Android自動化測驗工具調研-有解無憂

原文地址：Android自動化測驗工具調研 - Stars-One的雜貨小窩

Android測驗按測驗方式分類，可分為兩種：一種是傳統邏輯單元測驗（Junit），另外一種則是UI互動頁面測驗，

這里詳細講解第二種測驗，

UI互動頁面測驗如果是人工進行，會消耗人力，且不一定按質量進行測驗，測驗不全面，不到位，于是發展了通過寫測驗代碼來進行測驗，

Monkey

首先，介紹一下Monkey這個測驗框架

命名為猴子，意思的是像猴子一樣沒有規則的順便亂點操作

Android SDK自帶的測驗工具，在測驗程序中會向系統發送偽隨機的用戶事件流（如按鍵輸入、觸摸屏輸入、手勢輸入等)，實作對正在開發的應用程式進行壓力測驗，也有日志輸出，

實際上該工具只能做程式做一些壓力測驗，由于測驗事件和資料都是隨機的，不能自定義，所以有很大的局限性，

使用的話則是通過adb shell命令來執行的，如下面例子：

//（此時指定軟體會被打開并開始亂點亂按）
 adb shell monkey  -p  com.tencent.news  -v -v -v  100

MonkeyRunner

MonkeyRunner也是Android SDK內置的一個工具，但與Monkey沒有太大的聯系，Monkey是通過adb命令下發相關事件指令來進行測驗，而MonkeyRunner采取客戶端/服務端的方式來下發相關指令

其檔案位于AndroidSDK目錄/tools/bin/monkeyrunner.bat.bat

本質上，MonkeyRunner是個工具集API（JPythod），通過讓Pythod代碼可以實作模擬操作手機APP的操作，具體可參考此文monkeyrunner自動化工具詳解 - 習久性成 - 博客園

撰寫測驗腳本（Pythod）來自定義資料、事件，Monkeyrunner 足夠強大了，但是錄制的腳本是以坐標軸來作為定位方式，而安卓設備型別眾多，各種解析度，所以移植性不好

Espresso

此方案，目前主要用戶讓Android開發人員進行自測使用，測驗腳本代碼為Java/Kotlin

Android官方代碼中，默認參考這個測驗框架庫，在我們新建專案的時候就可以看到，app代碼目錄下有以下三個檔案夾

androidTest UI的單元測驗代碼
main 主代碼
test 邏輯測驗代碼

其中，androidTest就是所說到的UI的單元測驗代碼，對應的測驗框架為Espresso，基于Instrumentation進行改造而成，測驗的主要流程就是找到對應控制元件Id，然后進行對應的斷言判斷

這種方法的缺點是需要懂Android開發的相關知識才能進行測驗代碼的撰寫

如果單純撰寫確實有些難度，之后與Android SDK里的UiAutomator工具聯用，UiAutomator工具檔案是在AndroidSDK目錄/tools/bin/uiautomatorviewer.bat

UiAutomator工具，主要功能就是會將當前的APP頁面進行截圖，然后分析View的層次結構，并展示View的相關屬性資訊，如控制元件ID，margin，text等

實際上，UiAutomator底層使用的無障礙服務（AccessibilityService）那套API，唯一有所區別的是，UiAutomator是shell環境才能使用，而AccessibilityService可以在APP使用（需要用戶手動開啟權限）

可以通過Android Studio中的run->Record Espresso Test,打開一個對話框，通過此對話框，可以進行相關流程的測驗，之后完成后自動生成對應的測驗代碼

詳情程序可參考這篇文章Android Espresso使用 - 愛碼網

Instrumentation框架是Android測驗環境的核心，很多測驗框架都是基于其實作，Instrumentation其實是Android Framework中的一個類，它的作用簡單來說就是能夠監控Android系統和Application之間的互動，因此實作了測驗應用程式對應用程式的控制，

Instrumentation`會在App啟動階段被初始化，然后作為一個實體變數保存到ActivityThread物件中，Application的創建，Activity生命周期方法的回呼等其他操作，都會經過Instrumentation來完成，會先呼叫Instrumentation的相應方法，

Instrumentation框架通過將主程式和測驗程式運行在同一個行程來實作這些功能，可以把Instrumentation理解為沒有界面的activity，它具有啟動能力和監控能力，

Appium

在說這個之前，先說下Selenium，Selenium是用來進行Web測驗的框架，

selenium 本身是一套web自動化測驗工具，但其經常被用于爬蟲，解決一些復雜爬蟲的問題，

selenium 用于爬蟲時，相當于模擬人操作瀏覽器,之后由此框架發展出了其他的框架

Robotium

也是基于Instrumentation的測驗框架，目前國內外用的比較多，資料比較多，社區也比較活躍，缺點是對測驗人員來說要有一定的Java基礎，了解Android基本組件，不能跨App，

Selendroid
基于Instrumentation的測驗框架，可以測驗Native App、Hybird App、Web App，但是網上資料較少，社區活躍度也不大,可以看做是一個Web版的Robotium，使用入門課參考selendroid 入門 · TesterHome

示例腳本：

AndroidDriver driver = new AndroidDriver(new URL("http://localhost:8080/wd/hub"), getDefaultCapabilities());
driver.findElement(By.id("startUserRegistration")).click();

