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# 22 | 从0到1：API测试怎么做？常用API测试工具简介
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你好，我是茹炳晟，我今天分享的主题是“从0到1：API测试怎么做？常用API测试工具简介”。
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在第11篇文章[《互联网产品的测试策略应该如何设计？》](https://time.geekbang.org/column/article/11462)中，我介绍过当今互联网产品的测试策略往往会采用菱形结构，即重量级 API 测试，轻量级 GUI 测试，轻量级单元测试，由此可见API测试在现今测试中的重要性不言而喻。
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这篇文章是API自动化测试系列的第一篇文章，我会先为你打好API测试的基础。所以，我会先从0到1设计一个API测试用例，通过这个测试用例，你可以体会到最基本的API测试是如何进行的，并介绍几款常用的API测试工具。
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## API测试的基本步骤
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通常来讲，无论采用什么API测试工具，API测试的基本步骤主要包括以下三大步骤：
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1. 准备测试数据（这是可选步骤，不一定所有API测试都需要这一步）；
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2. 通过API测试工具，发起对被测API的request；
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3. 验证返回结果的response。
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对API的测试往往是使用API测试工具，比如常见的命令行工具cURL、图形界面工具Postman或者SoapUI、API性能测试的JMeter等。
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为了让你更好地理解API测试具体是怎么做的，并掌握常见API测试工具的使用，我会以基于主流Spring Boot框架开发的简单Restful API为例，分别介绍如何使用cURL和Postman对其进行最基本的功能测试，目的是让你对API测试有一个基本的感性认识。
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## 基于Spring Boot构建的API
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因为基于Spring Boot从0到1构建一个API，并不是本文的重点，为了不影响你对文章主要内容的把握，我直接采用了一个预先开发好的Account API为例展开讲解。你可以从[https://github.com/SpectoLabs/spring-cloud-contract-blog](https://github.com/SpectoLabs/spring-cloud-contract-blog)下载完整的代码。
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这个Account API的功能非常简单，就是基于你提供的ID值创建一个Account对象，并返回这个新创建Account对象。
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比如，如果你的请求是“account/ID008”，那么返回的response就应该是“{“id”:“ID008”,“type”:“friends”,“email”:“robin@api.io”}”。
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这个Account API的功能逻辑实现非常简单，图1和图2列出了主要的代码逻辑。
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图1中，代码的第21行说明了API的endpoint以及对应的操作是GET方法，第22行明确说明了GET方法具体的业务逻辑是由accountService.getById()方法实现的。
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图1 RestController的实现
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图2中，代码的第8行实现了accountService.getById()方法，具体逻辑就是返回一个以传入ID为ID的Account对象。
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图2 具体业务逻辑的实现
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我推荐使用IntelliJ打开这个下载的项目，然后直接启动其中的account-service。启动成功后，account-service会运行在本地机器的8080端口。启动成功后的界面如图3所示。
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图3 成功启动基于Spring Boot的Account API
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## 使用cURL命令行工具进行测试
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首先，你需要下载安装cURL，然后就可以通过以下命令发起Account API的调用。调用结束后的界面如图4所示。
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curl -i -H "Accept: application/json" -X GET "http://127.0.0.1:8080/account/ID008"
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图4 使用cURL测试Account API
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这行命令中参数的含义如下：
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* 第一个参数“-i”，说明需要显示response的header信息；
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* 第二个参数“-H”，用于设定request中的header；
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* 第三个参数“-X”，用于指定执行的方法，这里使用了GET方法，其他常见的方法还有POST、PUT和DELETE等，如果不指定“-X”，那么默认的方法就是GET。
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* 最后“ [http://127.0.0.1:8080/account/ID008](http://127.0.0.1:8080/account/ID008) ”，指明了被测API的endpoint以及具体的ID值是“ID008”。
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当使用cURL进行API测试时，常用参数还有两个：
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* “-d”：用于设定http参数，http参数可以直接加在URL的query string，也可以用“-d”带入参数。参数之间可以用“&”串接，或使用多个“-d”。
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* “-b”：当需要传递cookie时，用于指定cookie文件的路径。
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需要注意的是这些参数都是大小写敏感的。
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了解了这几个最常用的参数后，我再来分析一些最常用的cURL命令以及使用的场景，包括Session的场景和Cookie的场景。
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**第一，Session的场景**
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如果后端工程师使用session记录使用者登入信息，那么后端通常会传一个 session ID给前端。之后，前端在发给后端的requests的header中就需要设置此session ID，后端便会以此session ID识别出前端是属于具体哪个session，此时cURL的命令行如下所示：
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curl -i -H "sessionid:XXXXXXXXXX" -X GET "http://XXX/api/demoAPI"
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**第二，Cookie的场景**
