Android UI 自动化测试

介绍

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。