前言
自動化測試在產品開發和測試中都有着非常重要的作用。在產品開發階段，可靠又重複性地運行以確保沒有引進迴歸問題；在產品測試階段，可以節省人力成本和時間成本，並能保證更大範圍的覆蓋。Android自動化測試工具同樣可以節省不少人力和時間成本，對其研究和實現對於提高測試效率具有一定的意義。目前市面上也有不少Android自動化測試工具，本人在現有工具的基礎上，加上自己的理解和實踐向大家介紹自動化測試工具的原理和實現。
瞭解自動化測試的一定對Robotium並不陌生，Robotium是一款國外的Android自動化測試框架，提供APK錄製和播放相關的API，不僅可以獲取APK運行時view相關的數據，還能模擬點擊、輸入、滑動等等操作，本文的自動化測試工具是基於Robotium的二次開發。
自動化測試工具大體上可以分爲錄製、播放、測試APK生成三部分，下面將通過分別介紹這三部分原理和實現。
一、錄製模塊
錄製模塊，顧名思義爲錄下APK所有界面操作，並保存相應的操作過程，包括延時、點擊、輸入、滑動等。下面以“郵箱大師”登陸爲例講述主要的技術。
1 、遍歷所有view
使用“uiautomatorviewer”工具，可以查看當前界面所有的view，同樣可以使用Robotium提供的API獲取當前所有view，然後遍歷所有view，對不同的view做相應的操作。
2 、view事件的監聽
根據view的不同，選擇不同的偵聽方法，view包括EditText、ExpandableListView、WebView、Button等等，最後獲取相應的測試代碼。監聽方法：獲取並保存原始的view監聽器，然後爲view註冊新的監聽器，繼承原始監聽器，並實現相應的錄製功能。
若爲EditText，則添加TextWatcher 監聽文本變化，並記錄下對應edittext的index、text、resource-id等信息。
若爲登陸Button，則添加點擊監聽事件，獲取所有點擊事件，並記錄下當前resource-id、class、text等信息。
監聽所有的view，當監聽事件觸發時，保存當前view信息，最後可以更好的根據獲取的錄製信息，播放相應的錄製事件。
3 、view的查找
在實際的錄製中，並不是所有的view都能獲取到“resource-id”，因此需要通過記錄其他信息，以便播放時查找到正確的view。
1）resource-id，id信息是最好的標示view的方法
2）familyString，在id無法獲取或者無法定位的情況下，可以通過查找該view家庭關係鏈（view在其父view的index，然後父 view的父view，直到父view爲null）反向獲取正確的view。
3）textName，在以上方法都失效的情況下，可以通過view的text文本字符串查找view。
4）座標，在所有方法均無法定位的情況下，可以通過座標去定位，這樣就不能兼容不同的分辨率。
4 、錄製腳本生成
通過監聽所有的view的操作，最後生成一個記錄了所有操作的腳本文件，用於播放測試。
sleep(1000); dragPercent(0.2515625f, 0.2515625f, 0.2107381f, 0.2107381f, 4); sleep(7921); enterText(0, "[email protected]", false,"id/editor_email"); sleep(1298); dragPercent(0.40390626f, 0.40390626f, 0.25851882f, 0.25851882f, 4); sleep(7796); enterText(1, "xxxxxxxx", false,"id/editor_password"); sleep(5690); clickOn("id/button_login", "0", false);
二、播放模塊
根據錄製的腳本文件，使用測試apk生成工具，即可生成一個播放apk，用於控制目標apk按照腳本一步一步的執行。
與錄製模塊中獲取view相關的信息是反過程，播放模塊是根據腳本中的view信息找到對應的view。播放用很多操作，包括dragPercent，clickOn，scrollListToLine，scrollScrollViewTo，enterText，clickOnExpandableListView，clickInList，sendKey，sleep等等。
若爲“dragpercent”滑動操作，則可以直接調用Robotium中滑動的api：public void drag(float fromX, float toX, float fromY, float toY, int stepCount)，實現從X點滑動到Y點，並定義了速度等級。滑動的播放在實際處理中也存在不少問題，特別是在一些翻頁操作中，滑動的快慢直接影響到滑動幾個頁面，因此錄製時速度確定也很關鍵。
若爲clickOn點擊，則可通過參數獲取獲取到view，然後調用performClick模擬點擊，clickOn("id/button_login", "0", false)，Robotium提供根據id獲取view的api，當然也可以通過familyString和className來獲取目標view，例如clickOn("android.widget.FrameLayout", "4-0-1-1-0-0-0-1-0-1-0-0-0-0-1", true)；這樣通過familyString反向查找。只要定位到view，就可以完成點擊或者長按等操作。
對於view的獲取除了上面已經提到的id，familyString，還有index還有文本等，在Robotium中有相關的api，因此在錄製時可儘量多的保存view相關的信息，以便在播放時更容易的查找到對應的view。
若爲clickInList列表點擊，clickInList(position, resourceId)，則需要先根據resource-id或者familyString找到listview的view，然後通過position選擇對應的postion，最後調用performClick，即可點擊對應list的列表。
還有其他一些操作，均可通過調用Robotium提供的API或者view方法去實現，在此不一一列舉。
三、測試APK生成工具
錄製模塊生成腳本，播放模塊根據腳本播放相應操作，但錄製apk怎麼生成，錄製生成的腳本怎麼添加到播放模塊中呢？測試APK生成工具就能解決這些問題。
由於自動化測試工具是基於Robotium的，Robotium又是基於Instrumentation的二次封裝，因此關聯測試APK和目標APK，需要目標APK和測試APK使用相同的簽名。測試APK分爲錄製APK和播放APK，顯然錄製和播放的APK邏輯不同，本人實現的測試APK均基於recordreplay.apk修改而來，此APK實現了所有錄製和播放相關的邏輯，只需要修改AndroidManifest.xml和com.mytest.recordreplay.RecordReplay.java文件即可生成不同的錄製和播放APK。
