Android Testing Support Library

Android测试支持库

测试支持库功能

Posted by donnieSky on July 24, 2017

测试支持库功能

Android测试支持库包括以下自动化测试工具：

  • AndroidJUnitRunner：适用于Android的测试运行器，兼容JUnit4；
  • Espresso：UI测试框架，适合应用中的UI功能性测试；
  • UI Automator：UI测试框架，适合跨系统和已安装应用的跨应用UI功能性测试。

AndroidJUnitRunner

AndroidJUnitRunner类是一个JUnit测试运行器，可在设备上运行JUnit3和JUnit4测试类，包括使用Espresso和UI Automator测试框架的设备；测试运行器可以将测试软件包和要测试的应用加载到设备、运行测试并报告测试结果；此类将替换InstrumentationTestRunner类，后者仅支持JUnit3测试。

此测试运行器的主要功能包括：

  • JUnit支持
  • 访问仪器信息
  • 筛选测试
  • 测试分片 要求Android 2.2(API 8)或更高版本。

JUnit支持

测试运行器兼容与JUnit 3和JUnit 4（最高版本为JUnit 4.10）测试，不过，禁止在同一软件包中混用JUnit 3和JUnit 4测试代码，否则会导致意外结果；如果要创建一个JUnit 4仪器测试类来在设备或模拟器上运行，则测试类必须以@RunWith(AndroidJUnit4.class)作为前缀注解。

以下代码显示了如何编写JUnit 4仪器测试来验证CalculatorActivity类中的add操作是否正常工作：

import android.support.test.runner.AndroidJUnit4;
import android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner;
import android.test.ActivityInstrumentationTestCase2;

@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class CalculatorInstrumentationTest
        extends ActivityInstrumentationTestCase2<CalculatorActivity> {

    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        super.setUp();

        // Injecting the Instrumentation instance is required
        // for your test to run with AndroidJUnitRunner.
        injectInstrumentation(InstrumentationRegistry.getInstrumentation());
        mActivity = getActivity();
    }

    @Test
    public void typeOperandsAndPerformAddOperation() {
        // Call the CalculatorActivity add() method and pass in some operand values, then
        // check that the expected value is returned.
    }

    @After
    public void tearDown() throws Exception {
        super.tearDown();
    }
}

访问仪器信息

可使用InstrumentationRegistry类访问与测试运行相关的信息，此类包括Instrumentation对象、目标应用Context对象、测试应用Context对象，以及传递到测试中的命令行参数，使用UI Automator框架编写测试或编写依赖于Instrumentation或Context对象的测试时，该数据非常有用。

筛选测试

在JUnit 4.x测试中，可以使用注解对测试运行进行配置，此功能可将向测试中添加样板文件和条件代码的需求降至最低，除了JUnit 4支持的标准注解外，测试运行器还支持Android特定的注解，包括：

  • @RequiresDevice：指定测试仅在物理设备而不在模拟器上运行；
  • @SdkSupress：禁止在低于给定级别的Android API级别上运行测试，例如，要禁止在低于18的所有API级别上运行测试，使用注解@SDKSupress(minSdkVersion=18)；
  • @SmallTest、@MediumTest 和 @LargeTest：指定测试的运行时长以及运行频率。

分片测试

测试运行器支持将单一测试套件拆分成多个碎片，因此可以将属于同一碎片的测试在同一Instrumentation实例下运行作为一个组，每个分片有一个索引进行标识，运行测试时，使用-e numShards选项指定要创建的独立分片数量，并使用-e shardIndex选项指定要运行哪个分片。

例如，要将测试套件拆分成10个分片，且仅运行第二个碎片中的测试，可使用以下命令：

adb shell am instrument -w -e numShards 10 -e shardIndex 2

Espresso

Espresso 测试框架提供了一组API来构成UI测试，用于测试应用中的用户流，利用这些API，我们可以编写简洁、运行可靠的自动化UI测试，Espresso非常适合编写白盒自动化测试。

Espresso测试框架的主要功能包括：

  • 灵活的API，用于目标应用中的视图和适配器匹配；
  • 一组丰富的操作API，用于自动化UI交互；
  • UI线程同步，用于提升测试可靠性；

要求Android 2.2(API 8)或更高版本。

视图匹配

利用Espresso.onView()方法，可以访问目标应用中的UI组件并与之交互，此方法接收Matcher参数并搜索视图层次结构，来找到符合给定条件的相应View实例，可以通过指定以下条件来优化搜索：

  • 视图的类名称
  • 视图的内容描述
  • 视图的R.id
  • 在视图中显示的文本

例如，要找到ID值为my_button的按钮，可以指定如下匹配器：

onView(withId(R.id.my_button));

如果匹配成功，onView()方法将返回一个引用，让我们可以执行用户操作并基于目标视图对断言进行测试。

适配器匹配

在AdapterView布局中，布局在运行时由子视图动态填充，如果目标视图位于某个布局内部，而布局是从AdapterView（例如listView或GridView）派生出的子类，则onView()方法可能无法工作，因为只有布局视图的子集会加载到当前视图层次结构中，因此，可使用Espresso.onData()方法访问目标视图元素，Espresso.onData()方法将返回一个引用。

