Android測試支援庫包含 UI自動化模組 ，它可以對Android應用進行自動黑盒測試。在API Level 18中引入了自動化模組，它允許開發者在組成應用UI的控制元件上模仿使用者行為。

在這個教程中，我將展示如何使用此模組來建立和執行一個基本的UI測試，選擇預設的計算器模組進行測試。

先決條件

在使用前，需要具備以下條件：

1. 最新版本的 Android Studio
2. 執行Android 4.3或者更高版本的裝置或者虛擬器
3. 理解 JUnit

1. 安裝依賴庫

工程中使用UI自動化模組，需要編輯你的工程下 app 目錄下的檔案 build.gradle ，新增如下信任：

androidTestCompile
 
 'com.android.support.test:runner:0.2'                       
  androidTestCompile 'com.android.support.test:rules:0.2'                        
  androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.0'

現在螢幕上應該有 Sync Now 按鈕了，但點選它時，會看到如下錯誤資訊：

點選 Install Repository and sync project 連結來安裝 Android Support Repository。

如果使用的是庫 appcompat-v7 且其版本號是 22.1.1 ，你需要新增如下依賴以確保應用本身和測試應用都使用相同版本的com.android.support:support-annotations:

androidTestCompile 'com.android.support:support-annotations:22.1.1'

接下來，由於Android Studio自身的一個bug，你需要通過packagingOptions執行一個名為 LICENSE.txt 的檔案。這個執行失敗的話，在執行測試時將引起如下錯誤：

Execution failed for task ':app:packageDebugAndroidTest'
 
.                                                                                   
   Duplicate files copied in APK LICENSE.txt                                                                                                   

   File 1: ~/.gradle/caches/modules-2/files-2.1/org.hamcrest/hamcrest-core/1.1/860340562250678d1a344907ac75754e259cdb14/hamcrest-core-1.1.jar  
   File 2: ~/.gradle/caches/modules-2/files-2.1/junit/junit-dep/4.10/64417b3bafdecd366afa514bd5beeae6c1f85ece/junit-dep-4.10.jar

在你的 build.gradle 檔案底部增加如下程式碼段：

android {                                       
       packagingOptions {                          
           exclude 'LICENSE.txt'                   
       }                                           
   }

2、建立測試類

建立一個新的測試類，CalculatorTester，通過在 androidTest 目錄下建立名為 CalculatorTester.java 的檔案實現。建立的UI自動化測試用例，必須繼承自InstrumentationTestCase。

按 Alt+Insert後選擇 SetUp Method 來重寫setUp方法。

再次按 Alt+Insert 後選擇 Test Method 來生成新的測試方法，命名為testAdd。到此CalculatorTester類定義如下：

public class CalculatorTester extends InstrumentationTestCase{

      @Override                                                 
      public void setUp() throws Exception {                    

      }                                                         

      public void testAdd() throws Exception {                  

      }                                                         
  }

3、檢視Launcher UI

連線你的Android裝置到電腦商，點選home按鍵，進入主介面。

返回到你的電腦，使用檔案管理或者終端瀏覽你安裝Android SDK的目錄，進入到 tools 目錄下，點選 uiautomatorviewer 。這個會啟動 UI Automater Viewer ，你將看到如下介面：

點選上方手機圖示來獲取Android裝置截圖。注意到此時獲取到的截圖是可互動的。點選下面的Apps圖示。在右方的 Node Detail 區域，你就可以看到根據選擇圖示的不同顯示不同的詳細資訊，如下圖所示：

與螢幕上的應用互動，UI自動化測試需要能唯一識別它們。在這個教程中，可以使用應用的text、content-desc或者class欄位來唯一的區分。

從上圖可以看到Apps圖示沒有text欄位，但有content-desc。記下它的值，後面將用到這個值。

拿起Android裝置，觸控Apps圖示，進入裝置安裝的所有應用介面。使用 UI Automater Viewe 獲取另外一張螢幕截圖。因為要寫一個計算器應用的測試，點選計算器圖示檢視詳細介面。

這次content-desc是空的，但是text的值為Calculator，同樣記住這個值。

如果你的Android裝置執行不同的主介面或者不同的Android版本，介面和顯示的細節會有所不同。這意味著後續程式碼中需要做一些修改，以匹配你的作業系統。

4、準備測試環境

返回到Android Studio，給setUp方法中新增程式碼。如同其名字，setUp方法是用來準備測試環境的。換句話說，這個方法是在真正測試之前指定具體需要執行什麼動作的。