WebDriverWait wait = new WebDriverWait(driver, 5);
WebElement inputUsername = wait.until(ExpectedConditions.presenceOfElementLocated(By.id("inputUsername")));
inputUsername.sendKeys(user.getUsername());
Assert.assertEquals(nameInput.getText(), "Mr. Burns");
nameInput.clear();
nameInput.sendKeys(user.getName());
takeScreenShot("User data entered.");
driver.findElement(By.id("btnRegisterUser")).click();

而Appium也是從Selenium延伸出來的，是目前最主流的移動測驗自動化框架，不僅支持 Android 應用，而且適用于 iOS、混合和 Web 應用程式，

上面說到的3個框架，測驗流程原理為：

電腦在指定埠開啟一個Web服務，并在手機安裝一個對應的客戶端APP程式，兩者通過Socket協議鏈接

之后撰寫腳本里，可以使用Web服務的地址，之后腳本代碼傳輸給Web服務，由Web服務再下發手機，有客戶端APP程式執行對應的指令操作（這個APP程式實際上就是沒有界面的，可以理解為一個后臺行程）

Appium的桌面APP也是提供了一種測驗錄制功能，可以將測驗的流程記錄，并轉為對應的腳本代碼，如點擊了什么控制元件，輸入了什么內容等步驟，可以參考Appium的使用方法

它底層完全使用了 Selenium 和 WebDriver 的 API，所以如果你之前有用過 selenium, 幾乎不需要額外的學習成本就可以使用 appium，

Appium 通過 uiautomator（API 級別 16 或更高）和 Seledroid（API 級別低于 16）支持 Android，但是你不需要具體懂這兩個框架的具體用法，appium 都已經幫你封裝成了統一的使用規則，

Appium 的優勢之一是幾乎可以使用任何編程語言（例如 Java、Objective-C、JavaScript、PHP、Ruby、Python 或 C# 等）撰寫 Appium 腳本，不需要重新編譯或改變應用程式來匹配Appium，Appium有一個非常大而活躍的社區，

Airtest

是網易出品的一款基于影像識別和poco控制元件識別的一款UI自動化測驗套件，由Airtest框架、poco框架、airtestIDE 組成，是一個跨平臺的UI自動化測驗框架，適用于游戲和App，

Airtest的框架是網易團隊自己開發的一個影像識別框架，這個框架的祖宗就是一種新穎的圖形腳本語言Sikuli，

Sikuli這個框架的原理是這樣的:

計算機用戶不需要一行行的去寫代碼，而是用螢屏截屏的方式，用截出來的圖形擺列組合成神器的程式，這是Airtest的一部分，

另外，Airtest也基于poco這個UI控制元件搜索框架，這個框架也是網易自家的跨平臺U測驗框架，原理類似于appium:

通過控制元件的名稱，id之類的來定位目標控制元件，然后呼叫函式方法，例如click(),swip()之類的方法來對目標控制元件進行點擊或者是操作，

雖然Airtest剛開始是為了游戲測驗，現在在app測驗中也有很大的應用范圍，只是進行錄制、執行腳本的AirtestIDE沒有開源，不方便進行深度定制，

AirtestIDE工具，內置了Airtest和Poco的相關插件功能，能夠使用它快速簡單地撰寫 Airtest 和 Poco 代碼，

AirtestIDE依賴ADB與安卓設備進行通信，撰寫的對應的腳本檔案代碼為Pythod

使用可參考Airtest-app自動化測驗必備神器 - 知乎

Solopi

主要就是測驗人員自行安裝對應的測驗工具apk和目標測驗apk，進行測驗，之后可以測驗工具可以將手機上的操作進行錄制保存為腳本，并可以分享到其他設備上執行，從而實作一套自動化測驗，

Solopi開源地址

是螞蟻金服開源的一款移動端APP測驗工具，提供腳本錄制、編輯、回放，結果展示以及一機多控（即通過設備間的socket通訊實作1臺手機可以控制多臺手機執行腳本）等功能，其測驗用例的錄制和執行等操作均在手機端的一個APP中完成，

不需要借助電腦軟體與測驗設備互動，所以通信結構比Appium簡單高效，對元素的識別也是使用類似于appium的控制元件的方式，并且引入了類似于airtest的影像識別的方式，

Solopi支持原生APP即混合式APP，雖然Appium和Airtest都有很大的應用范圍，但是Solopi相比于appium和airtest有以下優勢：

改進的控制元件匹配演算法，更高的匹配成功率；
不需要依賴pc端的桌面應用，全部操作都在手機端的app中完成，實作了無線化，隨時可測；
不需要代碼基礎，使用人群覆寫范圍廣；
提供性能測驗的功能等，

這套方案中，底層依賴主要是 “無線 ADB、系統輔助功能、Chrome 除錯以及影像識別技術”，同時，在底層依賴的基礎上，封裝了一套核心能力，由 “控制元件定位、事件驅動、性能采集以及依賴注入” 組成，并在服務層實作了錄制、回放、資料處理等公共服務能力，在架構的最頂端，結合界面互動邏輯包裝出了各個功能的入口

SoloPi 錄制的用例會以 JSON 的形式存盤起來，用例不僅可以在設備本地直接回放，還可以通過 SoloPi 的決議器將用例轉換為 Appium等目前主流自動化測驗框架的腳本，輕松打通云測平臺

參考

一個簡單的monkey測驗工具_一土小亙兄的博客-CSDN博客_monkey
[Android學習十一]Android開發單元測驗_野馬紅塵的技術博客_51CTO博客
Android UI自動化測驗框架—SoloPi簡介 - 掘金

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