Android自动化测试工具实现简述

前言 

       自动化测试在产品开发和测试中都有着非常重要的作用。在产品开发阶段，可靠又重复性地运行以确保没有引进回归问题；在产品测试阶段，可以节省人力成本和时间成本，并能保证更大范围的覆盖。Android自动化测试工具同样可以节省不少人力和时间成本，对其研究和实现对于提高测试效率具有一定的意义。目前市面上也有不少Android自动化测试工具，本人在现有工具的基础上，加上自己的理解和实践向大家介绍自动化测试工具的原理和实现。

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       了解自动化测试的一定对Robotium并不陌生，Robotium是一款国外的Android自动化测试框架，提供APK录制和播放相关的API，不仅可以获取APK运行时view相关的数据，还能模拟点击、输入、滑动等等操作，本文的自动化测试工具是基于Robotium的二次开发。
       自动化测试工具大体上可以分为录制、播放、测试APK生成三部分，下面将通过分别介绍这三部分原理和实现。

一、录制模块

        录制模块，顾名思义为录下APK所有界面操作，并保存相应的操作过程，包括延时、点击、输入、滑动等。下面以“邮箱大师”登陆为例讲述主要的技术。


1 、遍历所有view

       使用“uiautomatorviewer”工具，可以查看当前界面所有的view，同样可以使用Robotium提供的API获取当前所有view，然后遍历所有view，对不同的view做相应的操作。

2 、view事件的监听

       根据view的不同，选择不同的侦听方法，view包括EditText、ExpandableListView、WebView、Button等等，最后获取相应的测试代码。监听方法：获取并保存原始的view监听器，然后为view注册新的监听器，继承原始监听器，并实现相应的录制功能。
若为EditText，则添加TextWatcher 监听文本变化，并记录下对应edittext的index、text、resource-id等信息。



      若为登陆Button，则添加点击监听事件，获取所有点击事件，并记录下当前resource-id、class、text等信息。
      监听所有的view，当监听事件触发时，保存当前view信息，最后可以更好的根据获取的录制信息，播放相应的录制事件。

3 、view的查找

      在实际的录制中，并不是所有的view都能获取到“resource-id”，因此需要通过记录其他信息，以便播放时查找到正确的view。
      1）resource-id，id信息是最好的标示view的方法
      2）familyString，在id无法获取或者无法定位的情况下，可以通过查找该view家庭关系链（view在其父view的index，然后父                view的父view，直到父view为null）反向获取正确的view。
      3）textName，在以上方法都失效的情况下，可以通过view的text文本字符串查找view。
      4）坐标，在所有方法均无法定位的情况下，可以通过坐标去定位，这样就不能兼容不同的分辨率。

4 、录制脚本生成

      通过监听所有的view的操作，最后生成一个记录了所有操作的脚本文件，用于播放测试。
 

sleep(1000);
dragPercent(0.2515625f, 0.2515625f, 0.2107381f, 0.2107381f, 4);
sleep(7921);
enterText(0, "xxxx@163.com", false,"id/editor_email");
sleep(1298);
dragPercent(0.40390626f, 0.40390626f, 0.25851882f, 0.25851882f, 4);
sleep(7796);
enterText(1, "xxxxxxxx", false,"id/editor_password");
sleep(5690);
clickOn("id/button_login", "0", false);

二、播放模块

       根据录制的脚本文件，使用测试apk生成工具，即可生成一个播放apk，用于控制目标apk按照脚本一步一步的执行。
       与录制模块中获取view相关的信息是反过程，播放模块是根据脚本中的view信息找到对应的view。播放用很多操作，包括dragPercent，clickOn，scrollListToLine，scrollScrollViewTo，enterText，clickOnExpandableListView，clickInList，sendKey，sleep等等。
       若为“dragpercent”滑动操作，则可以直接调用Robotium中滑动的api：public void drag(float fromX, float toX, float fromY, float toY, int stepCount)，实现从X点滑动到Y点，并定义了速度等级。滑动的播放在实际处理中也存在不少问题，特别是在一些翻页操作中，滑动的快慢直接影响到滑动几个页面，因此录制时速度确定也很关键。
       若为clickOn点击，则可通过参数获取获取到view，然后调用performClick模拟点击，clickOn("id/button_login", "0", false)，Robotium提供根据id获取view的api，当然也可以通过familyString和className来获取目标view，例如clickOn("android.widget.FrameLayout", "4-0-1-1-0-0-0-1-0-1-0-0-0-0-1", true)；这样通过familyString反向查找。只要定位到view，就可以完成点击或者长按等操作。
       对于view的获取除了上面已经提到的id，familyString，还有index还有文本等，在Robotium中有相关的api，因此在录制时可尽量多的保存view相关的信息，以便在播放时更容易的查找到对应的view。
       若为clickInList列表点击，clickInList(position, resourceId)，则需要先根据resource-id或者familyString找到listview的view，然后通过position选择对应的postion，最后调用performClick，即可点击对应list的列表。
       还有其他一些操作，均可通过调用Robotium提供的API或者view方法去实现，在此不一一列举。

