Instrumentation学习基础（一）

Android提供了一系列强大的测试工具，它针对Android的环境，扩展了业内标准的JUnit测试框架。尽管你可以使用JUnit测试Android工程，但Android工具允许你为应用程序的各个方面进行更为复杂的测试，包括单元层面及框架层面。

Android测试环境的主要特征有：

l   可以访问Android系统对象。

l   Instrumentation框架可以控制和测试应用程序。

l   Android系统常用对象的模拟版本。

l   运行单个test或test suite的工具，带或不带Instrumentation。

l   支持以Eclipse的ADT插件和命令行方式管理Test和Test工程。

这篇文章是对Android测试环境和测试方法的简要介绍，并假设你已经拥有一定的Android应用程序编程及JUnit测试的经验。

概要

Android测试环境的核心是一个Instrumentation框架，在这个框架下，你的测试应用程序可以精确控制应用程序。使用Instrumentation，你可以在主程序启动之前，创建模拟的系统对象，如Context；控制应用程序的多个生命周期；发送UI事件给应用程序；在执行期间检查程序状态。Instrumentation框架通过将主程序和测试程序运行在同一个进程来实现这些功能。

通过在测试工程的manifest文件中添加<instrumentation>元素来指定要测试的应用程序。这个元素的特性指明了要测试的应用程序包名，以及告诉Android如何运行测试程序。在Inustrumentation TestRunner章节有更多的细节描述。

下面的图片概要的描述了Android的测试环境：

在Android中，测试程序也是Android程序，因此，它和被测试程序的书写方式有很多相同的地方。SDK工具能帮助你同时创建主程序工程及它的测试工程。你可以通过Eclipse的ADT插件或者命令行来运行Android测试。Eclipse的ADT提供了大量的工具来创建测试用例，运行以及查看结果。

Testing API

Android提供了基于JUnit测试框架的测试API来书写测试用例和测试程序。另外，Android还提供了强大的Instrumentation框架，允许测试用例访问程序的状态及运行时对象。

下面的章节描述了Android中可利用的主要测试API。

JUnit TestCase类

继承自JUnit的TestCase，不能使用Instrumentation框架。但这些类包含访问系统对象（如Context）的方法。使用Context，你可以浏览资源，文件，数据库等等。基类是AndroidTestCase，一般常见的是它的子类，和特定组件关联。

子类有：

l   ApplicationTestCase——测试整个应用程序的类。它允许你注入一个模拟的Context到应用程序中，在应用程序启动之前初始化测试参数，并在应用程序结束之后销毁之前检查应用程序。

l   ProviderTestCase2——测试单个ContentProvider的类。因为它要求使用MockContentResolver，并注入一个IsolatedContext，因此Provider的测试是与OS孤立的。

l   ServiceTestCase——测试单个Service的类。你可以注入一个模拟的Context或模拟的Application（或者两者），或者让Android为你提供Context和MockApplication。

Instrumentation TestCase类

继承自JUnit TestCase类，并可以使用Instrumentation框架，用于测试Activity。使用Instrumentation，Android可以向程序发送事件来自动进行UI测试，并可以精确控制Activity的启动，监测Activity生命周期的状态。

基类是InstrumentationTestCase。它的所有子类都能发送按键或触摸事件给UI。子类还可以注入一个模拟的Intent。

子类有：

l   ActivityTestCase——Activity测试类的基类。

l   SingleLaunchActivityTestCase——测试单个Activity的类。它能触发一次setup()和tearDown()，而不是每个方法调用时都触发。如果你的测试方法都是针对同一个Activity的话，那就使用它吧。

l   SyncBaseInstrumentation——测试Content Provider同步性的类。它使用Instrumentation在启动测试同步性之前取消已经存在的同步对象。

l   ActivityUnitTestCase——对单个Activity进行单一测试的类。使用它，你可以注入模拟的Context或Application，或者两者。它用于对Activity进行单元测试。

