解释 `Chromium DevTools Protocol` (`CDP`) 如何实现对浏览器行为的编程控制和自动化测试。

各位观众老爷们，大家好！今天咱就来聊聊这个听起来高大上，用起来真香的Chromium DevTools Protocol，也就是CDP。 这玩意儿啊，就好比你给你的浏览器装了个遥控器，想让它干啥就干啥，简直不要太方便。 咱们今天就好好扒一扒，看看这遥控器是怎么工作的，又能干些啥。

开场白：浏览器，你好骚啊！

说起浏览器，大家每天都在用。点点鼠标，看看网页，感觉一切尽在掌握。 但实际上呢？ 浏览器内部运行着各种复杂的逻辑，渲染引擎、JS引擎、网络请求…… 简直就是一个黑盒子。

那我们能不能打开这个黑盒子，直接操控它呢？ 答案是：必须能！ 这就是CDP的意义所在。

啥是CDP？ 协议才是王道！

CDP，全称Chromium DevTools Protocol，直译过来就是“Chromium开发者工具协议”。 简单来说，它就是一套通信协议，允许你通过编程的方式，控制基于Chromium内核的浏览器，比如Chrome、Edge等等。

你可以把它想象成一个翻译器，把你想要浏览器执行的命令，翻译成浏览器能听懂的语言，然后再把浏览器执行的结果，翻译成你能看懂的格式。

CDP能干啥？ 简直是万能的！

有了CDP，你就可以做很多之前想都不敢想的事情：

• 自动化测试：模拟用户行为，自动点击、输入、滚动，验证页面功能是否正常。 这可是测试工程师的福音啊！
• 性能分析： 监控页面加载速度、JS执行时间、内存使用情况，找出性能瓶颈。
• 爬虫： 获取网页内容，提取关键信息。 比传统的爬虫更强大，可以处理动态渲染的页面。
• 远程调试： 在远程设备上调试网页，方便移动端开发。
• 各种骚操作： 模拟地理位置、修改User-Agent、拦截网络请求，等等等等。 只有你想不到，没有CDP做不到。

CDP的工作原理： 请求-响应的艺术

CDP基于WebSocket协议进行通信。 你需要先建立一个到浏览器的WebSocket连接，然后通过发送JSON格式的请求，来控制浏览器。 浏览器收到请求后，会执行相应的操作，然后通过WebSocket连接，把结果以JSON格式返回给你。

简单来说，就是一个请求-响应的循环：

1. 你： “浏览器，你给我打开https://www.example.com！” (发送JSON请求)
2. 浏览器： “收到！正在打开……”
3. 浏览器： “https://www.example.com已经打开了！” (发送JSON响应)

CDP的核心概念： Domains和Commands

CDP的功能被组织成一个个的Domain（域）。 每个Domain都负责一部分功能，比如Page域负责页面操作，Network域负责网络请求，Runtime域负责JS执行等等。

每个Domain都包含一系列的Command（命令），你可以通过发送这些Command，来控制浏览器。 比如，Page.navigate命令可以用来打开一个网页，Network.enable命令可以用来启用网络监控。

