【IT168 技術文檔】任何程序的開發都離不開單元測試來保證其健壯和穩定。Android的程序自然也不例外。從Android SDK 0.9開始，就有了比較成熟的測試框架，但是直到目前最新的1.1版本，也沒有詳細的文檔介紹這個內容，只是簡單的給了一個Api Demos裏的幾個單元測試代碼。因此，我在這裏對此內容做一下梳理和總結：
在 Java下做單元測試必然用到JUnit。這裏說的JUnit是指從Apache基金會下載的junit.jar裏提供的一系列單元測試功能。這些功能顯然是運行在JDK之上的。在Android下已經沒有了JDK，自然也無法運行JUnit。但是這並不妨礙我們利用JUnit編寫單元測試。只不過在運行單元測試時，一定要用JDK來運行，利用java命令來啓動JUnit的某個Runner。如果是用Eclipse的話，可以在Run Configuration裏新建一個JUnit。但是一定要記得在Classpath選項卡里將Bootstrap Entries中的Android Library改成JRE，並且添加junit.jar。
很明顯的，這種測試就是正規的Java單元測試，和Android沒有任何關係。你無法測試任何關於Android系統中的API，你寫的Activity，人機界面等等。所以，如果你想測試僅僅是一些封裝數據的對象，或者是純粹的數值計算，還是可以用這種方法的。
Android裏面的junit.framework包是怎麼回事?
很多人看到這個包的時候，第一反應是Android是不是已經完整集成了JUnit。很遺憾這不是事實。如果你按照JUnit的運行方法，卻不像上面那樣改用JDK，就一定會得到一個異常：
#
# An unexpected error hasbeen detected by Java Runtime Environment:
#
# Internal Error(classFileParser.cpp:2924), pid=4900, tid=4476
#Error:ShouldNotReachHere()
#
# Java VM: JavaHotSpot(TM) Client VM (10.0-b19 mixed mode windows-x86)
# An error report filewith more information is saved as:
#E:\Mydoc\EclipseWorkspace\TestAndroid\hs_err_pid4900.log
#
# If you would like tosubmit a bug report, please visit:
#http://java.sun.com/webapps/bugreport/crash.jsp
#
實際上，TestCase這個類用於在Android擔當所有獨特的TestCase的基類的作用，它是一個Abstract Class。Android單元測試類繼承關係圖如下所示：
之所以有那麼多XXXTestCase主要是爲了簡化工作。例如當你想對一個訪問數據庫的功能進行測試時，首先需要自己啓動並初始化數據庫。在這裏是類似的，如果你想測試一個Activity，首先要啓動它。而ActivityTestCase就會自動幫你做完這些事情。而 ActivityUnitTestCase會更注重測試的獨立性，它會讓測試與Android底層的聯繫降到最低。其餘的類可以查看相關的Javadoc 來按需挑選。要編寫測試，就是找到合適的XXXTestCase作爲基類來繼承，並且編寫自己的測試方法。
很明顯的，最簡單的編寫測試的方法就是繼承AndroidTestCase寫一個自己的TestCase。然後爲自己的一組TestCase寫一個Activity界面，由界面控制 TestCase的啓動，運行和結果報告。但是，你很快會發現，爲何要給測試寫一個界面呢?這太詭異了。這時就需要一種技術，它可以利用命令行(Shell)來啓動一組測試，並且通過命令行的形式給出結果。這就是所謂的Instrumentation。
什麼是Instrumentation?