操作API

通常情况下，我们可以通过根据应用的用户界面执行某些用户交互来测试应用，借助ViewActions API，我们可以轻松地实现这些操作的自动化，执行多种UI交互，如：

  • 视图点击
  • 滑动
  • 按下按键和按钮
  • 键入文本
  • 打开链接

例如，要模拟输入字符串并按下按钮以提交该值，可以像下面一样编写自动化测试脚本，ViewInteraction.perform()和DataInteraction.perform()方法采用一个或多个ViewAction参数，并以提供的顺序运行操作：

// Type text into an EditText view, then close the soft keyboard
onView(withId(R.id.editTextUserInput))
    .perform(typeText(STRING_TO_BE_TYPED), closeSoftKeyboard());

// Press the button to submit the text change
onView(withId(R.id.changeTextBt)).perform(click());

UI 线程同步

由于计时问题，Android设备上的测试可能有随机失败，此测试问题称为测试不稳定，在Espresso之前，解决办法是在测试中插入足够长的休眠或超时代码，以便重现失败的操作，Espresso测试框架可以处理Instrumentation与UI线程之间的同步，这就消除了对之前的计时解决方案的问题，并确保测试操作与断言更可靠的运行。

UI Automator

UI Automator测试框架提供了一组API来构建UI测试，用于在用户应用和系统应用中执行交互，利用UI Automator API，可以执行在测试设备中打开设置菜单或应用启动器等操作，UI Automator测试框架非常适合编写黑盒自动化测试，其中的测试代码不依赖于目标应用的内部实现详情。

UI Automator测试框架的主要功能包括：

  • 用于检查布局层次结构的查看器；
  • 在目标设备上检索状态信息并执行操作的API；
  • 支持跨应用UI测试的API

要求Android4.3（API 18）或更高版本。

UI Automator查看器

uiautomatorviewer工具提供了一个方便的GUI，可以扫描和分析Android设备上当前显示的UI组件，可以使用此工具检查布局层次结构，并查看在设备前台显示的UI组件属性，利用此信息，可以使用UI Automator（例如，通过创建与特定可见属性匹配的UI选择器）创建控制更加精确的测试。

uiautomatorviewer工具位于<android-sdk>/tools/bin/目录中。

访问设备状态

UI Automator 测试框架提供了一个UiDevice类，用于在目标应用运行的设备上访问和执行操作，可以调用其他方法来访问设备属性，如当前屏幕方向或显示尺寸，UiDevice类还可用于执行以下操作：

  • 更改设备旋转
  • 按D-pad按钮
  • 按 返回->主屏幕->菜单按钮
  • 打开通知栏
  • 对当前窗口进行屏幕截图 例如，要模拟按下主屏幕按钮，可调用UiDevice.pressHome()方法

UI Automator API

利用UI Automator API，可以编写稳定可靠的测试，而无需了解目标应用的实现详情，可以使用这些API在多个应用中捕获和操作UI组件：

  • UiCollection：枚举容器的UI元素以便计算元素个数，或者通过可见的文本或内容描述属性来指代子元素；
  • UiObject：表示设备上可见的UI元素；
  • UiScrollable：为在可滚动UI容器中搜索项目提供支持；
  • UiSelector：表示在设备上查询一个或多个目标元素；
  • Configurator：允许设置允许UI Automator测试所需的关键参数。

例如，以下代码显示了如何编写可在设备中调用默认应用启动器的测试脚本：

// Initialize UiDevice instance
mDevice = UiDevice.getInstance(getInstrumentation());

// Perform a short press on the HOME button
mDevice.pressHome();

// Bring up the default launcher by searching for
// a UI component that matches the content-description for the launcher button
UiObject allAppsButton = mDevice
        .findObject(new UiSelector().description("Apps"));

// Perform a click on the button to bring up the launcher
allAppsButton.clickAndWaitForNewWindow();

测试支持库设置

Android测试支持库软件包在最新版本的Android支持存储库中提供，后者可作为辅助组件通过Android SDK管理器下载。 要通过SDK管理器下载Android支持库，可执行以下操作：

  1. 启动Android SDK Manager；
  2. 在SDK管理器窗口中，滚动到Packages列表末尾，找到Extras文件夹并展开以显示其内容；
  3. 选择Android Support Repository项；
  4. 点击Install packages...按钮。

在build.gradle文件中添加以下依赖：

dependencies {
  androidTestCompile 'com.android.support.test:runner:0.4'
  // Set this dependency to use JUnit 4 rules
  androidTestCompile 'com.android.support.test:rules:0.4'
  // Set this dependency to build and run Espresso tests
  androidTestCompile 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.1'
  // Set this dependency to build and run UI Automator tests
  androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.2'
}

要将AndroidJUnitRunner设置为Gradle项目中的默认测试仪器运行器，在build.gradle中添加以下依赖：

android {
    defaultConfig {
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }
}

强烈建议将Android测试支持库与Android Studio IDE搭配使用，Android Studio提供支持测试开发的功能，例如：

  • 基于Gradle的灵活构建系统，为测试代码提供依赖关系管理支持；
  • 单一的项目结构，包含单元与仪器测试代码以及应用源代码；
  • 支持在虚拟机或物理设备上通过命令行或图形用户界面部署和运行测试。
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