Android智能事件触发器---ApkViewTracer

本文介绍我业余时间开发的一个工具，ApkViewTracer，主要是通过与Android模拟器中View Server通信，可以跟踪并分析模拟器当前Views的状态，可以向指定的某个View发送事件，触发其行为。目前，这个工具主要提供两个功能：
1.      Intelligent event trigger，在apk运行过程中更拟人地更智能地触发其行为，用于辅助Android Application的动态分析。
2.      Automated testing interface，类似于Robotium，提供一组API用于Android UI自动化测试。
（Google Code ：http://code.google.com/p/apk-view-tracer/）

想法来源
         关于Mobile上的Application的动态分析。Android为开发者提供的模拟器就是动态分析的容器。动态分析，其目的就是要待分析的application在其运行过程中跑出来所有的实际行为（这当然是所期望的最佳结果，实际上并不可能完全得到）。因此，在apk的运行期间，程序能与之更拟人地交互，更好地触发其行为，是十分重要的。
         Android为开发者提供了Monkey，这只是个简单的命令行程序，它直接运行在模拟器或设备的adb shell下，通过一些参数配置，生成用户或系统的伪随机事件流。主要用于压力测试。
（详见http://developer.android.com/guide/developing/tools/monkey.html）
这样便存在有两个问题：
1.      在屏幕上任意坐标位置处随机触发事件，但其实这些位置并不响应触发事件
2.      触发事件的这个行为是随机的，并没有什么策略，因此可能在规定的运行时间内，它无法触发对人而言更高优先级的view响应事件。

因此，可能需要更拟人地更智能地去触发事件，至少需要有一个可配置的接口可以实现对动态分析更高效的事件流。
       
相关技术
         Android提供了一个工具叫HierarchyViewer，它通过与设备或模拟器中的android view server通信，得到当前设备上的Views的信息，然后构建出一个View Map，并图形化呈现出来。这是我这个工具想法的最初来源。
（详见http://developer.android.com/guide/developing/tools/hierarchy-viewer.html）

         第二个工具是MonkeyRunner，它和Monkey完全不同。如果把现阶段的monkey比做是幼儿园的小孩，那么MonkeyRunner就是一个初中生了。它支持自己编写插件，控制事件，随时截图，简而言之，任何你在模拟器/设备中能干的事情，MonkeyRunner都能干，而且还可以记录和回放。我主要通过它提供的接口来实现对View的操作，以此触发事件。
（详见http://developer.android.com/guide/developing/tools/monkeyrunner_concepts.html）

         还有个chimpchat.jar，这个jar包是被MonkeyRunner调用的，它在底层与Androidadb server进行通信，官方没有相关文档，可在Android SDK tools中找其源码。通过使用它，可以完成MonkeyRunner不能完成的操作，对MonkeyRunner的使用是个补充。

程序Intelligent event trigger介绍
对人而言，使用application的过程中，最直观的感受就是图像和文字，若图像和文字中包含有提示性的信息，人通常会按照application的提示去完成操作。
现在的基本策略是，“敏感词优先”策略：如果当前的可点击View列表中，其Text中包含有预定义的敏感词，如“download”，“next”，“click”，“link”等，则优先触发包含敏感词的view的点击事件，没有的话，则随机触发当前可点击View列表。
若当前View到达View Tree的最底层，其往下再没有可响应触发事件的view，则退回到上层，若当前View在规定时间内已退出该apk的view，则可重启该apk，继续运行。

Android智能事件触发器Intelligentevent trigger程序的主要框架如下：

其中Rule Parser模块用来处理外围的规则解析，如运行时事件的分布，事件总数等。
Strategy Parser模块用于解析事件触发的策略，目前只有敏感词优先策略，但支持扩展。
而View Client是与模拟器的Android view server和adb server通信的核心模块，其结构如下：

其中Device Command模块用于与模拟器中Android View Server通信，得到Views的信息。
View Parser用来分析Views信息，得到Views的状态，包括坐标，Text，可点击，可视等。
View Operator通过与Android adb server通信，对Views进行操作，发送事件。

Automated Testing Interface介绍
而同时，我还实现了一组API，可用来做Android的UI自动化测试，其接口均包含在AutomatedTestingInterface.py文件。
其类似于Robotium框架，但Robotium可以说是一个嵌入式框架，需要待测工程的源码，并需要借助于Android的Instrumentation机制才能完成测试。而ApkViewTracer则是运行在模拟器外面，通过与Android View Server和adb server的通信，可以实现完全黑盒的UI自动化测试。

ApkViewTracer 的AutomatedTesting Interface框架

这里View Operator是对之前View Client中的View Operator模块的封装。

下一步要解决的问题
1.      Android本身还存在一些问题：如在有的模拟器中，drag事件可能被Long Click event Listener捕获，因此目前并不完全支持LongClick event 和Drag event。这个好像是Android 的Bug。
2.      Performance问题。我是用python开发的，其中混合有jython的使用。其在模拟器外围，通过与模拟器中的Server通信，来完成各项工作，因此性能也是一个问题。