現在需要寫程式碼來模擬剛才在Android裝置上執行的幾個動作：

1、按home鍵進入主介面

2、按Apps圖示進入應用介面

3、點選計算器圖示啟動它

在你的類中宣告型別為UiDevice的變數device。它代表你的Android裝置，後續使用它來模擬使用者行為。

private UiDevice device;

在setUp方法中，通過呼叫UiDevice.getInstance method來初始化device，傳遞Instrumentation例項，如下所示：

device = UiDevice.getInstance(getInstrumentation());

模擬點選裝置home鍵，需要呼叫pressHome方法。

device.pressHome();

接下來，需要模擬點選Apps圖示的動作。不能立即做這個動作，因為Android裝置需要一個反應時間來載入介面。如果在螢幕顯示出來之前執行這個動作就會引起執行時異常。

等待一些事情發生時，需要呼叫UiDevice例項的wait方法。等待Apps圖示顯示到螢幕，使用Until.hasObject方法。

識別Apps圖示需要使用By.desc方法並傳遞值為 Apps 的引數。你還需要指定最長等待時間，單位為毫秒。此處設定為3000。

至此形成如下程式碼段：

// Wait for the Apps icon to show up on the screen
  device.wait(Until.hasObject(By.desc("Apps")), 3000);

要獲取Apps圖示的引用，需要使用findObject方法。一旦有了Apps圖示的引用，就可以呼叫click方法來模擬點選動作了。

UiObject2 appsButton = device.findObject(By.desc("Apps"));
  appsButton.click();

和前面一樣，我們需要等待一些時間，保證計算器圖示顯示到螢幕上。在之前的步驟中，我們看到可以通過text欄位唯一的識別計算器圖示。我們呼叫By.text方法來找到圖示，傳遞引數為Calculator。

// Wait for the Calculator icon to show up on the screen
  device.wait(Until.hasObject(By.text("Calculator")), 3000);

5、檢查計算器UI

在你的Android裝置上啟動計算器應用，使用 UI Automater Viewer 來檢視顯示。獲取到一個截圖後，點選不同的按鈕來觀察使用何值可以唯一的區分它們。

在本次測試用例中，使用計算器計算 9+9= 的值並確認結果是否為 18 。這意味著你需要知道怎麼區分按鍵 9 、 + 和 = 。

在我的裝置上，如下是我收集到的資訊：

1. 數字按鍵匹配text值
2. + 和 = 使用content-desc值，分別對應 plus 和 equals
3. 返回值顯示在EditText控制元件中

如果你使用不同版本的計算器應用，請注意這些值有可能不一樣。

6、建立測試類

在前面幾步操作中，你已經學會了使用findObject方法通過By.text或者By.desc來獲取螢幕上不同物件的引用。還學會了通過click方法來模擬點選物件的動作。下面的程式碼使用這些方法來模擬 9+9= 。新增這些到類CalculatorTester的方法testAdd中。

// Wait till the Calculator's buttons are on the screen        
  device.wait(Until.hasObject(By.text("9")), 3000);              

  // Select the button for 9                                     
  UiObject2 buttonNine = device.findObject(By.text("9"));        
  buttonNine.click();                                            

  // Select the button for +                                     
  UiObject2 buttonPlus = device.findObject(By.desc("plus"));     
  buttonPlus.click();                                            

  // Press 9 again as we are calculating 9+9                     
  buttonNine.click();                                            

  // Select the button for =                                     
  UiObject2 buttonEquals = device.findObject(By.desc("equals")); 
  buttonEquals.click();

現在就等待執行結果。此處不能使用Until.hasObject，因為包含計算結果的EditText已經顯示在螢幕上了。取而代之，我們使用waitForIdle方法來等待計算完成。同樣，最長等待時間是3000毫秒。

device.waitForIdle(3000);

使用findObject和By.clazz methods方法獲取EditText物件的引用。一旦有了此引用，就可以呼叫getText方法來確定計算結果是否正確。

UiObject2 resultText = device.findObject(By.clazz("android.widget.EditText"));
  String result = resultText.getText();

最後，使用assertTrue來檢驗範圍值是否為 18 。

assertTrue(result.equals("18"));

測試到此結束。

6、執行測試

執行測試，需要在Android Studio的工具欄中選擇CalculatorTester，點選它右方的 play 按鈕。

一旦編譯結束，測試就成功執行完整。當測試執行時，在你的Android裝置上就會看到UI自動化執行介面。

總結

在這篇教程中，我們學會了如何使用UI自動化測試模組和 UI Automater Viewer 來建立使用者介面測試。你也看到了使用Android Studio執行測試是如此簡單。雖然我們測試了一個相對簡單的應用，但可以將從中學到的概念用到幾乎所有Android應用的測試中。