不同于其它的Instrumentation类，这个测试类不能注入模拟的Intent。

l   ActivityInstrumentationTestCase2——在正常的系统环境中测试单个Activity的类。你不能注入一个模拟的Context，但你可以注入一个模拟的Intent。另外，你还可以在UI线程（应用程序的主线程）运行测试方法，并且可以给应用程序UI发送按键及触摸事件。

Assert类

Android还继承了JUnit的Assert类，其中，有两个子类，MoreAsserts和ViewAsserts：

l   MoreAsserts类包含更多强大的断言方法，如assertContainsRegex(String, String)，可以作正则表达式的匹配。

l   ViewAsserts类包含关于Android View的有用断言方法，如assertHasScreenCoordinates(View, View, int, int)，可以测试View在可视区域的特定X、Y位置。这些Assert简化了UI中几何图形和对齐方式的测试。

Mock对象类

Android有一些类可以方便的创建模拟的系统对象，如Application，Context，Content Resolver和Resource。Android还在一些测试类中提供了一些方法来创建模拟的Intent。因为这些模拟的对象比实际对象更容易使用，因此，使用它们能简化依赖注入。你可以在android.test和android.test.mock中找到这些类。

它们是：

l   IsolatedContext——模拟一个Context，这样应用程序可以孤立运行。与此同时，还有大量的代码帮助我们完成与Context的通信。这个类在单元测试时很有用。

l   RenamingDelegatingContext——当修改默认的文件和数据库名时，可以委托大多数的函数到一个存在的、常规的Context上。使用这个类来测试文件和数据库与正常的系统Context之间的操作。

l   MockApplication,MockContentResolver,MockContext,MockDialogInterface,MockPackageManager,MockResources——创建模拟的系统对象的类。它们只暴露那些对对象的管理有用的方法。这些方法的默认实现只是抛出异常。你需要继承这些类并重写这些方法。

Instrumentation TestRunner

Android提供了自定义的运行测试用例的类，叫做InstrumentationTestRunner。这个类控制应用程序处于测试环境中，在同一个进程中运行测试程序和主程序，并且将测试结果输出到合适的地方。IntrumentationTestRunner在运行时对整个测试环境的控制能力的关键是使用Instrumentation。注意，如果你的测试类不使用Instrumentation的话，你也可以使用这个TestRunner。

当你运行一个测试程序时，首先会运行一个系统工具叫做Activity Manager。Activity Manager使用Instrumentation框架来启动和控制TestRunner，这个TestRunner反过来又使用Intrumentation来关闭任何主程序的实例，然后启动测试程序及主程序（同一个进程中）。这就能确保测试程序与主程序间的直接交互。

在测试环境中工作

对Android程序的测试都包含在一个测试程序里，它本身也是一个Android应用程序。测试程序以单独的Android工程存在，与正常的Android程序有着相同的文件和文件夹。测试工程通过在manifest文件中指定要测试的应用程序。

每个测试程序包含一个或多个针对特定类型组件的测试用例。测试用例里定义了测试应用程序某些部分的测试方法。当你运行测试程序，Android会在相同进程里加载主程序，然后触发每个测试用例里的测试方法。

测试工程

为了开始对一个Android程序测试，你需要使用Android工具创建一个测试工程。工具会创建工程文件夹、文件和所需的子文件夹。工具还会创建一个manifest文件，指定被测试的应用程序。

测试用例

一个测试程序包含一个或多个测试用例，它们都继承自Android TestCase类。选择一个测试用例类取决于你要测试的Android组件的类型以及你要做什么样的测试。一个测试程序可以测试不同的组件，但每个测试用例类设计时只能测试单一类型的组件。

一些Android组件有多个关联的测试用例类。在这种情况下，在可选择的类间，你需要判断你要进行的测试类型。例如，对于Activity来说，你有两个选择，ActivityInstrumentationTestCase2和ActivityUnitTestCase。