Domain	功能	常用Commands
Page	页面操作，比如打开网页、刷新页面、截图等等。	Page.enable, Page.navigate, Page.reload, Page.captureScreenshot, Page.printToPDF, Page.getResourceTree
Network	网络请求监控和拦截，比如查看请求头、修改请求内容、模拟网络延迟等等。	Network.enable, Network.disable, Network.setRequestInterception, Network.getResponseBody, Network.emulateNetworkConditions
Runtime	JS执行，比如执行JS代码、获取JS变量、调用JS函数等等。	Runtime.enable, Runtime.disable, Runtime.evaluate, Runtime.callFunctionOn, Runtime.getProperties
DOM	DOM操作，比如获取元素、修改元素属性、插入元素等等。	DOM.enable, DOM.disable, DOM.getDocument, DOM.querySelector, DOM.querySelectorAll, DOM.setAttributeValue, DOM.getOuterHTML, DOM.removeNode
Emulation	模拟各种环境，比如模拟设备、模拟地理位置、模拟屏幕大小等等。	Emulation.setDeviceMetricsOverride, Emulation.clearDeviceMetricsOverride, Emulation.setGeolocationOverride, Emulation.clearGeolocationOverride, Emulation.setUserAgentOverride
Debugger	JS调试，比如设置断点、单步执行、查看变量值等等。	Debugger.enable, Debugger.disable, Debugger.setBreakpointByUrl, Debugger.pause, Debugger.resume, Debugger.stepOver, Debugger.stepInto, Debugger.stepOut, Debugger.getStackTrace, Debugger.getScriptSource
Console	监听控制台输出，比如获取console.log、console.error等等。	Console.enable, Console.disable
Target	管理浏览器目标（Targets），比如页面、worker、扩展等等。	Target.setDiscoverTargets, Target.attachToTarget, Target.detachFromTarget, Target.getTargetInfo
Log	记录浏览器日志，比如网络请求日志、控制台日志等等。	Log.enable, Log.disable, Log.startViolationsReport, Log.stopViolationsReport
Storage	操作浏览器存储，比如Cookie、LocalStorage、SessionStorage等等。	Storage.getCookies, Storage.setCookies, Storage.clearCookies, Storage.getLocalStorage, Storage.setLocalStorageItem, Storage.removeLocalStorageItem, Storage.clearLocalStorage

代码实战： Hello CDP!

光说不练假把式，咱们来写个简单的例子，用CDP打开一个网页，然后截个图。

这里我们用Node.js来演示，需要安装两个包：

• chrome-remote-interface： 一个方便的CDP客户端库。
• ws： WebSocket库。

npm install chrome-remote-interface ws

代码如下：

const CDP = require('chrome-remote-interface');
const fs = require('fs');

async function main() {
  let client;
  try {
    // 连接到Chrome
    client = await CDP({ port: 9222 }); // 确保Chrome是以调试模式启动的 (chrome --remote-debugging-port=9222)
    const { Network, Page } = client;

    // 启用Network和Page域
    await Network.enable();
    await Page.enable();

    // 监听页面加载完成事件
    Page.loadEventFired(async () => {
      console.log('Page loaded!');

      // 截图
      const screenshot = await Page.captureScreenshot({ format: 'png' });
      const buffer = Buffer.from(screenshot.data, 'base64');
      fs.writeFileSync('screenshot.png', buffer);

      console.log('Screenshot saved!');

      // 关闭连接
      await client.close();
    });

    // 打开网页
    await Page.navigate({ url: 'https://www.example.com' });

  } catch (err) {
    console.error('Error:', err);
    if (client) {
      await client.close();
    }
  }
}

main();

代码解释：

1. CDP.connect({port: 9222})： 连接到Chrome的调试端口。 默认是9222，如果你的Chrome不是用这个端口启动的，需要修改。
2. const {Network, Page} = client;： 获取Network和Page域的接口。
3. await Network.enable(); 和 await Page.enable();： 启用这两个域。
4. Page.loadEventFired(async () => { ... });： 监听Page.loadEventFired事件，这个事件会在页面加载完成后触发。
5. await Page.captureScreenshot({format: 'png'});： 截取屏幕截图，格式为PNG。
6. fs.writeFileSync('screenshot.png', buffer);： 将截图保存到文件。
7. await Page.navigate({url: 'https://www.example.com'});： 打开https://www.example.com。
8. await client.close();： 关闭连接。

运行代码：

1. 确保你的Chrome浏览器是以调试模式启动的：

   chrome --remote-debugging-port=9222

   或者你也可以在启动Chrome的时候加上这个参数：

   /Applications/Google Chrome.app/Contents/MacOS/Google Chrome --remote-debugging-port=9222

2. 运行上面的Node.js代码：

   node your_script_name.js

   运行成功后，你会在当前目录下看到一个名为screenshot.png的图片，这就是https://www.example.com的截图。

进阶用法： 自动化测试的利器

CDP在自动化测试方面有着强大的应用。 你可以用它来模拟用户行为，比如点击按钮、输入文本、滚动页面等等，然后验证页面功能是否正常。

这里我们用CDP来模拟一个简单的登录流程：

const CDP = require('chrome-remote-interface');

async function main() {
  let client;
  try {
    client = await CDP({ port: 9222 });
    const { Network, Page, Runtime, DOM } = client;

    await Network.enable();
    await Page.enable();
    await Runtime.enable();
    await DOM.enable();