一般在開發Android程序的時候，需要寫一個manifest文件，其結構是：
<application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
<activity android:name=".TestApp" android:label="@string/app_name">
……
</activity>
</application>
這樣，在啓動程序的時候就會先啓動一個Application，然後在此Application運行過程中根據情況加載相應的Activity，而Activity是需要一個界面的。但是Instrumentation並不是這樣的。你可以將Instrumentation理解爲一種沒有圖形界面的，具有啓動能力的，用於監控其他類(用Target Package聲明)的工具類。任何想成爲Instrumentation的類必須繼承android.app.Instrumentation。下面是這個類的解釋：
“Base class for implementingapplication instrumentation code. When running with instrumentation turned on,this class will be instantiated for you before any of the application code,allowing you to monitor all of the interaction the system has with the application.An Instrumentation implementation is described to the system through anAndroidManifest.xml's tag.“
對於單元測試，我們需要認真瞭解的就是android.test.InstrumentationTestRunner類。這是Android單元測試的主入口。它相當於JUnit當中TestRunner的作用。
那麼如何加載它呢，首先要在manifest文件中加入一行關於Instrumentation的聲明。比如Android Api Demos中的測試裏的manifest是這麼寫的(我濾掉了所有的註釋)：
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.example.android.apis.tests">
<application>
<uses-library android:name="android.test.runner" />
</application>
<instrumentation android:name="android.test.InstrumentationTestRunner"
android:targetPackage="com.example.android.apis"
android:label="Tests for Api Demos."/>
</manifest>
編輯好 manifest，就可以打包(build，可以用Eclipse ADT來做，也可以用aapt命令手工完成)，然後安裝到虛擬機上(用adb install命令)。之後就可以利用命令行的方式來加載你的單元測試了。在Android Shell中加載一個Instrumentation的方法是利用以下命令：
adb shell am instrument –w XXXXXX
其中-w是指定Instrumentation類的參數標誌。一個簡單的例子是：
adb shell am instrument -wcom.android.foo/android.test.InstrumentationTestRunner
當然，也可以利用adb shell先進入android命令行模式，再直接寫am instrument –w XXXXXXX。下面將具體介紹如何將根據需要加載一組單元測試。
如何在Android中利用Instrumentation來進行測試?
在介紹具體的命令之前，我們先理解一下單元測試的層次。一組單元測試可以被組織成若干個TestSuite。每個TestSuite包含若干 TestCase(某個繼承android.jar的junit.framework.TestCase的類)。每個TestCase又包含若干個 Test(具體的test方法)。
如果假設com.android.foo是你的測試代碼的包的根。當執行以下命令時，會執行所有的TestCase的所有Test。測試的對象就是在Target Package中指定的包中的代碼：
adb shell am instrument -wcom.android.foo/android.test.InstrumentationTestRunner
如果你想運行一個TestSuite，首先繼承android.jar的junit.framework.TestSuite類，實現一個 TestSuite(比如叫com.android.foo.MyTestSuite)，然後執行以下命令執行此TestSuite
adb shell am instrument -e classcom.android.foo.MyTestSuite -wcom.android.foo/android.test.InstrumentationTestRunner
其中的-e表示額外的參數，語法爲-e [arg1] [value1] [arg2] [value2]…這裏用到了class參數。
如果僅僅想運行一個TestCase(比如叫com.android.foo.MyTestCase)，則用以下命令：
adb shell am instrument -e classcom.android.foo.MyTestCase -wcom.android.foo/android.test.InstrumentationTestRunner
如果僅僅想運行一個Test(比如就是上面MyTestCase的testFoo方法)，很類似的，就這樣寫：
adb shell am instrument -e classcom.android.foo.MyTestCase#testFoo -wcom.android.foo/android.test.InstrumentationTestRunner
然後，所有的測試結果會輸出到控制檯，並會做一系列統計，如標記爲E的是Error，標記爲F的是Failure，Success的測試則會標記爲一個點。這和JUnit的語義一致。如果希望斷點調試你的測試，只需要直接在代碼上加上斷點，然後將運行命令參數的-e後邊附加上debug true後運行即可。更加詳細的內容可以看InstrumentationTestRunner的Javadoc。我希望Android能儘快有正式的文檔來介紹這個內容。
如何在Android的單元測試中做標記?