ActivityInstrumentationTestCase2设计用于进行一些功能性的测试，因此，它在一个正常的系统环境中测试Activity。你可以注入模拟的Intent，但不能是模拟的Context。一般来说，你不能模拟Activity间的依赖关系。

相比而言，ActivityUnitTestCase设计用于单元测试，因此，它在一个孤立的系统环境中测试Activity。换句话说，当你使用这个测试类时，Activity不能与其它Activity交互。

作为一个经验法则，如果你想测试Activity与Android的交互的话，使用ActivityInstrumentationTestCase2。如果你想对一个Activity做回归测试的话，使用ActivityUnitTestCase。

测试方法

每个测试用例类提供了可以建立测试环境和控制应用程序的方法。例如，所有的测试用例类都提供了JUnit的setUp()方法来搭建测试环境。另外，你可以添加方法来定义单独的测试。当你运行测试程序时，每个添加的方法都会运行一次。如果你重写了setUp()方法，它会在每个方法运行前运行。相似的，tearDown()方法会在每个方法之后运行。

测试用例类提供了大量的对组件启动和停止控制的方法。由于这个原因，在运行测试之前，你需要明确告诉Android启动一个组件。例如，你可以使用getActivity()来启动一个Activity。在整个测试用例期间，你只能调用这个方法一次，或者每个测试方法一次。甚至你可以在单个测试方法中，调用它的finishing()来销毁Activity，然后再调用getActivity()重新启动一个。

运行测试并查看结果

编译完测试工程后，你就可以使用系统工具Activity Manager来运行测试程序。你给Activity Manager提供了TestRunner的名（一般是InstrumentationTestRunner，在程序中指定）；名包括被测试程序的包名和TestRunner的名。Activity Manager加载并启动你的测试程序，杀死主程序的任何实例，然后在测试程序的同一个进程里加载主程序，然后传递测试程序的第一个测试用例。这个时候，TestRunner会接管这些测试用例，运行里面的每个测试方法，直到所有的方法运行结束。

如果你使用Eclipse，结果会在JUnit的面板中显示。如果你使用命令行，将输出到STDOUT上。

测试什么？

除了一些功能测试外，这里还有一些你应该考虑测试的内容：

l   Activity生命周期事件：你应该测试Activity处理生命周期事件的正确性。例如，一个Activity应该在pause或destroy事件时保存它的状态。记住一点的是屏幕方向的改变也会引发当前Activity销毁，因此，你需要测试这种偶然情况确保不会丢失应用程序状态。

l   数据库操作：你应该确保数据库操作能正确处理应用程序状态的变化。使用android.test.mock中的模拟对象。

l   屏幕大小和分辨率：在发布程序之前，确保在所有要运行的屏幕大小和分辨率上测试通过。你可以使用AVD来测试，或者使用真实的目标设备进行测试。

附加：UI测试

接下来的章节为应用程序UI的测试提供了一些提示，特别是帮助你在UI线程里处理动作，触屏和按键事件，和锁屏。

UI线程中测试

Activity运行在程序的UI线程里。一旦UI初始化后，例如在Activity的onCreate()方法后，所有与UI的交互都必须运行在UI线程里。当你正常运行程序时，它有权限可以访问这个线程，并且不会出现什么特别的事情。

当你运行测试程序时，这一点发生了变化。在带有instrumentation的类里，你可以触发方法在UI线程里运行。其它的测试用例类不允许这么做。为了一个完整的测试方法都在UI线程里运行，你可以使用@UIThreadTest来声明线程。注意，这将会在UI线程里运行方法里所有的语句。不与UI交互的方法不允许这么做；例如，你不能触发Instrumentation.waitForIdleSync()。

如果让方法中的一部分代码运行在UI线程的话，创建一个匿名的Runnable对象，把代码放到run()方法中，然后把这个对象传递给appActivity.runOnUiThread()，在这里，appActivity就是你要测试的app对象。