Android自動化測試工具調研
原文地址：Android自動化測試工具調研 - Stars-One的雜貨小窩
Android測試按測試方式分類，可分為兩種：一種是傳統邏輯單元測試（Junit），另外一種則是UI互動頁面測試。
這裡詳細講解第二種測試。
UI互動頁面測試如果是人工進行，會消耗人力，且不一定按質量進行測試，測試不全面，不到位，於是發展了通過寫測試程式碼來進行測試。
Monkey
首先，介紹一下Monkey這個測試框架
命名為猴子，意思的是像猴子一樣沒有規則的順便亂點操作
Android SDK自帶的測試工具，在測試過程中會向系統傳送偽隨機的使用者事件流（如按鍵輸入、觸控式螢幕輸入、手勢輸入等)，實現對正在開發的應用程式進行壓力測試，也有紀錄檔輸出。
實際上該工具只能做程式做一些壓力測試，由於測試事件和資料都是隨機的，不能自定義，所以有很大的侷限性。
使用的話則是通過adb shell命令來執行的，如下面例子：
//（此時指定軟體會被開啟並開始亂點亂按）
adb shell monkey -p com.tencent.news -v -v -v 100
MonkeyRunner
MonkeyRunner也是Android SDK內建的一個工具，但與Monkey沒有太大的聯絡，Monkey是通過adb命令下發相關事件指令來進行測試，而MonkeyRunner採取使用者端/伺服器端的方式來下發相關指令
其檔案位於AndroidSDK目錄/tools/bin/monkeyrunner.bat.bat
本質上，MonkeyRunner是個工具集API（JPythod），通過讓Pythod程式碼可以實現模擬操作手機APP的操作，具體可參考此文monkeyrunner自動化工具詳解 - 習久性成 - 部落格園
編寫測試指令碼（Pythod）來自定義資料、事件。Monkeyrunner 足夠強大了，但是錄製的指令碼是以座標軸來作為定位方式，而安卓裝置型別眾多，各種解析度，所以移植性不好
Espresso
此方案，目前主要使用者讓Android開發人員進行自測使用，測試指令碼程式碼為Java/Kotlin
Android官方程式碼中，預設參照這個測試框架庫，在我們新建專案的時候就可以看到，app程式碼目錄下有以下三個資料夾
- androidTest UI的單元測試程式碼
- main 主程式碼
- test 邏輯測試程式碼
其中，androidTest就是所說到的UI的單元測試程式碼，對應的測試框架為Espresso，基於Instrumentation進行改造而成，測試的主要流程就是找到對應控制元件Id，然後進行對應的斷言判斷
這種方法的缺點是需要懂Android開發的相關知識才能進行測試程式碼的編寫
如果單純編寫確實有些難度，之後與Android SDK裡的UiAutomator工具聯用，UiAutomator工具檔案是在AndroidSDK目錄/tools/bin/uiautomatorviewer.bat
UiAutomator工具，主要功能就是會將當前的APP頁面進行截圖，然後分析View的層次結構，並展示View的相關屬性資訊，如控制元件ID，margin，text等實際上，UiAutomator底層使用的無障礙服務（AccessibilityService）那套API，唯一有所區別的是，UiAutomator是shell環境才能使用，而AccessibilityService可以在APP使用（需要使用者手動開啟許可權）
可以通過Android Studio中的run->Record Espresso Test,開啟一個對話方塊，通過此對話方塊，可以進行相關流程的測試，之後完成後自動生成對應的測試程式碼
詳情過程可參考這篇文章Android Espresso使用 - 愛碼網
Instrumentation框架是Android測試環境的核心，很多測試框架都是基於其實現。Instrumentation其實是Android Framework中的一個類，它的作用簡單來說就是能夠監控Android系統和Application之間的互動。因此實現了測試應用程式對應用程式的控制。
Instrumentation`會在App啟動階段被初始化，然後作為一個範例變數儲存到ActivityThread物件中。Application的建立，Activity生命週期方法的回撥等其他操作，都會經過Instrumentation來完成，會先呼叫Instrumentation的相應方法。
Instrumentation框架通過將主程式和測試程式執行在同一個程序來實現這些功能。可以把Instrumentation理解為沒有介面的activity，它具有啟動能力和監控能力。
Appium
在說這個之前，先說下Selenium，Selenium是用來進行Web測試的框架，
selenium 本身是一套web自動化測試工具，但其經常被用於爬蟲，解決一些複雜爬蟲的問題。
selenium 用於爬蟲時，相當於模擬人操作瀏覽器,之後由此框架發展出了其他的框架
- Robotium
也是基於Instrumentation的測試框架，目前國內外用的比較多，資料比較多，社群也比較活躍。缺點是對測試人員來說要有一定的Java基礎，瞭解Android基本元件，不能跨App。
- Selendroid
基於Instrumentation的測試框架，可以測試Native App、Hybird App、Web App，但是網上資料較少，社群活躍度也不大,可以看做是一個Web版的Robotium，使用入門課參考selendroid 入門 · TesterHome
範例指令碼：
AndroidDriver driver = new AndroidDriver(new URL("http://localhost:8080/wd/hub"), getDefaultCapabilities());
