iOS自動化測試調研方案

靜楓靈雨發表於2018-05-20

前文:根據Martin Fowler 的測試理論,測試應該遵循如下測試金字塔組合,測試金字塔最底層是單元測試,然後是整合測試,繼而是面向應用程式服務層的中間層測試,最高層是面向使用者的業務邏輯測試。

iOS的測試分為兩塊:UI測試和Unit測試,因Unit測試先定義行為,然後定義測試用例,接著再編寫程式碼。 實踐中發現,通常沒有那麼多時間來先定義行為,需要 去投入很大一塊精力去進行單元測試,無法有效構建一個合理的單元測試環境。

原生測試弊端:

(一)Unit測試

1,經驗困境反倒更難以解決,且教程不多,新手入手難度較大。

2, 在 iOS常常會需要測試非同步方法的正確性。我們常常會用到 ‘做非同步等待。太依賴嚴重於當前環境。

3, 編寫單元測試會增加程式設計師工作量。單元測試跟生產程式碼是一樣的,並不會應為是用來測試的就有所不同,開發人員同樣要面對測試程式碼的編寫、維護等工作,也同樣要面對避免重複程式碼等一系列問題,能否寫出好的測試程式碼還是取決於開發人員的設計和編碼能力。

對思想上的學習挑戰較大,並不能,單一模仿程式碼實現類的完整測試,需要站立於模組的基礎進行行為的定義,來測試程式碼流程

(二)UI測試:

目前只能進行一些簡單的測試,且測試的過程還需要人工干預

測試方案:

一,基於KIF:

原理簡介:

KIF的全稱是Keep it functional。它是一個建立在XCTest的UI測試框架,通過accessibility來定位具體的控制元件,再利用私有的API來操作UI。由於是建立在XCTest上的,所以你可以完美的藉助XCode的測試相關工具(包括命令列指令碼),能幫助我們去模擬使用者輸入來測試。

KIF繼承自XCTest測試框架,可直接使用私有API對UI介面進行操作,支援UIWebView的測試。

KIF利用Accessibiility來做介面測試的基本原理,需要注意的是,由於KIF基於Accessibility,因此我們在初始化控制元件時,不管是程式碼還是InterfaceBuilder,都要記得對需要測試的控制元件設定AccessibilityLabel和AccessibilityTrait

使用語言:Object C & Swift, 在iOS 10之後,無正式版的lib和App

KIF 優勢

1,測試時直接獲取到UIView:KIF在測試過程中,是直接獲取到應用程式,可以直接取得UIView等控制元件,因此各種屬性可以直接判斷;而 XCTest就顯得很不方便,它並沒有直接取得應用程式,而是在現有的檢視上取得XCUIElement,該類和UIView有很大差別,基本上UIView的屬性我們無法判斷。

2,XCTest原則上每個UI測試都要重新啟動一遍應用,這樣的耗時是驚人的,而KIF則不用。文件、教程比較多:KIF從2011年推出至今,網上已有大量的教程和問答,可能很方便找到解決方案,而XCode UI Test則不同,推出不久,相關資料還不是很多。

自動化實施步驟:

1、KIF搭建,配置Target專案引數;

2、安裝KIF第三方框架;

3、用例編寫與組織:accessibility 屬性設定;用例常用操作介面,分 為互動操作和測試用例操作,系統功能完整性的實現;

4、用例的執行獨立和 retry 機制;

KIF自動化的持續整合:

持續整合是一個自動化的週期性的整合測試過程,從檢出程式碼、編譯構建、執行測試、結果記錄、測試統計等都是自動完成的,無需人工干預。UI 測試目標是覆蓋最核心的程式碼,儘可能去掉依賴,讓不穩定因子降到最低;持續整合最大的好處在於能夠儘早高效發現問題,降低解決問題的成本。

藉助Jenkins ,完成基於KIF 的 UI 自動化持續整合搭建,Jenkins 以Job 為單位執行專案;是一套開源的持續整合工具,需要自己在伺服器(iOS專案只能是MacOS)先部署好,然後可以對接專案的Git倉庫地址,配置一些定時/事件觸發的任務,通過指令碼來編譯、測試、打包。

