Android UI 自動化測試實現過程

介紹

Android測試支持庫包含 UI自動化模塊 ，它可以對Android應用進行自動黑盒測試。在API Level 18中引入了自動化模塊，它允許開發者在組成應用UI的控件上模仿用戶行為。

在這個教程中，我將展示如何使用此模塊來創建和執行一個基本的UI測試，選擇默認的計算器模塊進行測試。

先決條件

在使用前，需要具備以下條件：

1. 最新版本的 Android Studio
2. 運行Android 4.3或者更高版本的設備或者虛擬器
3. 理解 JUnit

1. 安裝依賴庫

工程中使用UI自動化模塊，需要編輯你的工程下 app 目錄下的文件 build.gradle ，添加如下信任：

androidTestCompile 'com.android.support.test:runner:0.2'                       
  androidTestCompile 'com.android.support.test:rules:0.2'                        
  androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.0'

現在屏幕上應該有 Sync Now 按鈕了，但點擊它時，會看到如下錯誤信息：

點擊 Install Repository and sync project 鏈接來安裝 Android Support Repository。

如果使用的是庫 appcompat-v7 且其版本號是 22.1.1 ，你需要添加如下依賴以確保應用本身和測試應用都使用相同版本的com.android.support:support-annotations:

androidTestCompile 'com.android.support:support-annotations:22.1.1'

接下來，由於Android Studio自身的一個bug，你需要通過packagingOptions執行一個名為 LICENSE.txt 的文件。這個執行失敗的話，在運行測試時將引起如下錯誤：

Execution failed for task ':app:packageDebugAndroidTest'.                                                                                   
   Duplicate files copied in APK LICENSE.txt                                                                                                   

   File 1: ~/.gradle/caches/modules-2/files-2.1/org.hamcrest/hamcrest-core/1.1/860340562250678d1a344907ac75754e259cdb14/hamcrest-core-1.1.jar  
   File 2: ~/.gradle/caches/modules-2/files-2.1/junit/junit-dep/4.10/64417b3bafdecd366afa514bd5beeae6c1f85ece/junit-dep-4.10.jar

在你的 build.gradle 文件底部增加如下代碼段：

android {                                       
       packagingOptions {                          
           exclude 'LICENSE.txt'                   
       }                                           
   }

2、創建測試類

創建一個新的測試類，CalculatorTester，通過在 androidTest 目錄下創建名為 CalculatorTester.java 的文件實現。創建的UI自動化測試用例，必須繼承自InstrumentationTestCase。

按 Alt+Insert後選擇 SetUp Method 來重寫setUp方法。

再次按 Alt+Insert 後選擇 Test Method 來生成新的測試方法，命名為testAdd。到此CalculatorTester類定義如下：

public class CalculatorTester extends InstrumentationTestCase{

      @Override                                                 
      public void setUp() throws Exception {                    

      }                                                         

      public void testAdd() throws Exception {                  

      }                                                         
  }

3、查看Launcher UI

連接你的Android設備到電腦商，點擊home按鍵，進入主界面。

返回到你的電腦，使用文件管理或者終端浏覽你安裝Android SDK的目錄，進入到 tools 目錄下，點擊 uiautomatorviewer 。這個會啟動 UI Automater Viewer ，你將看到如下界面：

點擊上方手機圖標來獲取Android設備截屏。注意到此時獲取到的截屏是可交互的。點擊下面的Apps圖標。在右方的 Node Detail 區域，你就可以看到根據選擇圖標的不同顯示不同的詳細信息，如下圖所示：

與屏幕上的應用交互，UI自動化測試需要能唯一識別它們。在這個教程中，可以使用應用的text、content-desc或者class字段來唯一的區分。

從上圖可以看到Apps圖標沒有text字段，但有content-desc。記下它的值，後面將用到這個值。

拿起Android設備，觸摸Apps圖標，進入設備安裝的所有應用界面。使用 UI Automater Viewe 獲取另外一張屏幕截圖。因為要寫一個計算器應用的測試，點擊計算器圖標查看詳細界面。

這次content-desc是空的，但是text的值為Calculator，同樣記住這個值。

如果你的Android設備運行不同的主界面或者不同的Android版本，界面和顯示的細節會有所不同。這意味著後續代碼中需要做一些修改，以匹配你的操作系統。

4、准備測試環境

返回到Android Studio，給setUp方法中添加代碼。如同其名字，setUp方法是用來准備測試環境的。換句話說，這個方法是在真正測試之前指定具體需要執行什麼動作的。