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如果是使用cookie，在认证成功后，后端会返回cookie给前端，前端可以把该cookie保存成为文件，当需要再次使用该cookie时，再用“-b cookie\_File” 的方式在request中植入cookie即可正常使用。具体的cURL的命令行如下所示：
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// 将cookie保存为文件
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curl -i -X POST -d username=robin -d password=password123 -c ~/cookie.txt "http://XXX/auth"
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// 载入cookie到request中
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curl -i -H "Accept:application/json" -X GET -b ~/cookie.txt "http://XXX/api/demoAPI"
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最后，需要特别说明的是，cURL只能发起API调用，而其本身并不具备结果验证能力（结果验证由人完成），所以严格意义上说cURL并不属于测试工具的范畴。但是由于cURL足够轻量级，经常被很多开发人员和测试人员使用，所以我在这里做了简单的介绍。
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接下来，我们再来看看如何使用目前主流的Postman完成API测试。
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## 使用图形界面工具Postman进行测试
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Postman是目前使用最广泛的Http请求模拟工具之一，常常被用于Web Service API的测试。
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早期的Postman，是以Chrome浏览器的插件（plugin）形式存在的，最新版本的Postman已经是独立的应用了。我猜想是因为这个工具的应用日益广泛，所以才有了今天的独立版本。
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你可以通过[官方网站](http://www.getpostman.com)下载对应于Mac、Windows和Linux操作系统的不同版本，截止文章写作完成时，最新的Mac版本是6.2.2。
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接下来，我就会以Mac 6.2.2版本为例，跟你分享如何用Postman完成你的API测试。如果你使用浏览器的plugin版本，或者是基于其他操作系统的版本，这都没问题，基本的操作和步骤都是一样的。
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具体的操作，主要包括：
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1. 发起API调用；
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2. 添加结果验证；
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3. 保存测试用例；
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4. 基于Postman的测试代码自动生成。
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**第一步，发起API调用**
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我们的目标是对Account API做测试，所以这里你需要选择Postmant的“Request”模块。进入相应界面后，你需要按照图5的提示依次执行以下三步操作，发起Account API的调用。
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1. 在endpoint输入框中输入“[http://127.0.0.1:8080/account/ID\_008](http://127.0.0.1:8080/account/ID_008)”；
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2. 选择“GET”方法；
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3. 点击“Send”按钮发起API调用。
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图5 Postman发起Account API的测试
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完成以上步骤后，界面如图6所示。我们看到返回的response默认以JSON文件的形式显示在下面的Body中。
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图6 Postman执行GET后的界面
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这样就完成了一次Account API的调用，是不是非常简单。但问题是，这只是一个API调用，并没有对调用结果进行自动化验证。接下来，我们就加上结果验证的部分，一起看看会有什么效果。
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**第二步，添加结果验证**
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在Postman中添加结果验证也非常方便，假定我们在Account API测试过程中有以下四个验证点：
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1. 请求的返回状态码（Status Code）应该是200；
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2. 请求的响应时间应该小于200 ms；
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3. 请求返回的response header中应该包含“Content-Type”参数；
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4. 请求返回的response body中，“type”的值应该是“friends”；
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那么，接下来我们一起来看看如何使用Postman来添加这四个验证点。
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为此，我们首先打开“Tests”界面，然后在右下角的“SNIPPETS”中依次点击：
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1. “Status code: Code is 200”
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2. “Response time is less than 200 ms”
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3. “Response headers：Content-Type header check”
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4. “Response body: JSON value check”
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完成以上操作后，“Tests”中会自动生成验证代码，接着只要按照具体的测试要求，对这些生成的代码进行一些小修改就可以了。
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在这个例子中，你只需修改需要验证的JSON键值对即可，即代码的第15行。修改完成后我们可以再次点击“Send”按钮发起测试。测试通过的界面如图7所示，最下面的“Test Results”显示四个测试全部通过。
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图7 测试通过的界面
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**第三步，保存测试用例**
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测试通过后，我们往往希望可以把这个测试request保存下来，以方便后续使用，为此Postman提供了保存测试request的功能，并提供了Collection来分类管理保存多个测试request。
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Collection是用来保存测试request的一个集合，Collection内部还可以建立目录结构以方便进一步的分类和管理。
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这里我们点击“Save As”按钮，在弹出的对话框中可以建立Collection，并且可以命名测试request并将其保存到Collection中。