    // 打开登录页面
    await Page.navigate({ url: 'your_login_page_url' });
    await Page.loadEventFired();

    // 找到用户名输入框
    const usernameSelector = '#username'; // 替换成你的用户名输入框的CSS选择器
    const usernameNodeId = await DOM.querySelector({ selector: usernameSelector, nodeId: 1 }); //nodeId:1 代表根节点，即整个document

    // 输入用户名
    const usernameValue = 'your_username';
    await Runtime.evaluate({
      expression: `document.querySelector('${usernameSelector}').value = '${usernameValue}'`
    });

    // 找到密码输入框
    const passwordSelector = '#password'; // 替换成你的密码输入框的CSS选择器
    const passwordNodeId = await DOM.querySelector({ selector: passwordSelector, nodeId: 1 });

    // 输入密码
    const passwordValue = 'your_password';
    await Runtime.evaluate({
      expression: `document.querySelector('${passwordSelector}').value = '${passwordValue}'`
    });

    // 找到登录按钮
    const loginButtonSelector = '#login-button'; // 替换成你的登录按钮的CSS选择器
    const loginButtonNodeId = await DOM.querySelector({ selector: loginButtonSelector, nodeId: 1 });

    // 点击登录按钮
    await Runtime.evaluate({
      expression: `document.querySelector('${loginButtonSelector}').click()`
    });

    // 等待页面跳转
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000)); // 等待2秒，根据实际情况调整

    // 获取当前页面URL
    const { result } = await Runtime.evaluate({ expression: 'window.location.href' });
    const currentURL = result.value;

    // 验证是否登录成功
    if (currentURL === 'your_success_page_url') { // 替换成你的登录成功后的页面URL
      console.log('Login successful!');
    } else {
      console.log('Login failed!');
    }

    await client.close();

  } catch (err) {
    console.error('Error:', err);
    if (client) {
      await client.close();
    }
  }
}

main();

代码解释：

1. DOM.querySelector({selector: '#username', nodeId: 1})： 通过CSS选择器找到用户名输入框的DOM节点。 nodeId: 1 表示从根节点开始查找。
2. Runtime.evaluate({expression: 'document.querySelector("#username").value = "your_username"'})： 执行JS代码，设置用户名输入框的值。
3. Runtime.evaluate({expression: 'document.querySelector("#login-button").click()'})： 执行JS代码，点击登录按钮。
4. await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000));： 等待2秒，给页面跳转留出时间。
5. Runtime.evaluate({expression: 'window.location.href'})： 获取当前页面的URL。
6. if (currentURL === 'your_success_page_url') { ... }： 验证是否登录成功。

注意事项：

• CSS选择器： 确保你的CSS选择器是正确的，能够唯一地找到目标元素。
• 等待时间： 页面跳转需要时间，你需要根据实际情况调整等待时间。
• 错误处理： 在实际项目中，需要加入更完善的错误处理机制。

CDP的局限性： 并不是万能的

虽然CDP很强大，但它也不是万能的。

• 依赖Chromium内核： 只能控制基于Chromium内核的浏览器。
• 协议复杂： CDP协议比较复杂，学习曲线比较陡峭。
• 兼容性问题： 不同版本的Chrome可能有不同的CDP协议，需要注意兼容性。
• 性能损耗： 通过CDP控制浏览器，会带来一定的性能损耗。

总结： 拥抱CDP，开启自动化新世界！

总而言之，Chromium DevTools Protocol是一个非常强大的工具，可以让你以编程的方式控制浏览器，实现各种自动化操作。 无论是自动化测试、性能分析、爬虫还是其他骚操作，CDP都能帮你轻松搞定。

当然，学习CDP需要一定的成本，需要你了解CDP协议，熟悉各个Domain和Command的用法。 但一旦你掌握了它，你就会发现，它真的是一个非常值得学习的工具。

好了，今天的讲座就到这里。 希望大家能够拥抱CDP，开启自动化新世界！ 谢谢大家！