Trình duyệt Headless là gì và nó được sử dụng như thế nào?

Thông thường, một trình duyệt GUI (giao diện người dùng đồ họa) tiêu chuẩn với các tab trang web và các nút bấm là đủ để truy cập trang web. Tuy nhiên, khi kiểm thử ứng dụng web, thu thập dữ liệu từ hàng trăm trang, hoặc thực thi tập lệnh, giao diện có thể gây cản trở hoạt động. Trong những trường hợp này, sự thiếu hiệu quả tài nguyên và vấn đề tự động hóa xuất hiện. Vậy nên, có thể đặt câu hỏi: trình duyệt headless là gì?

Về mặt chức năng, nó không khác gì trình duyệt truyền thống. Tuy nhiên, điểm khác biệt nổi bật là không có giao diện. Nó có thể làm mọi thứ mà trình duyệt thông thường làm được, nhưng hoạt động ở chế độ nền và nhanh hơn nhiều.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích cấu trúc của chúng, thảo luận các lĩnh vực ứng dụng, đưa ra hướng dẫn lựa chọn công cụ phù hợp cho các nhiệm vụ từ kiểm thử đến thu thập dữ liệu, và nêu các yếu tố quan trọng để tránh bị chặn.

Trình duyệt Headless là gì?

Trước khi giải thích cách trình duyệt headless hoạt động, cần lưu ý rằng có hai loại – thực sự và ảo.

Trong kiến trúc trình duyệt không có hiển thị hoặc giao diện đồ họa, việc xử lý dữ liệu diễn ra trực tiếp trong bộ nhớ thiết bị.

Ở trường hợp thứ hai, sử dụng mô phỏng bộ đệm khung. Nó hoạt động như một màn hình độc lập, với các khối xây dựng giao diện tiêu chuẩn, mô phỏng một màn hình hiển thị để trình duyệt tương tác với thiết bị.

Tùy chọn đầu tiên thường được sử dụng: nhẹ hơn, nhanh hơn và dễ cấu hình hơn.

Ban đầu, thuật ngữ "headless" có thể được hiểu là "bị cắt giảm". Quả thực, không có cửa sổ nào được mở, trang không được hiển thị trên màn hình, và không cần chuột. Vậy điểm chính của trình duyệt headless là gì? Tất cả các hành động vẫn được thực hiện, nhưng chúng diễn ra ở chế độ nền và được điều khiển qua các lệnh và API.

Việc chạy quy trình với trình duyệt headless thực tế bao gồm:

1. Khởi tạo và sử dụng thư viện như Node.js hoặc API cụ thể như Chrome DevTools Protocol hoặc WebDriver.
2. Gửi yêu cầu HTTP để lấy mã HTML của trang.
3. Xử lý JavaScript, HTML và CSS của trang.
4. Tương tác với các thành phần trên trang (nhấn, điền biểu mẫu, v.v.).
5. Xử lý và trích xuất dữ liệu.
6. Xuất dữ liệu ra console hoặc lưu vào tệp CSV.
7. Hoàn tất các thao tác.

Quan trọng: Việc không có hiển thị đầu ra không làm cản trở hoạt động của trình duyệt. Tính năng này khiến trình duyệt headless trở nên lý tưởng cho kiểm thử, scraping, CI/CD và tự động hóa, nơi kết quả hình ảnh không phải là yếu tố chính.

Khác biệt giữa trình duyệt thường và headless

Khi so sánh, sự khác biệt vượt xa bề ngoài giao diện. Trình duyệt headless có cách tương tác hoàn toàn khác với trang web. Vì vậy, hãy cùng xem các đặc điểm phân biệt khác trong bảng dưới đây.

Từ sự so sánh này, chúng ta hiểu rằng cần có môi trường phát triển, và thành thạo tương tác với console cùng các ngôn ngữ lập trình là điều thiết yếu để loại đầu tiên có thể hoạt động.

Phân tích các điểm khác biệt, ta có thể suy đoán rằng những công cụ này sẽ có các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, từ đó dẫn đến câu hỏi: trình duyệt headless được dùng để làm gì và trong những trường hợp nào?

Ví dụ về việc sử dụng trình duyệt web headless

Đây là các lĩnh vực mà công nghệ này thường được áp dụng:

• Phát triển phần mềm;
• Kiểm thử;
• Tự động hóa hành động;
• Web scraping;
• Tích hợp liên tục;
• Giám sát mạng;
• Rendering (kết xuất);
• Kiểm tra bảo mật.