三、测试APK生成工具

       录制模块生成脚本，播放模块根据脚本播放相应操作，但录制apk怎么生成，录制生成的脚本怎么添加到播放模块中呢？测试APK生成工具就能解决这些问题。
       由于自动化测试工具是基于Robotium的，Robotium又是基于Instrumentation的二次封装，因此关联测试APK和目标APK，需要目标APK和测试APK使用相同的签名。测试APK分为录制APK和播放APK，显然录制和播放的APK逻辑不同，本人实现的测试APK均基于recordreplay.apk修改而来，此APK实现了所有录制和播放相关的逻辑，只需要修改AndroidManifest.xml和com.mytest.recordreplay.RecordReplay.java文件即可生成不同的录制和播放APK。
       修改AndroidManifest.xml和java文件的方法是先将recordreplay.apk使用apktool工具反编译为xml和smali，然后修改AndroidManifest.xml和com.mytest.recordreplay.RecordReplay.smali文件，再编译成具体功能的recordreplay.apk，最后使用目标apk签名文件进行签名。

1、 AndroidManifest.xml

      基于Instrumentation均需要在AndroidManifest.xml做相应的申明。

      同时，还需在Application标签中嵌入如下声明:

      只需要根据目标APK的包名修改android:targetPackage的值“com.test.target”就可以完成AndroidManifset.xml文件的修改。

2、 录制RecordReplay.java

       录制APK的核心文件RecordReplay.java，只需要修改下“LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME”即可完成对不同APK的处理。如下为一个录制RecordReplay.java的demo。

public class RecordReplay extends TestCase {
    private static final String     LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME = " com.test.target.main ";    private static Class         launcherActivityClass;    static {        try {
            launcherActivityClass = Class.forName(LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME);
        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);
        }
    }    public RecordReplay () {	
        super(launcherActivityClass);
    }    @Override
    protected void setUp() throws Exception{        super.setUp();
    }    @Override
    protected void tearDown() throws Exception{        super.tearDown();
    }    public void test_StartRecord() {
    	    baserecordreplay.beginRecordCode();    	    try {
			Thread.sleep(10000000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
    }
}

3、 播放RecordReplay.java

       播放APK的核心文件RecordReplay.java，需要修改“LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME”为目标APK的启动Activity，然后根据录制模块中获取到的脚本文件，转化为方法“testRecorded”，同时可以在每个关键操作函数间添加截图函数，这样可以清楚的看到每一步的状态，当然也可以根据需求，手动编写相应的逻辑。如下为播放APK的demo。

public class RecordReplay extends TestCase {
   private static final String     LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME = " com.test.target.main ";   private static Class         launcherActivityClass;    static {        try {
            launcherActivityClass = Class.forName(LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME);
        } catch (ClassNotFoundException e) {            throw new RuntimeException(e);
        }
    }  public RecordReplay () {	
        super(launcherActivityClass);
    }    @Override
    protected void setUp() throws Exception{        super.setUp();
    }    @Override
    protected void tearDown() throws Exception{        super.tearDown();
    }    public void testRecorded() {
        baserecordreplay.sleep(1000);
        baserecordreplay.screenShotNamed ("0");
        baserecordreplay.recordReplay.dragPercent(0.2515625f, 0.2515625f, 0.2107381f, 0.2107381f, 4);
        baserecordreplay.sleep(7921);
        baserecordreplay.screenShotNamed ("1");
        baserecordreplay.enterText(0, "xxxx@163.com", false,"id/editor_email");
        baserecordreplay.sleep(1298);
        baserecordreplay.screenShotNamed ("2");
        baserecordreplay.recordReplay.dragPercent(0.40390626f, 0.40390626f, 0.25851882f, 0.25851882f, 4);
        baserecordreplay.sleep(7796);
        baserecordreplay.screenShotNamed ("3");
        baserecordreplay.enterText(1, "xxxxxxxx", false,"id/editor_password");
        baserecordreplay.sleep(5690);
        baserecordreplay.screenShotNamed ("4");
        baserecordreplay.recordReplay.clickOn("id/button_login", "0", false);
        baserecordreplay.sleep(3000);
    }

}