driver.findElement(By.id("startUserRegistration")).click();
WebDriverWait wait = new WebDriverWait(driver, 5);
WebElement inputUsername = wait.until(ExpectedConditions.presenceOfElementLocated(By.id("inputUsername")));
inputUsername.sendKeys(user.getUsername());
Assert.assertEquals(nameInput.getText(), "Mr. Burns");
nameInput.clear();
nameInput.sendKeys(user.getName());
takeScreenShot("User data entered.");
driver.findElement(By.id("btnRegisterUser")).click();
而Appium也是從Selenium延伸出來的，是目前最主流的移動測試自動化框架，不僅支援 Android 應用，而且適用於 iOS、混合和 Web 應用程式。
上面說到的3個框架，測試流程原理為：
電腦在指定埠開啟一個Web服務，並在手機安裝一個對應的使用者端APP程式，兩者通過Socket協定連結
之後編寫指令碼裡，可以使用Web服務的地址，之後指令碼程式碼傳輸給Web服務，由Web服務再下發手機，有使用者端APP程式執行對應的指令操作（這個APP程式實際上就是沒有介面的，可以理解為一個後臺程序）
Appium的桌面APP也是提供了一種測試錄製功能，可以將測試的流程記錄，並轉為對應的指令碼程式碼，如點選了什麼控制元件，輸入了什麼內容等步驟，可以參考Appium的使用方法
它底層完全使用了 Selenium 和 WebDriver 的 API，所以如果你之前有用過 selenium, 幾乎不需要額外的學習成本就可以使用 appium。
Appium 通過 uiautomator（API 級別 16 或更高）和 Seledroid（API 級別低於 16）支援 Android，但是你不需要具體懂這兩個框架的具體用法，appium 都已經幫你封裝成了統一的使用規則。
Appium 的優勢之一是幾乎可以使用任何程式語言（例如 Java、Objective-C、JavaScript、PHP、Ruby、Python 或 C# 等）編寫 Appium 指令碼。不需要重新編譯或改變應用程式來匹配Appium，Appium有一個非常大而活躍的社群。
Airtest
是網易出品的一款基於影象識別和poco控制元件識別的一款UI自動化測試套件，由Airtest框架、poco框架、airtestIDE 組成。是一個跨平臺的UI自動化測試框架，適用於遊戲和App。
Airtest的框架是網易團隊自己開發的一個影象識別框架，這個框架的祖宗就是一種新穎的圖形指令碼語言Sikuli。
Sikuli這個框架的原理是這樣的:
計算機使用者不需要一行行的去寫程式碼，而是用螢幕截圖的方式，用截出來的圖形擺列組合成神器的程式，這是Airtest的一部分。
另外，Airtest也基於poco這個UI控制元件搜尋方塊架，這個框架也是網易自家的跨平臺U測試框架，原理類似於appium:
通過控制元件的名稱，id之類的來定位目標控制元件，然後呼叫函數方法，例如
click(),swip()之類的方法來對目標控制元件進行點選或者是操作。
雖然Airtest剛開始是為了遊戲測試，現在在app測試中也有很大的應用範圍。只是進行錄製、執行指令碼的AirtestIDE沒有開源，不方便進行深度客製化。
AirtestIDE工具，內建了Airtest和Poco的相關外掛功能，能夠使用它快速簡單地編寫 Airtest 和 Poco 程式碼。
AirtestIDE依賴ADB與安卓裝置進行通訊，編寫的對應的指令碼檔案程式碼為Pythod
使用可參考Airtest-app自動化測試必備神器 - 知乎
Solopi
主要就是測試人員自行安裝對應的測試工具apk和目標測試apk，進行測試，之後可以測試工具可以將手機上的操作進行錄製儲存為指令碼，並可以分享到其他裝置上執行，從而實現一套自動化測試。
是螞蟻金服開源的一款行動端APP測試工具，提供指令碼錄製、編輯、回放，結果展示以及一機多控（即通過裝置間的socket通訊實現1臺手機可以控制多臺手機執行指令碼）等功能，其測試用例的錄製和執行等操作均在手機端的一個APP中完成。
不需要藉助電腦軟體與測試裝置互動，所以通訊結構比Appium簡單高效，對元素的識別也是使用類似於appium的控制元件的方式，並且引入了類似於airtest的影象識別的方式。
Solopi支援原生APP即混合式APP，雖然Appium和Airtest都有很大的應用範圍，但是Solopi相比於appium和airtest有以下優勢：
- 改進的控制元件匹配演演算法，更高的匹配成功率；
- 不需要依賴pc端的桌面應用，全部操作都在手機端的app中完成，實現了無線化，隨時可測；
- 不需要程式碼基礎，使用人群覆蓋範圍廣；
- 提供效能測試的功能等。
這套方案中，底層依賴主要是 「無線 ADB、系統輔助功能、Chrome 偵錯以及影象識別技術」。同時，在底層依賴的基礎上，封裝了一套核心能力，由 「控制元件定位、事件驅動、效能採集以及依賴注入」 組成，並在服務層實現了錄製、回放、資料處理等公共服務能力。在架構的最頂端，結合介面互動邏輯包裝出了各個功能的入口
SoloPi 錄製的用例會以 JSON 的形式儲存起來，用例不僅可以在裝置本地直接回放，還可以通過 SoloPi 的解析器將用例轉換為 Appium等目前主流自動化測試框架的指令碼，輕鬆打通雲測平臺
