Android UI 自动化测试

Question

Android 测试支持库包含 UI 自动化模块 ，它可以对 Android 应用进行自动黑盒测试。在 API Level 18 中引入了自动化模块，它允许开发者在组成应用 UI 的控件上模仿用户行为。

在这个教程中，我将展示如何使用此模块来创建和执行一个基本的 UI 测试，选择默认的计算器模块进行测试。

先决条件

在使用前，需要具备以下条件：

1. 最新版本的 Android Studio
2. 运行 Android 4.3 或者更高版本的设备或者虚拟器
3. 理解 JUnit

1. 安装依赖库

工程中使用 UI 自动化模块，需要编辑你的工程下app目录下的文件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'

现在屏幕上应该有Sync Now按钮了，但点击它时，会看到如下错误信息：

点击 Install Repository and sync project 链接来安装 Android Support Repository 。

如果使用的是库 appcompat-v7 且其版本号是 22.1.1 ，你需要添加如下依赖以确保应用本身和测试应用都使用相同版本的 com.android.support:support-annotations :

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

接下来，由于 Android Studio 自身的一个 bug，你需要通过 packagingOptions 执行一个名为 LICENSE.txt 的文件。这个执行失败的话，在运行测试时将引起如下错误：

   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码段：

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

2、创建测试类

创建一个新的测试类， CalculatorTester ，通过在 androidTest 目录下创建名为 CalculatorTester.java 的文件实现。创建的 UI 自动化测试用例，必须继承自 InstrumentationTestCase 。

按 Alt+Insert 后选择 SetUp Method 来重写 setUp 方法。

再次按 Alt+Insert 后选择 Test Method 来生成新的测试方法，命名为 testAdd 。到此 CalculatorTester 类定义如下：

  public class CalculatorTester extends InstrumentationTestCase{

      @Override                                                 
      public void setUp() throws Exception {                    

      }                                                         

      public void testAdd() throws Exception {                  

      }                                                         
  }

3、查看 Launcher UI

连接你的 Android 设备到电脑商，点击 home 按键，进入主界面。

返回到你的电脑，使用文件管理或者终端浏览你安装 Android SDK 的目录，进入到 tools 目录下，点击 uiautomatorviewer 。这个会启动 UI Automater Viewer ，你将看到如下界面：

点击上方手机图标来获取 Android 设备截屏。注意到此时获取到的截屏是可交互的。点击下面的 Apps 图标。在右方的 Node Detail 区域，你就可以看到根据选择图标的不同显示不同的详细信息，如下图所示：

与屏幕上的应用交互，UI 自动化测试需要能唯一识别它们。在这个教程中，可以使用应用的 text 、 content-desc 或者 class 字段来唯一的区分。

从上图可以看到 Apps 图标没有 text 字段，但有 content-desc 。记下它的值，后面将用到这个值。

拿起 Android 设备，触摸 Apps 图标，进入设备安装的所有应用界面。使用 UI Automater Viewe 获取另外一张屏幕截图。因为要写一个计算器应用的测试，点击计算器图标查看详细界面。

这次 content-desc 是空的，但是 text 的值为 Calculator ，同样记住这个值。

如果你的 Android 设备运行不同的主界面或者不同的 Android 版本，界面和显示的细节会有所不同。这意味着后续代码中需要做一些修改，以匹配你的操作系统。

4、准备测试环境

返回到 Android Studio，给 setUp 方法中添加代码。如同其名字， setUp 方法是用来准备测试环境的。换句话说，这个方法是在真正测试之前指定具体需要执行什么动作的。

现在需要写代码来模拟刚才在 Android 设备上执行的几个动作： 1、按 home 键进入主界面 2、按 Apps 图标进入应用界面 3、点击计算器图标启动它

在你的类中声明类型为 UiDevice 的变量 device 。它代表你的 Android 设备，后续使用它来模拟用户行为。

  private UiDevice device;

在 setUp 方法中，通过调用 UiDevice.getInstance method 来初始化 device ，传递 Instrumentation 实例，如下所示：

  device = UiDevice.getInstance(getInstrumentation());

模拟点击设备 home 键，需要调用 pressHome 方法。

  device.pressHome();

接下来，需要模拟点击 Apps 图标的动作。不能立即做这个动作，因为 Android 设备需要一个反应时间来加载界面。如果在屏幕显示出来之前执行这个动作就会引起运行时异常。

等待一些事情发生时，需要调用 UiDevice 实例的 wait 方法。等待 Apps 图标显示到屏幕，使用 Until.hasObject 方法。

识别 Apps 图标需要使用 By.desc 方法并传递值为 Apps 的参数。你还需要指定最长等待时间，单位为毫秒。此处设置为 3000。 至此形成如下代码段：

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

要获取 Apps 图标的引用，需要使用 findObject 方法。一旦有了 Apps 图标的引用，就可以调用 click 方法来模拟点击动作了。

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

和前面一样，我们需要等待一些时间，保证计算器图标显示到屏幕上。在之前的步骤中，我们看到可以通过 text 字段唯一的识别计算器图标。我们调用 By.text 方法来找到图标，传递参数为 Calculator 。

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

5、检查计算器 UI

在你的 Android 设备上启动计算器应用，使用 UI Automater Viewer 来查看显示。获取到一个截屏后，点击不同的按钮来观察使用何值可以唯一的区分它们。

在本次测试用例中，使用计算器计算 9+9= 的值并确认结果是否为 18 。这意味着你需要知道怎么区分按键 9 、 + 和 = 。

在我的设备上，如下是我收集到的信息：

1. 数字按键匹配 text 值
2. + 和 = 使用 content-desc 值，分别对应 plus 和 equals
3. 返回值显示在 EditText 控件中

如果你使用不同版本的计算器应用，请注意这些值有可能不一样。

6、创建测试类

在前面几步操作中，你已经学会了使用 findObject 方法通过 By.text 或者 By.desc 来获取屏幕上不同对象的引用。还学会了通过 click 方法来模拟点击对象的动作。下面的代码使用这些方法来模拟 9+9= 。添加这些到类 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();

现在就等待运行结果。此处不能使用 Until.hasObject ，因为包含计算结果的 EditText 已经显示在屏幕上了。取而代之，我们使用 waitForIdle 方法来等待计算完成。同样，最长等待时间是 3000 毫秒。

device.waitForIdle(3000);

使用 findObject 和 By.clazz methods 方法获取 EditText 对象的引用。一旦有了此引用，就可以调用 getText 方法来确定计算结果是否正确。

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

最后，使用 assertTrue 来检验范围值是否为 18 。

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

测试到此结束。

6、执行测试

执行测试，需要在 Android Studio 的工具栏中选择 CalculatorTester ，点击它右方的 play 按钮。

一旦编译结束，测试就成功运行完整。当测试运行时，在你的 Android 设备上就会看到 UI 自动化运行界面。

总结

在这篇教程中，我们学会了如何使用 UI 自动化测试模块和 UI Automater Viewer 来创建用户界面测试。你也看到了使用 Android Studio 执行测试是如此简单。虽然我们测试了一个相对简单的应用，但可以将从中学到的概念用到几乎所有 Android 应用的测试中。

你可以在 Android 开发者网站中 学习更多关于测试支持库的知识。