學習成本:

KIF的整合較易上手,需要學習測試類的使用,比如獲取不同控制元件元素的方式等,易學習;

Jenkins環境配置的要求+使用學習,因涉及到領域的跨界,需要Java基礎,java語法上好上手,做到熟練需要循序漸進;配置簡單,直接整合到XCode上,不需要安裝多餘的包。 像使用者一樣測試,測試程式碼模仿使用者操作,程式碼很簡單;自動整合XCode5以上的測試工具,在XCode上使用就像使用蘋果原生的測試框架一樣,支援XCode的各種測試工具。

大公司使用者: 美團,騰訊均有使用

二,基於Frank:

簡介:使用Ruby語言,開源內嵌Server型,通過注入Server到APP使用API,通過Server對外通訊完成UI操作。支援CI持續整合,不支援UIWebView,要求測試時在應用程式內部編譯。

安裝過程:

1,安裝frank-cucumber;

命令:sudo gem install frank-cucumber

2,在你的專案下設定frank以及執行下面的命令;

命令: frank setup

3,編譯frank

命令:frank build

4,啟動模擬器

命令:frank launch

Frank,這意味著對原始碼的改變是強制性的。

優點:

測試場景是在Cucumber的幫助下,用可理解的英語句子寫的。強大的Symbiote實時檢查工具。 活躍的社群支援。 不斷擴大中的庫

缺點:對手勢的支援有限。 在裝置上執行測試有點難。 修改配置檔案需要在實際裝置上執行。 記錄功能不可用;

學習成本:

需要ruby的基礎,操作方式為使用Cucumber和JSON組合命令,將命令傳送到在本地應用程式內部執行的伺服器上,並利用UISpec執行命令。需要學習ruby語言,跨界性較大。近兩年的學習資料較少

三,基於APPium+XCUITest

原理簡介:

Appium是一個開源的、跨平臺的自動化測試工具,支援IOS、Android和FirefoxOS平臺。

appium 採用Client - Server的測試框架,的核心就是一個遵守REST設計風格的web伺服器,它接受客戶端的連線,接收客戶端的命令,在手機裝置上執行命令,然後通過HTTP的響應收集命令執行的結果。

App相當於一個Server,測試程式碼相當於Client,通過傳送JSON來操作APP,測試語言可以是任意的,可以使測試程式碼訪問後端API和資料庫。它是通過驅動iOS的UIAutomation和Android的UiAutomator框架來實現的雙平臺支援,同時繫結了Selenium WebDriver用於老的Android平臺測試。

基於WebDriver JSON wire protocol對實際的UI操作庫進行了封裝,並且暴露出RESTFUL的介面。然後測試程式碼通過HTTP請求的方式,來進行實際的測試。其中,實際驅動UI的框架根據系統版本有所不同;在安裝Appium之前,為了確保Appium的相關依賴已經準備就緒,可以使用Appium-doctor來進行驗證。

安裝過程:操作簡易。

優點:

跨平臺,同時支援iOS、Android、H5,且儘量能保持介面統一,減少開發維護成本;

開發者可以使用WebDriver相容的任何語言編寫測試指令碼,如Ruby,C#,Java, JS,OC, PHP,Python,Perl和Clojure 語言。

不需要重新編譯應用(APP)或者任何方式修改它就可以進入測試行為;

測試指令碼獨立與原始碼和測試框架;

Appium社群更活躍、有可能納入Selenium-WebDriver體系,從而成為事實上的移動應用測試標準;

Appium在不同平臺中使用了標準的自動化APIs,所以在跨平臺時,不需要重新編譯或者修改自己的應用;

採用Appium時,無需對被測應用做任何修改,也無需嵌入任何東西;

Appium對iOS和Android的原生自動化測試框架進行了封裝,並提供了統一的API,減少了自動化測試程式碼的維護工作量;

Appium採用Client-Server的架構設計,並採用標準的HTTP通訊協議;Server端負責與iOS/Android原生測試框架互動,無需測試人員關注細節實現;Client端基本上可以採用任意主流程式語言編寫測試用例,減少了學習成本。