修改AndroidManifest.xml和java文件的方法是先將recordreplay.apk使用apktool工具反編譯爲xml和smali，然後修改AndroidManifest.xml和com.mytest.recordreplay.RecordReplay.smali文件，再編譯成具體功能的recordreplay.apk，最後使用目標apk簽名文件進行簽名。
1、 AndroidManifest.xml
基於Instrumentation均需要在AndroidManifest.xml做相應的申明。
<instrumentation android:name="android.test.InstrumentationTestRunner" android:targetPackage="com.test.target" />
同時，還需在Application標籤中嵌入如下聲明:
<uses-library android:name="android.test.runner" />
只需要根據目標APK的包名修改android:targetPackage的值“com.test.target”就可以完成AndroidManifset.xml文件的修改。
2、 錄製RecordReplay.java
錄製APK的核心文件RecordReplay.java，只需要修改下“LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME”即可完成對不同APK的處理。如下爲一個錄製RecordReplay.java的demo。
public class RecordReplay extends TestCase {
private static final String LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME = " com.test.target.main "; private static Class<?> launcherActivityClass; static { try {
launcherActivityClass = Class.forName(LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME);
} catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e);
}
} public RecordReplay () {
super(launcherActivityClass);
} @Override
protected void setUp() throws Exception{ super.setUp();
} @Override
protected void tearDown() throws Exception{ super.tearDown();
} public void test_StartRecord() {
baserecordreplay.beginRecordCode(); try {
Thread.sleep(10000000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
3、 播放RecordReplay.java
播放APK的核心文件RecordReplay.java，需要修改“LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME”爲目標APK的啓動Activity，然後根據錄製模塊中獲取到的腳本文件，轉化爲方法“testRecorded”，同時可以在每個關鍵操作函數間添加截圖函數，這樣可以清楚的看到每一步的狀態，當然也可以根據需求，手動編寫相應的邏輯。如下爲播放APK的demo。
public class RecordReplay extends TestCase {
private static final String LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME = " com.test.target.main "; private static Class<?> launcherActivityClass; static { try {
launcherActivityClass = Class.forName(LAUNCHER_ACTIVITY_FULL_CLASSNAME);
} catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e);
}
} public RecordReplay () {
super(launcherActivityClass);
} @Override
protected void setUp() throws Exception{ super.setUp();
} @Override
protected void tearDown() throws Exception{ super.tearDown();
} public void testRecorded() {
baserecordreplay.sleep(1000);
baserecordreplay.screenShotNamed ("0");
baserecordreplay.recordReplay.dragPercent(0.2515625f, 0.2515625f, 0.2107381f, 0.2107381f, 4);
baserecordreplay.sleep(7921);
baserecordreplay.screenShotNamed ("1");
baserecordreplay.enterText(0, "[email protected]", false,"id/editor_email");
baserecordreplay.sleep(1298);
baserecordreplay.screenShotNamed ("2");
baserecordreplay.recordReplay.dragPercent(0.40390626f, 0.40390626f, 0.25851882f, 0.25851882f, 4);
baserecordreplay.sleep(7796);
baserecordreplay.screenShotNamed ("3");
baserecordreplay.enterText(1, "xxxxxxxx", false,"id/editor_password");
baserecordreplay.sleep(5690);
baserecordreplay.screenShotNamed ("4");
baserecordreplay.recordReplay.clickOn("id/button_login", "0", false);
baserecordreplay.sleep(3000);
}
}