自动 Android* 应用测试

测试是应用开发流程中的重要环节。 对于 Android，这尤为重要，因为 Android 设备彼此之间差异很大，主要体现在以下几个方面：

• 屏幕尺寸和分辨率
• Android 版本
• 外形
• 处理器的指令集
• 是否有前置摄像头、NFC、外置键盘等。

您应在多台设备上对 Android 应用进行测试。

应用测试流程包括多种测试。 让我们来了解一下手动功能测试。 测试者需要认真检查所有功能并将设备重置为初始状态。 测试者在每个应用和每部设备上重复上述操作。 该流程是手动完成的，因此非常耗时。

自动功能测试可按计划执行而无需额外成本。 例如，测试一个 build，每天晚上在所有设备上进行测试，早上分析结果并修复漏洞。

在本文中，我们将回顾几种适用于自动功能测试的工具。 我仅对 Android SDK 中包括的或在开源许可协议下发布的工具进行介绍。

自动测试的概念

我们的目标是将手动执行的操作自动化，以实现最大精度。 让我们了解一下这些操作。 我们将使用多个应用和多部 Android 设备。

对于每个应用和每部设备，我们应按照下列步骤来操作：

1. 在设备上安装应用
2. 启动应用
3. 使用指定方法测试应用
4. 卸载应用
5. 将设备重置为初始阶段

在每个步骤中，您需要收集和分析数据，如日志和截屏。 在下文中，我们将讨论将这些步骤自动化的工具。

控制 Android 设备

首先，您需要选择用于运行自动化测试的电脑，并在该电脑上安装 Android SDK。 我将以运行 Linux* 系统的台式电脑为例。 您需要在每台设备上禁用锁屏并将“进入睡眠模式的时间”调整到最大值。对于一些方法 您需要禁用屏幕方向调整。

Android SDK 中有两种实用程序可以控制 Android 设备： ADB 和 monkeyrunner*。 下面，我将具体介绍如何将手动测试中的操作自动化。

使用 ADB 控制 Android 设备

ADB （Android Debug Bridge）是控制 Android 设备的命令行工具。 ADB 主页是： http://developer.android.com/tools/help/adb.html

ADB 工具位于 <android_sdk>/platform-tools/ 目录下。您需要将该目录存放到 PATH 环境变量下。

检查 ADB 安装

安装并设置 Android SDK，然后将 Android 设备连接至您的电脑并运行下列命令：

adb devices

该命令将出现在所有插入的 Android 设备上。 如果设备列表不是空白，那么 ADB 便可正常运行。

在多台设备上运行

您需要使用“-s”参数指定 ADB 应使用哪台设备。

adb -s [serial_number] [command]

例如：

adb -s [serial_number] logcat

设备的序列号可通过输入 «adb devices» 命令后生成的输出中获得。 参数 -s 支持您同时使用多台互联设备。

基本的 ADB 命令

在设备上打开控制台：

adb shell

在设备上运行命令：

adb shell [command]

Android 中包含许多标准的 Linux 实用程序： ls、cat、dmesg ...

从 apk 文件安装应用：

adb install example.apk

卸载应用：

adb uninstall [package]

从 apk 文件获取程序包名称：

aapt dump badging example.apk | grep "Package"

从设备将文件下载至电脑：

adb pull [path-on-device] [file]

从设备将文件上传至电脑：

adb push [file] [path-on-device]

注：
Android 设备上的大多数目录仅支持读取访问。 /sdcard （但是您无法从该目录下运行程序）和 /data/local/tmp 支持写入访问。

启动应用：

adb shell am start -n [package]/[activity]

运行指定活动。

您可以从 apk 文件抽取活动名称：

aapt dump badging example.apk | grep "launchable-activity"

读取日志

Logcat 是从 Android 设备读取日志的命令。

Logcat 主页：http://developer.android.com/tools/help/logcat.html

从设备读取日志（按下 Ctrl-C 解除阻止）：

adb logcat

清除设备上的日志缓存：

adb logcat -c

将日志缓存转储到设备上（显示当前的缓存内容，未阻止）：

adb logcat -d

示例：

1	adb logcat -c # clear the buffer log

2

# Action

3	adb logcat -d > file.log # save the current contents of the log buffer to file.log

使用 screencap 截取屏幕

screencap 实用程序将当前的屏幕内容保存为图形文件：

1	adb shell screencap /sdcard/screen.png

2	adb pull /sdcard/screen.png screen.png

3	adb shell rm /sdcard /screen.png

screencap 实用程序可在安装了 Android 4.x 和更高版本的手机上使用。 在低于 Android 4.x 的版本上，您可以使用 monkeyrunner 来截取屏幕。