Phạm vi ứng dụng của công cụ headless không giới hạn trong các nhiệm vụ được đề cập ở trên. Nó còn bao gồm các hành động liên quan đến chẩn đoán sự cố, quản lý và bảo vệ lưu lượng, phát hiện các hoạt động đáng ngờ và lập báo cáo phục vụ cho việc phân tích tuân thủ theo quy định.

Ứng dụng trình duyệt headless trong phát triển

Tích hợp các dịch vụ và phát triển ứng dụng web là hai trong số nhiều nhiệm vụ mà các công cụ này hỗ trợ.

Công cụ này hoạt động hiệu quả nhất trong các trường hợp sau:

• Kiểm thử theo module hoặc đơn vị. Nó cho phép xác minh độ chính xác của từng khối mã riêng lẻ. Các nhà phát triển tạo các bài kiểm thử giao diện người dùng tự động, nơi từng thành phần như form, ô nhập, nút, danh sách… được kiểm tra độc lập về chức năng.
• Kết hợp với CI/CD. Việc tích hợp những công cụ này với các hệ thống tích hợp liên tục như Jenkins, GitLab CI giúp phát hiện lỗi sớm trong mã và khắc phục trước khi phát hành.
• Khắc phục lỗi mã JavaScript. Được sử dụng để chẩn đoán và viết kịch bản cho các lỗi giao diện hoặc mã JavaScript.
• An ninh mạng: Giúp xác định điểm yếu về bảo mật và cải thiện cấp độ phòng thủ.

Những công cụ như vậy trong phát triển không chỉ giới hạn ở các trường hợp nêu trên. Khi công nghệ phát triển, các lập trình viên buộc phải xây dựng những giải pháp linh hoạt mới để tự động hóa tương tác với tài nguyên web.

Đặc điểm chính của kiểm thử trình duyệt Headless

Các chuyên gia QA và AQA tin tưởng những công cụ này hơn bất kỳ công cụ nào khác vì chúng rất nhẹ và nhanh. Do đó, chúng cung cấp các khả năng kiểm thử nâng cao cho trang web và ứng dụng.

Các kịch bản ứng dụng chính trong lĩnh vực này bao gồm:

• Kiểm thử trình duyệt headless đa nền tảng;
• Xác minh các thành phần trong giao diện người dùng;
• Thao tác với DOM;
• Xử lý giao tiếp mạng;
• Kiểm toán thiết kế trang web;
• Tiết kiệm thời gian khi khởi tạo lại các kiểm thử song song;
• Đánh giá việc thực thi JavaScript cho hiển thị đồ họa;
• Ghi lại phiên làm việc để phát lại sau;
• Kiểm thử trên máy ảo hoặc máy từ xa;
• Kiểm thử các trường hợp API.

Rõ ràng công cụ này cho phép các tester thực hiện kiểm thử với mức độ linh hoạt và tốc độ cao, từ đó nâng cao độ chính xác kiểm thử và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Trình duyệt Headless dùng để thu thập dữ liệu

Các nhà tiếp thị và chuyên gia SEO có thể sử dụng chế độ headless để thu thập dữ liệu phù hợp nhằm phục vụ cho việc tiếp thị sản phẩm hiệu quả. Tuy nhiên, họ thường bị chặn, dẫn đến thiếu tài nguyên. Tại sao lại như vậy?

Xem xét hai yêu cầu bên dưới.

Hệ thống chặn IP dựa trên nhiều loại vi phạm cần xác định liệu yêu cầu đến từ bot hay người dùng tự nhiên thông qua một số tiêu đề nhất định trong danh sách thứ tự. Một yêu cầu từ người dùng Google Chrome được hiển thị bên trái, trong khi yêu cầu từ trình duyệt headless nằm bên phải.

Làm sao để phân tích dữ liệu nếu có khả năng bị chặn? Có thể tích hợp proxy cho trình duyệt headless để che giấu địa chỉ IP thực bằng cách tạo yêu cầu HTTP chính xác. Do đó, tốt hơn là nên bắt đầu với proxy khi phân tích dữ liệu để có thể trích xuất thông tin chọn lọc bằng CSS hoặc XPath, nhấp vào các phần tử, và dễ dàng lưu dữ liệu vào các tệp mong muốn.