在 android.test.annotation包裏定義了幾個annotation，包括 @LargeTest，@MediumTest，@SmallTest，@Smoke，和@Suppress。你可以根據自己的需要用這些 annotation來對自己的測試分類。在執行單元測試命令時，可以在-e參數後設置“size large”/ “size medium”/ “size small”來執行具有相應標記的測試。特別的@Supperss可以取消被標記的Test的執行。
完整的操作過程
總結以上所有的內容，編寫並運行完整的測試需要以下的步驟：
以上步驟中，在 Android自帶的例子中，我發現它有兩個manifest.xml。也就是說在步驟3中源代碼和測試代碼分別生成了兩個不同的包。然後步驟4利用 adb install命令安裝到了虛擬機上。由於我沒有找到Eclipse ADT有辦法可以爲一個只有Instrumentation，沒有Activity的Application打包並安裝，於是採用了略微不同的辦法完成了這個工作。下文中將一一詳細介紹整個過程。
1、編寫程序
我新建了一個項目TestApp，參數爲：
Package Name: com.android.testapp
Activity Name: MainActivity
Application Name: TestApp
以下是MainActivity的源代碼：packagecom.android.testapp;
importandroid.app.Activity;
importandroid.os.Bundle;
publicclassMainActivityextendsActivity {
/** Called when the activity is first created. */
@Override
publicvoidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
}
publicintsum(inta,intb) {
returna + b;
}
publicintsubstract(inta,intb) {
returnb - a;
}
}
其中，我故意將減法的a – b寫成了b – a。
2、編寫測試程序
然後，我新建了一個Source Folder，名爲test，並在裏面新建了包com.android.testapp.test。並定義了一個TestCase，名爲TestMainActivity，源代碼如下：
package com.android.testapp.test;
import com.android.testapp.MainActivity;
import android.test.ActivityInstrumentationTestCase;
import android.test.suitebuilder.annotation.MediumTest;
public class TestMainActivity extends ActivityInstrumentationTestCase {
public TestMainActivity() {
super("com.android.testapp", MainActivity.class);
}
public TestMainActivity(String pkg, Class activityClass) {
super(pkg, activityClass);
}
@MediumTest
public void testSum() {
assertEquals(3, getActivity().sum(1, 2));
}
@MediumTest
public void testSubstract() {
assertEquals(-1, getActivity().substract(1, 2));
}
}
我繼承了ActivityInstrumentationTestCase。這個TestCase在執行時會自動幫我啓動相應的Activity。
接下來就是程序的Manifest：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.android.testapp"
android:versionCode="1"
android:versionName="1.0.0">
<application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
<activity android:name=".MainActivity"
android:label="@string/app_name">
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
</activity>
<uses-library android:name="android.test.runner" />
</application>
<instrumentation android:targetPackage="com.android.testapp" android:name="android.test.InstrumentationTestRunner" android:label="Test Unit Tests"></instrumentation>
</manifest>
在這個文件中，我將 Activity和Instrumentation的聲明寫到了一起，而沒有像Apis Demo那樣分開。請注意裏面的標籤。如果沒有那句，在運行測試時會報告找不到TestRunner。這是由於 Android在build的時候只把需要的東西打包，所以你必須明確的告訴Android Builder這一點。
3、Build和Install
在 Eclipse上，這兩個步驟是一起完成的。只要點一下Run即可。只不過如果你不在Run Configuration裏將安裝後的Launch Action設爲“Do Nothing”，就會自動運行一下你的MainActivity。對於我們，設爲Do Nothing即可。如下圖：
完成後，利用命令：
adb shell pm list packages
可以在已經安裝的pkg列表裏看到com.android.testapp。
4、運行測試，查看結果
之後就打開命令行，運行以下命令
adb shell am instrument –e classcom.android.testapp.test.TestMainActivity –wcom.android.testapp/android.test.InstrumentationTestRunner
即可看到如下的結果：
可以看到，單元測試正確的找到了減法中的錯誤。結果中的成功的測試顯示爲”.”，一個失敗的顯示爲”F”。只不過我還是不太理解爲什麼我只寫了兩個測試方法，Tests run卻顯示了3。
參考資料：
