Android UI 自動化測試實現過程

介紹

Android測試支援庫包含 UI自動化模組 ，它可以對Android應用進行自動黑盒測試。在API Level 18中引入了自動化模組，它允許開發者在組成應用UI的控制元件上模仿使用者行為。

在這個教程中，我將展示如何使用此模組來建立和執行一個基本的UI測試，選擇預設的計算器模組進行測試。

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. 執行Android 4.3或者更高版本的裝置或者虛擬器
3. 理解 JUnit

1. 安裝依賴庫

工程中使用UI自動化模組，需要編輯你的工程下 app 目錄下的檔案 build.gradle ，新增如下信任：

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'

現在螢幕上應該有 Sync Now 按鈕了，但點選它時，會看到如下錯誤資訊：

點選 Install Repository and sync project 連結來安裝 Android Support Repository。

如果使用的是庫 appcompat-v7 且其版本號是 22.1.1 ，你需要新增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 的檔案。這個執行失敗的話，在執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 檔案底部增加如下程式碼段：

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

2、建立測試類

建立一個新的測試類，CalculatorTester，通過在 androidTest 目錄下建立名為 CalculatorTester.java 的檔案實現。建立的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、檢視Launcher UI

連線你的Android裝置到電腦商，點選home按鍵，進入主介面。

返回到你的電腦，使用檔案管理或者終端瀏覽你安裝Android SDK的目錄，進入到 tools 目錄下，點選 uiautomatorviewer 。這個會啟動 UI Automater Viewer ，你將看到如下介面：

點選上方手機圖示來獲取Android裝置截圖。注意到此時獲取到的截圖是可互動的。點選下面的Apps圖示。在右方的 Node Detail 區域，你就可以看到根據選擇圖示的不同顯示不同的詳細資訊，如下圖所示：

與螢幕上的應用互動，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欄位來唯一的區分。

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

拿起Android裝置，觸控Apps圖示，進入裝置安裝的所有應用介面。使用 UI Automater Viewe 獲取另外一張螢幕截圖。因為要寫一個計算器應用的測試，點選計算器圖示檢視詳細介面。

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裝置執行不同的主介面或者不同的Android版本，介面和顯示的細節會有所不同。這意味著後續程式碼中需要做一些修改，以匹配你的作業系統。

4、準備測試環境

返回到Android Studio，給setUp方法中新增程式碼。如同其名字，setUp方法是用來準備測試環境的。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。

現在需要寫程式碼來模擬剛才在Android裝置上執行的幾個動作：

1、按home鍵進入主介面

2、按Apps圖示進入應用介面

3、點選計算器圖示啟動它

在你的類中宣告型別為UiDevice的變數device。它代表你的Android裝置，後續使用它來模擬使用者行為。

private UiDevice device;

在setUp方法中，通過呼叫UiDevice.getInstance method來初始化device，傳遞Instrumentation例項，如下所示：

device = UiDevice.getInstance(getInstrumentation());

模擬點選裝置home鍵，需要呼叫pressHome方法。

device.pressHome();

接下來，需要模擬點選Apps圖示的動作。不能立即做這個動作，因為Android裝置需要一個反應時間來載入介面。如果在螢幕顯示出來之前執行這個動作就會引起執行時異常。

等待一些事情發生時，需要呼叫UiDevice例項的wait方法。等待Apps圖示顯示到螢幕，使用Until.hasObject方法。

識別Apps圖示需要使用By.desc方法並傳遞值為 Apps 的引數。你還需要指定最長等待時間，單位為毫秒。此處設定為3000。

至此形成如下程式碼段：

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

要獲取Apps圖示的引用，需要使用findObject方法。一旦有了Apps圖示的引用，就可以呼叫click方法來模擬點選動作了。

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

和前面一樣，我們需要等待一些時間，保證計算器圖示顯示到螢幕上。在之前的步驟中，我們看到可以通過text欄位唯一的識別計算器圖示。我們呼叫By.text方法來找到圖示，傳遞引數為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裝置上啟動計算器應用，使用 UI Automater Viewer 來檢視顯示。獲取到一個截圖後，點選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 = 。

在我的裝置上，如下是我收集到的資訊：

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控制元件中

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、建立測試類

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來獲取螢幕上不同物件的引用。還學會了通過click方法來模擬點選物件的動作。下面的程式碼使用這些方法來模擬 9+9= 。新增這些到類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();

現在就等待執行結果。此處不能使用Until.hasObject，因為包含計算結果的EditText已經顯示在螢幕上了。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物件的引用。一旦有了此引用，就可以呼叫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來檢驗範圍值是否為 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，點選它右方的 play 按鈕。

一旦編譯結束，測試就成功執行完整。當測試執行時，在你的Android裝置上就會看到UI自動化執行介面。

總結

在這篇教程中，我們學會了如何使用UI自動化測試模組和 UI Automater Viewer 來建立使用者介面測試。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。