現在需要寫代碼來模擬剛才在Android設備上執行的幾個動作：

1、按home鍵進入主界面

2、按Apps圖標進入應用界面

3、點擊計算器圖標啟動它

在你的類中聲明類型為UiDevice的變量device。它代表你的Android設備，後續使用它來模擬用戶行為。

private UiDevice device;

在setUp方法中，通過調用UiDevice.getInstance method來初始化device，傳遞Instrumentation實例，如下所示：

device = UiDevice.getInstance(getInstrumentation());

模擬點擊設備home鍵，需要調用pressHome方法。

device.pressHome();

接下來，需要模擬點擊Apps圖標的動作。不能立即做這個動作，因為Android設備需要一個反應時間來加載界面。如果在屏幕顯示出來之前執行這個動作就會引起運行時異常。

等待一些事情發生時，需要調用UiDevice實例的wait方法。等待Apps圖標顯示到屏幕，使用Until.hasObject方法。

識別Apps圖標需要使用By.desc方法並傳遞值為 Apps 的參數。你還需要指定最長等待時間，單位為毫秒。此處設置為3000。

至此形成如下代碼段：

// Wait for the Apps icon to show up on the screen
  device.wait(Until.hasObject(By.desc("Apps")), 3000);

要獲取Apps圖標的引用，需要使用findObject方法。一旦有了Apps圖標的引用，就可以調用click方法來模擬點擊動作了。

UiObject2 appsButton = device.findObject(By.desc("Apps"));
  appsButton.click();

和前面一樣，我們需要等待一些時間，保證計算器圖標顯示到屏幕上。在之前的步驟中，我們看到可以通過text字段唯一的識別計算器圖標。我們調用By.text方法來找到圖標，傳遞參數為Calculator。

// Wait for the Calculator icon to show up on the screen
  device.wait(Until.hasObject(By.text("Calculator")), 3000);

5、檢查計算器UI

在你的Android設備上啟動計算器應用，使用 UI Automater Viewer 來查看顯示。獲取到一個截屏後，點擊不同的按鈕來觀察使用何值可以唯一的區分它們。

在本次測試用例中，使用計算器計算 9+9= 的值並確認結果是否為 18 。這意味著你需要知道怎麼區分按鍵 9 、 + 和 = 。

在我的設備上，如下是我收集到的信息：

1. 數字按鍵匹配text值
2. + 和 = 使用content-desc值，分別對應 plus 和 equals
3. 返回值顯示在EditText控件中

如果你使用不同版本的計算器應用，請注意這些值有可能不一樣。

6、創建測試類

在前面幾步操作中，你已經學會了使用findObject方法通過By.text或者By.desc來獲取屏幕上不同對象的引用。還學會了通過click方法來模擬點擊對象的動作。下面的代碼使用這些方法來模擬 9+9= 。添加這些到類CalculatorTester的方法testAdd中。

// Wait till the Calculator's buttons are on the screen        
  device.wait(Until.hasObject(By.text("9")), 3000);              

  // Select the button for 9                                     
  UiObject2 buttonNine = device.findObject(By.text("9"));        
  buttonNine.click();                                            

  // Select the button for +                                     
  UiObject2 buttonPlus = device.findObject(By.desc("plus"));     
  buttonPlus.click();                                            

  // Press 9 again as we are calculating 9+9                     
  buttonNine.click();                                            

  // Select the button for =                                     
  UiObject2 buttonEquals = device.findObject(By.desc("equals")); 
  buttonEquals.click();

現在就等待運行結果。此處不能使用Until.hasObject，因為包含計算結果的EditText已經顯示在屏幕上了。取而代之，我們使用waitForIdle方法來等待計算完成。同樣，最長等待時間是3000毫秒。

device.waitForIdle(3000);

使用findObject和By.clazz methods方法獲取EditText對象的引用。一旦有了此引用，就可以調用getText方法來確定計算結果是否正確。

UiObject2 resultText = device.findObject(By.clazz("android.widget.EditText"));
  String result = resultText.getText();

最後，使用assertTrue來檢驗范圍值是否為 18 。

assertTrue(result.equals("18"));

測試到此結束。

6、執行測試

執行測試，需要在Android Studio的工具欄中選擇CalculatorTester，點擊它右方的 play 按鈕。

一旦編譯結束，測試就成功運行完整。當測試運行時，在你的Android設備上就會看到UI自動化運行界面。

總結

在這篇教程中，我們學會了如何使用UI自動化測試模塊和 UI Automater Viewer 來創建用戶界面測試。你也看到了使用Android Studio執行測試是如此簡單。雖然我們測試了一個相對簡單的應用，但可以將從中學到的概念用到幾乎所有Android應用的測試中。