response) =>

        // 响应后资源清理

        if (response.hasResponseBody) {

          response.body.bytes // 强制读取以释放连接

        }

        session

      }

  )

  // 内存使用优化

  .exec { session =>

    // 定期清理会话数据

    val cleanedSession = session

      .remove("temporaryData")

      .remove("largeResponse")

    if (session.contains("iterationCount")) {

      val count = session("iterationCount").as[Int].getOrElse(0)

      if (count % 100 == 0) {

        System.gc()  // 谨慎使用，仅在必要时

      }

      cleanedSession.set("iterationCount", count + 1)

    } else cleanedSession

  }

这份高级语法详解包括了Gatling Scala DSL的深度特性，包括类型安全设计、复杂流程控制、高级数据驱动测试、自定义协议配置等主要方面。