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我建立了“API Test Demo”的Collection，并且将刚才的测试request命名为“AccountAPI”保存到这个Collection中。
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以后再要使用这个测试request时，直接在Collection中打开它，即可使用。同时你如果申请注册了一个Postman账号，就可以很方便地在多个环境中共享这个Collection了。
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**第四步，基于Postman的测试代码自动生成**
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至此，你已经掌握了Postman最基本的使用方法，但还有一个问题没有解决。很多时候，你希望将你的测试request作为回归测试用例集成到CI/CD的流程中，这就要求可以通过命令行的方式执行你的测试。为了达到这个目的，目前有两种做法：
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1. **将Postman中的测试request用自动化的方式直接转换成API测试的代码。** 目前Postman已经支持这个功能了，可以将保存的测试request自动化转换成常见测试框架直接支持的代码，而且支持多语言。
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比如，基于Java的“OK HTTP”和“Unirest”，基于Python的“http.client”和“Requests”，基于NodeJS的“Native”“Request”和“Unirest”，基于JavaScript的“JQuery AJAX”和“XHR”等等。你可以点击如图8所示的“Code”按钮进入代码生成界面。
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图8 自动生成API测试代码
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2. **利用Newman工具直接执行Postman的Collection。** 你需要先将Postman中的Collection导出为JSON文件，然后执行以下命令行。
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newman run examples/sample-collection.json;
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## 如何应对复杂场景的API测试？
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我在前面分享的Restful API测试案例中，只涉及到了最基本的API的测试方法，而且测试场景也很比较简单（只是单个API的调用）。
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但在实际项目中，除了这种单个API的测试场景外，还有很多复杂场景的API测试。所以，为了解决你在实际项目中可能会碰到的一些问题，我再和你聊聊目前一些常见的典型复杂场景，以及相应的测试思路和方法。
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**测试场景一：被测业务操作是由多个API调用协作完成**
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很多情况下，一个单一的前端操作可能会触发后端一系列的API调用，由于前端测试的相对不稳定性，或者由于性能测试的要求，你必须直接从后端通过模拟API的顺序调用来模拟测试过程。
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这时，API的测试用例就不再是简单的单个API调用了，而是一系列API的调用，并且经常存在后一个API需要使用前一个API返回结果的情况，以及需要根据前一个API的返回结果决定后面应该调用哪个API的情况。
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好在，**我们已经实现了API的调用和结果解析的代码化，这也就意味着我们可以很灵活地直接用代码来处理这些场景了。** 比如，通过代码将上个API调用返回的response中的某个值传递给下一个API，再比如根据上一个API的返回结果决定下一个应该调用哪个API等。
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除此之外，**我们还需要迫切解决的一个问题是：如何才能高效地获取单个前端操作所触发的API调用序列。**
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解决这个问题的核心思路是，通过网络监控的手段，捕获单个前端操作所触发的API调用序列。比如，通过类似于Fiddler之类的网络抓包工具，获取这个调用序列；又比如，目前很多互联网公司还在考虑基于用户行为日志，通过大数据手段来获取这个序列。
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**测试场景二：API测试过程中的第三方依赖**
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API之间是存在依赖关系的，比如你的被测对象是API A，但是API A的内部调用了API B，此时如果由于某种原因，API B在被测环境中处于不可用状态，那么API A的测试就会受到影响。
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在单体架构下，通常只会在涉及到第三方API集成的场景中才会遇到这个问题，所以还不算严重。但是，在微服务架构下，API间相互耦合的依赖问题就会非常严重。
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解决这个问题的核心思路是，启用Mock Server来代替真实的API。那么，Mock Server怎么才能真实有效地模拟被替代的API呢？这个问题，我会在分享《紧跟时代步伐：微服务模式下API测试要怎么做？》这个主题时，和你详细探讨。
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**测试场景三：异步API的测试**
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异步API是指，调用后会立即返回，但是实际任务并没有真正完成，而是需要稍后去查询或者回调（Callback）的API。
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一直以来，异步API测试都是API测试中比较困难的部分。**在我看来，对异步API的测试主要分为两个部分：一是，测试异步调用是否成功，二是，测试异步调用的业务逻辑处理是否正确。**
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* 异步调用是否成功，这个还比较简单，主要检查返回值和后台工作线程是否被创建两个方面就可以了。
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* 但是，对异步调用业务逻辑的测试就比较复杂了，因为异步API通常发生在一些比较慢的操作上，比如数据库I/O、消息队列I/O等，此时测试往往需要去验证数据库中的值、消息队列中的值等，这就需要测试代码具有访问和操作数据库或者消息队列的能力。
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在实际工程项目中，这些能力一般会在测试框架级别提供，也就是说要求API测试框架中包含对应的工具类去访问和操作数据库或者消息队列等。
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## 总结
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通常情况下，无论你采用什么API测试工具，基本的测试步骤往往都是三步，即准备测试数据（并不是所有的API测试都需要这一步）、通过API测试工具发起对被测API的request、验证返回结果的response。
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接下来，我通过一个简单的Restful API测试为例，和你分享了cURL和Postman这两个常用API测试工具的使用。
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其中，cURL只具备发起API调用的功能，而不具备结果验证能力，所以严格地说它并不属于测试工具的范畴。Postman常常被用于Web Service API的测试具体的操作，测试流程主要包括：发起API调用、添加结果验证、保存测试用例、基于Postman的测试代码自动生成。
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最后，为了帮你应对实际工程项目中复杂的API测试场景，我分享了被测业务操作是由多个API调用协作完成、API测试过程中的第三方依赖、异步API的测试，这三个复杂场景下的测试思路和方法。
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## 思考题
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单个API测试是比较简单的，但在实际项目中，往往存在按时序的API调用以及异步API调用，这类API你是如何测试的？遇到过什么难题，又是如何解决的？
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感谢你的收听，欢迎给我留言讨论。
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