缺點:自定義控制元件支援不好;WebView的支援不好

學習成本:

對於appium的工具的使用學習,和任選一門指令碼語言的學習成本,

因支援的指令碼語言比較廣泛, 使用者量大,文件豐富。較易上手。支援多種指令碼語言,不會將測試人員限制在某種特定語言或者框架上,門檻低。

四、UI測試框架EarlGrey

簡介:

EarlGrey是Google推出iOS功能性UI測試框架,其所提供的主要特性:強大的內建同步機制,測試會在與UI進行互動前自動等待動畫、網路請求等事件。

可見性檢測:所有的互動都發生在使用者可以看到的元素上。

靈活的設計:用於確定元素選擇、互動、斷言與同步的元件在設計上就是可擴充套件的。

EarlGrey是個原生iOS UI自動化測試框架,EarlGrey與XCTest框架協同工作,並且整合到了Xcode的Test

Navigator中,這樣你就可以直接在Xcode中或是在命令列中(使用xcodebuild)執行測試了。

安裝:

對於EarlGrey,我們強烈推薦CocoaPods作為入門的最佳方式,並保持EarlGrey版本同步到最新版本。(官網原話)

優點:

1、EarlGrey是個原生iOS UI自動化測試框架,可以幫助你編寫出更加清晰、簡明的測試。

2、藉助於EarlGrey框架,你可以使用增強的同步特性。

3、EarlGrey會自動與UI、網路請求及各種查詢保持同步,同時在必要的情況下,你還可以手工實現自定義的定時器。

4、EarlGrey的同步特性可以確保在執行動作前,UI會處於一種穩定的狀態。這極大地增強了測試穩定性,使得測試變得高度可重複。

5、EarlGrey與XCTest框架協同工作,並且整合到了Xcode的Test

Navigator中,這樣你就可以直接在Xcode中或是在命令列中(使用xcodebuild)執行測試了。

6、適配環境 < (更新macOS Sierra + Xcode 8.1 + iOS 10.0.2:無法使用)

與KIF的對比:

EarlGrey寫法多樣,操作靈活;KIF比較簡單,適合快速開發

EarlGrey支援同步;KIF需要手動等待:由於EarlGrey採用了同步機制,所以保證了下一個操作的執行;對需要等待的操作,KIF需要手動新增等待事件,

EarlGrey建議使用AccessibiltyIdentifier;KIF使用AccessiblityLable:

兩個框架都是利用Accessibility來找元素,EarlGrey中建議使用AccessibiltyIdentifier,而KIF中大部分的API只支援AccessiblityLable,所以如果使用的是KIF,就只能去修改控制元件的AccessiblityLable。

EarlGrey支援拍照,可以存在任何地方;KIF失敗自動拍照,只能存在固定地方。不過需要事先指定儲存路徑。

學習成本:

需要學習測試用例的編寫,以及內建同步機制等的實現思想;

因太靈活,編碼上,沒有固定的套路;

參考專業人士的描述,其自動化測試的功能更智慧,但國內的關於EarlGrey學習資料較少,又寫法多樣,在零基礎的使用上,並不能很好的保證自己的編碼是一個可複製的,具有偶然性。

綜上所述:

UI測試優先推薦KIF,如果需要兼顧安卓測試,或者測試人員對OC/Swift很陌生,可以採用appium;就目前搜尋有關於自動化測試的眾多資料顯示,KIF和appiunm的資料較全面,且相對來說,易模仿易複製;KIF的使用,更多涉及到iOS原生程式碼思想的學習和編碼實現,以及Jenkins工具的上手;對於appiunm,因其跨平臺,對三端均支援自動化測試,如果兼顧不同平臺的測試,建議首先,同時因為支援指令碼語言較多,因Python的易上手,有不少資料顯示,選擇appium與Python的結合。對於Google推出的EarlGrey框架,功能相對是最好的,因搜尋顯示,資料較少,在後期的具體實現上,對於未可預測的問題的解決效率上,會略有挑戰。因Frank在2014年較為流行,最近的測試框架並不在推薦範圍內。

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