使用 ADB 运行 BASH 脚本来测试应用

脚本： app_test.sh

使用 MonkeyRunner 控制 Android 设备

monkeyrunner 工具可为脚本提供控制 Android 设备的 API。 您可以使用 monkeyrunner 编写 Python* 脚本来安装、启动 Android 应用，模拟用户操作，获取截图并将其保存至电脑。 Monkeyrunner 使用 Jython* 运行脚本。

monkeyrunner 主页和 API 参考： http://developer.android.com/tools/help/monkeyrunner_concepts.html

使用 monkeyrunner 读取日志

File log.py：

01	# coding: utf-8

02	from com.android.monkeyrunner import MonkeyRunner, MonkeyDevice

03

04	def log(fn, device):

05	msg = device.shell('logcat -d')

06	f_log = open(fn, 'at')

07	if msg is None:

08	msg = 'None'

09	f_log.write(msg.encode('utf-8'))

10	f_log.close()

11	device.shell('logcat -c')

12

13	if __name__ == '__main__':

14	device = MonkeyRunner.waitForConnection()

15	device.shell('logcat -c') # Clear logs buffer

16

# ...

17	log('example.log', device) # Write logs

开始：

monkeyrunner log.py

脚本将会把日志写入当前目录下名为“文件示例.log”的文件。

使用 MonkeyRunner 捕捉截图

File screen.py：

1	# coding: utf-8

2	from com.android.monkeyrunner import MonkeyRunner, MonkeyDevice

3

4	if __name__ == '__main__':

5	device = MonkeyRunner.waitForConnection()

6	image = device.takeSnapshot()

7	image.writeToFile('screenshot.png','png')

开始：

monkeyrunner screen.py

脚本捕捉截图并在当前目录下将其保存为名为 filescreenshot.png 文件。

示例：使用 monkeyrunner 控制设备

脚本： monkeyrunner_test.py

开始：

monkeyrunner monkeyrunner_test.py

自动测试方法

使用 Monkey* 进行测试

试想将正在测试的设备交给一只非常敏捷且极富创造力的猴子 — Monkey（猴子）工具的设计便是模拟这种情形。Monkey 工具是 Android SDK 的组成部分，可发送一连串的随机用户事件。命令行参数可指定用户操作次数、每类事件的比率和程序包的名称（因此，Monkey 的操作不会超出所测试应用的限度，且不会向地址簿中的任何联系人发送 SMS）。

Monkey 主页上提供了诸多示例和参数列表： http://developer.android.com/tools/help/monkey.html

Monkey 工具的主要优点是零维护成本。 而且，压力测试还可检测出 non-trivial 漏洞。

使用 Monkey 工具进行测试的缺点：

• Monkey 无法模拟复杂的工作负载，如身份验证。 因此，应用的功能性无法进行测试。
• 需要复杂控制（快速反应和复杂手势）的游戏应在开始时完成，或不要执行该类应用的测试。
• Monkey 发现的错误很难再现。
• Monkey 无法在测试过程中检查应用状态。

对于任何应用而言，开始都可以先使用 Monkey 进行自动测试。 这种方法可为具体应用提供充足的结果。如果测试质量较低，您需要使用其他测试方法。

使用 MonkeyRunner 进行测试

使用 MonkeyRunner，您不仅可以开发 Android 设备控制脚本，还可以编写脚本在特定设备上测试应用。

优点：

• 灵活。

缺点：

• 编写脚本较复杂 — 即使是在简单的情况下。

开发 MonkeyRunner 需要花费很长的时间，因此通常这种方法不太理想。但是在某些情况下可以使用这种方法。

使用 getevent 和 sendevent 进行测试

Getevent 和 sendevent 实用程序支持用户记录事件序列并将其再现。运行这些工具不需要根许可。

优点：

• 在手动测试下，无需花费额外成本便可记录事件序列（如果执行）。
• 记录事件序列不需要编程技能。

缺点：

• 需单独为每个应用和每部设备记录序列。如果您更改了一个应用界面，需要重新记录所有已记录的操作。
• 这种方法无法在测试过程中检查应用状态。 如果应用响应延迟（如网页加载），测试结果将出现错误。
• 演示快速、复杂的序列所需的时间比记录的时间长。 因此，有时候这种方法不适合测试响应时间较为关键的动态游戏（dynamic game）。

