appium原理
轉自 木木L玲
一、什麼是Appium
Appium是一個開源、跨平臺的測試框架，可以用來測試原生及混合的移動端應用。Appium支持IOS、Android及FirefoxOS平臺。Appium使用WebDriver的json wire協議，來驅動Apple系統的UIAutomation庫、Android系統的UIAutomator框架。Appium對IOS系統的支持得益於Dan Cuellar’s對於IOS自動化的研究。Appium也集成了Selendroid，來支持老android版本。
Appium支持Selenium WebDriver支持的所有語言，如java、Object-C、JavaScript、Php、Python、Ruby、C#、Clojure，或者Perl語言，更可以使用Selenium WebDriver的Api。Appium支持任何一種測試框架。如果只使用Apple的UIAutomation，我們只能用javascript來編寫測試用例，而且只能用Instruction來運行測試用例。同樣，如果只使用Google的UIAutomation，我們就只能用java來編寫測試用例。Appium實現了真正的跨平臺自動化測試。
appium選擇了client-server的設計模式。只要client能夠發送http請求給server，那麼的話client用什麼語言來實現都是可以的，這就是appium及webdriver如何做到支持多語言的；
二、Appium的工作原理及其相關基本概念
2.1 工作原理
2.1.1 Android
在Android端，appium基於WebDriver協議，利用Bootstrap.jar，最後通過調⽤用UiAutomator的命令，實現App的自動化測試。
UiAutomator測試框架是Android SDK自帶的App UI自動化測試Java庫。
另外由於UiAutomator對H5的支持有限，appium引入了chromedriver以及safaridriver等來實現基於H5的自動化。
appium 在android端工作流
client端也就是我們 test script是我們的webdriver測試腳本。
中間是起的Appium的服務，Appium在服務端起了一個Server（4723端口），跟selenium Webdriver測試框架類似， Appium⽀持標準的WebDriver JSONWireProtocol。在這裏提供它提供了一套REST的接口,Appium Server接收web driver client標準rest請求，解析請求內容，調⽤用對應的框架響應操作。
appium server會把請求轉發給中間件Bootstrap.jar ，它是用java寫的，安裝在手機上.Bootstrap監聽4724端口並接收appium 的命令，最終通過調⽤用UiAutomator的命令來實現。
最後Bootstrap將執行的結果返回給appium server。
appium server再將結果返回給 appium client。
2.1.2 ios
在IOS端，appium同樣使⽤WebDriver的一套協議。
與Android端測試框架不同的是，appium ios封裝了apple的 Instruments框架，主要用了Instrument裏的UI Automation（Apple的⾃自動化測試框架），然後在設備中注⼊入bootstrap.js進⾏行監聽。
appium 在ios端工作流
client端 依然是 test script是我們的webdriver測試腳本。
中間是起的Appium的服務，Appium在服務端起了一個Server（4723端口），跟selenium Webdriver測試框架類似， Appium⽀持標準的WebDriver JSONWireProtocol。在這裏提供它提供了一套REST的接口,Appium Server接收web driver client標準rest請求，解析請求內容，調⽤用對應的框架響應操作。
appium server調用instruments.js 啓動⼀一個socket server，同時分出一個⼦子進程運⾏instruments.app，將bootstrap.js（一個UIAutomation腳本）注⼊入到device⽤於和外界進行交互
最後Bootstrap.js將執行的結果返回給appium server
appium server再將結果返回給 appium client。
所以我們可以看到android與ios區別在於appium 將請求轉發到bootstrap.js或者bootstrap.jar.然後由bootstrap 驅動UIAutomation和UiAutomator去devices上完成具體的動作。
2.2 Client/Server Architecture
appium的核心其實是一個暴露了一系列REST API的server。
這個server的功能其實很簡單：監聽一個端口，然後接收由client發送來的command。翻譯這些command，把這些command轉成移動設備可以理解的形式發送給移動設備，然後移動設備執行完這些command後把執行結果返回給appium server，appium server再把執行結果返回給client。