Trình duyệt Headless tốt nhất để thu thập dữ liệu

Hiệu suất, công nghệ sử dụng, thiết kế, cũng như tính năng thường quyết định lựa chọn công cụ. Có thể tìm thấy nhiều công cụ với các công nghệ và giao diện người dùng khác nhau. Nền tảng, Engine và API là những yếu tố phân biệt giữa chúng.

Mỗi công cụ đều tuyên bố mình là tốt nhất, nhưng điều đó mang tính chủ quan. Thực tế, mỗi công cụ sử dụng logic và công nghệ khác nhau để xử lý nội dung web bằng các phương pháp riêng. Tuy nhiên, chúng có thể được chia thành hai nhóm: trình duyệt và thư viện “headless”.

Nhóm đầu tiên bao gồm:

• Chrome: engine – Chromium; API: Chrome DevTools protocol;
• Firefox: engine – Gecko; API: WebDriver.

Puppeteer, Playwright, Selenium và PhantomJS cho phép điều khiển từ xa.

Hãy tập trung vào ba cái phổ biến nhất, vì cái cuối cùng ít được sử dụng hơn.

Việc lựa chọn công cụ tốt nhất từ danh sách trên phụ thuộc vào loại dự án bạn đang tham gia cũng như tài nguyên được sử dụng.

Đối với việc tự động hóa thao tác, kiểm thử và trích xuất dữ liệu, người dùng thường ưa chuộng Chrome và Mozilla Firefox nhờ hiệu suất vượt trội và hỗ trợ công nghệ hiện đại.

Nếu bạn đang phát triển dự án trên hệ điều hành Windows, biết lập trình và cần tốc độ, thì nên xem xét sử dụng Puppeteer.

Nếu bạn phát triển ứng dụng web trên macOS, thì Playwright sẽ thực hiện công việc được giao tốt hơn.

Đối với việc duyệt web, kiểm thử và tự động hóa hành động, bạn có thể sử dụng Selenium.

Trình duyệt Headless được sử dụng hiệu quả nhất trong những trường hợp nào?

Chúng nổi bật khi làm việc với các tác vụ tự động hóa và hiệu năng, và nhìn chung có rất nhiều lợi ích khác, bao gồm:

• Tốc độ tối ưu và khởi động nhanh hơn;
• Tiêu thụ CPU và RAM thấp hơn;
• Cải thiện khả năng đa nhiệm và khả năng mở rộng;
• Khả năng tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại;
• Khả năng sử dụng trên nhiều nền tảng;
• Tích hợp với các giải pháp bên thứ ba.

Những ứng dụng này đặc biệt phù hợp để sử dụng trong các giải pháp backend và dịch vụ, cũng như trong môi trường bị giới hạn tài nguyên.

Khi nào việc sử dụng trình duyệt Headless là một ý tưởng tồi?

Trước khi triển khai bất kỳ công cụ nào, cần hiểu rõ các yếu tố phức tạp của các trình duyệt này:

• Không phù hợp cho phân tích hình ảnh và thiết kế giao diện;
• Yêu cầu kiến thức lập trình và tương tác với giao diện dòng lệnh (console);
• Khả năng tương tác với các thành phần giao diện bị hạn chế;
• Dễ bị phát hiện là bot;
• Không thân thiện với người dùng khi cần gỡ lỗi.

Trình duyệt Headless là gì: Tổng kết

Giờ đây chúng ta đã hiểu trình duyệt headless là gì – đây là công nghệ thế hệ mới trong phát triển phần mềm, kiểm thử và scraping. Lợi ích nổi bật nhất của nó là tiết kiệm tài nguyên, vì không cần giao diện đồ họa để chạy.

Đối với các nhà phát triển phần mềm và kiểm thử, đây là công cụ quan trọng trong việc xây dựng quy trình CI/CD mạnh mẽ, có thể lặp lại và nhanh chóng, cho phép kiểm thử nhanh chóng trong nhiều điều kiện khác nhau – điều rất cần thiết cho khả năng tương thích đa trình duyệt.

Trong trường hợp SEO, các công cụ này trở nên quan trọng khi phân tích một trang web, kiểm tra lập chỉ mục, hoặc thực hiện nhiều hành động trên tài liệu như mô phỏng việc sử dụng trang hoặc thu thập dữ liệu để phân tích.