记录事件序列：

01	# Record event sequence

02	# Do actions on the device, press Ctrl-C to finish

03	adb shell getevent -t > events.txt

04	# Convert event sequence to script

05	./decode_events.py events.txt > events.sh

06	# Load the script to the device

07	adb push events.sh /data/local/tmp/

08	# Set the permissions

09	adb shell chmod 755 /data/local/tmp/events.sh

10	# Run script

11	adb shell sh /data/local/tmp/events.sh

脚本： decode_events.py

在设备上再现记录的事件序列。

使用 Robotium* 进行测试

Robotium 未包含在 Android SDK 中，但是它是在开源协议下发布的产品。 Robotium 主页是： http://code.google.com/p/robotium/。

Robotium 脚本可在应用 UI 层面而非输入设备层面定义操作。

例如，脚本需要点击 «OK» 按钮。 monkeyrunner 脚本将按照“点击屏幕点（x0, y0）”执行。 Robotium 脚本将按照“按下带有文本“OK”的按钮”执行。

当在界面层面描述操作时，测试脚本将不受界面布局、界面分辨率和方向的影响。

此外，Robotium 还支持您检查应用对操作的响应。例如，点击 «OK» 按钮后，将会出现带有“Item 1”的列表项目。您还可以使用 Robotium 查看列表元素的名称。 如果您可以在每一步之后检查应用状态，便很容易找到错误出现在哪一步。

缺点：

• 您需要在 Java* 中为每个应用开发一个测试脚本。 这需要编程技巧，也较为费时。
• 应用界面更改后，必须重新安排事件序列。
• 相比使用 getevent / sendevent 而言，编写 Robotium 校本更为困难。

一般而言，Robotium 支持您以适度的成本开发最高质量的测试案例。

测试方法比较

测试方法 优点 缺点

Monkey — 一连串随机用户操作	无维护成本。 不受设备影响。 压力测试可检查 non-trivial 错误。	测试质量在不同的应用上会有所差异。 无法再现缺陷报告。 Monkey 无法在测试过程中检查应用状态。
monkeyrunner — 设备控制脚本	灵活性	编写脚本较复杂 — 即使针对简单的应用。
getevent/sendevent — 记录/再现用户操作	记录事件序列不需要编程技能。	记录的操作序列仅可在一台设备上以固定的界面方向执行。 应用界面更改后，必须重新安排事件序列。 这种方法无法在测试过程中检查应用的状态。
Robotium — 测试脚本 API 以验证状态	操作在应用 UI 层面描述。 脚本可能不会受到界面分辨率和界面方向的影响。 脚本可在一个操作后检查应用状态。	在 Java 编写脚本较复杂。 如果您更改了应用界面，将需要修改脚本。

结果分析

现在，我们需要分析在自动错误测试流程过程中收集的日志和截屏。

日志分析

您可以搜索一下以下的字符串：

• I/DEBUG
• FATAL EXCEPTION
• WIN DEATH

您可以在该列表中添加在手动测试中发现的错误消息。

截屏分析

您可以准备一系列测试关键时刻的截屏，并在自动测试时将其与屏幕内容进行对比。 这可以确定自动测试流程是否正常运行。

将最初的截屏与应用启动后的截屏进行对比非常有用。 它可以在应用出现静默故障时检查事件。

Monkeyrunner 支持您按照指定的容错性（百分比）对比两个截屏：

1	image1 = device.takeSnapshot()

2

# ...

3	image2 = device.takeSnapshot()

4	if image2.sameAs(image1, 0.1):

5	print 'image1 and image2 are the same (10%)'

很遗憾，没有 MonkeyImage API 可用于加载文件中的图片。 您可以使用，如 Python* Imaging Library 编写一个自定义功能来对比图片。

将设备重置为初始状态

您应在测试后将设备重置会初始状态。这可以通过下列几种方法来实现：

• 多次按下 «Back» 按钮。
• 重启设备。
• 重启 zygote 流程。

通常情况下，第一个选项最合适。

多次按下 Back 按钮

使用 monkeyrunner 按 “Back” 按钮：

1	for i in xrange(0, 10):

2	device.press('KEYCODE_BACK', MonkeyDevice.DOWN_AND_UP)

3	time.sleep(0.5)

在实际情况下这是较好的选择，因为它不需要用户实际操作。

结论

在本文中，我们介绍了几种针对 Android 应用的自动测试方法。 我们回顾了自动测试方法的优点和缺点。

此外，我们还讨论了 Android SDK 中的 Monkey 和 monkeyrunner 工具以及 Robotium 工具。

自动测试不能取代其他类型的测试。正确的有组织的测试流程（结合包括自动测试在内的不同测试方法）是高质量应用开发流程的必要部分。

分类:

• 电话
• 安卓*

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