在這裏client其實就是發起command的設備，一般來說就是我們代碼執行的機器，執行appium測試代碼的機器。狹義點理解，可以把client理解成是代碼，這些代碼可以是java/ruby/python/js的，只要它實現了webdriver標準協議就可以。
這樣的設計思想帶來了一些好處：
可以帶來多語言的支持；
可以把server放在任意機器上，哪怕是雲服務器都可以；（是的，appium和webdriver天生適合雲測試）
2.3 Session
session就是一個會話，在webdriver/appium，你的所有工作永遠都是在session start後纔可以進行的。一般來說，通過POST /session這個URL，然後傳入Desired Capabilities就可以開啓session了。
開啓session後，會返回一個全局唯一的session id，以後幾乎所有的請求都必須帶上這個session id，因爲這個seesion id代表了你所打開的瀏覽器或者是移動設備的模擬器。
進一步思考一下，由於session id是全局唯一，那麼在同一臺機器上啓動多個session就變成了可能，這也就是selenium gird所依賴的具體理論根據。
2.4 Desired Capabilities
Desired Capabilities攜帶了一些配置信息。從本質上講，這個東東是key-value形式的對象。你可以理解成是java裏的map，python裏的字典，ruby裏的hash以及js裏的json對象。實際上Desired Capabilities在傳輸時就是json對象。
Desired Capabilities最重要的作用是告訴server本次測試的上下文。這次是要進行瀏覽器測試還是移動端測試？如果是移動端測試的話是測試android還是ios，如果測試android的話那麼我們要測試哪個app？ server的這些疑問Desired Capabilities都必須給予解答，否則server不買賬，自然就無法完成移動app或者是瀏覽器的啓動。
2.5 Appium Server
這就是每次我們在命令行用appium命令打開的東西。
Appium server 是用 Node.js 寫的。我們可以用源碼編譯或者從 NPM 直接安裝。
2.6 Appium 服務端
Appium 服務端有很多語言庫 Java, Ruby, Python, PHP, JavaScript 和 C#，這些庫都實現了 Appium 對 WebDriver 協議的擴展。當使用 Appium 的時候，你只需使用這些庫代替常規的 WebDriver 庫就可以了。 你可以從這裏看到所有的庫的列表。
2.7 Appium Clients
由於原生的webdriver api是爲web端設計的，因此在移動端用起來會有點不倫不類。appium官方提供了一套appium client，涵蓋多種語言ruby/java/python，在我看來ruby client是實現最好的。在測試的時候，一般要使用這些client庫去替換原生的webdriver庫。這實際上不是替換，算是client對原生webdriver進行了一些移動端的擴展，加入了一些方便的方法，比如swipe之類，appium client讓我們可以更方便的寫出可讀性更好的測試用例。
2.8 Appium.app, Appium.exe
官方提供了GUI封裝的Appium服務端下載，它封裝了Appium服務端的所有依賴，用戶不用擔心怎樣安裝Node.js。GUI封裝的Appium中還包括了一個Inspector工具，可以幫助用戶檢查應用的節目層級，雖然Android官方的SDK中的Android Device Monitor和UI Automator Viewer也可以實現，但是相比較Inspector還是有不足之處。
2.9Bootstrap
1）Bootstrap作用：
Bootstrap是Appium運行在安卓目標測試機器上的一個UiAutomator測試腳本，該腳本的唯一一個所做的事情是在目標機器開啓一個socket服務器來把一個session中Appium從PC端過來的命令發送給UiAutomator來執行處理。
它會監聽4724端口獲得命令然後pass給UiAutomator來做處理。
2）Bootstrap在appium中扮演的角色：
首先，Bootstrap是uiautomator的測試腳本，它的入口類bootstrap繼承於UiautomatorTestCase，所以Uiautomator可以正常運行它，它也可以正常使用uiautomator的方法，這個就是appium的命令可以轉換成uiautomator命令的關鍵；
其次，bootstrap是一個socket服務器，專門監聽4724端口過來的appium的連接和命令數據，並把appium的命令轉換成uiautomator的命令來讓uiautomator進行處理；
最後，bootstrap處理的是從pc端過來的命令，而非一個文件！
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