1.架构原理
Appium架构由客户端（Appium client）和服务器（Appium server）两部分组成。客户端与服务器通过JSON Wire Protocol进行通信。
test scripts -—— Appium server ——UIAutomator——Bootstrap.jar
Appium client （node.js） ——UIAutomation（iOS<9.3）\ XCUITest(9.3及以上)——Bootstarp.js
Appium使用以下系统自带的自动化框架：
iOS 9.3 及以上：苹果的 XCUITest
iOS 9.3 及以下：苹果的 UIAutomation
Android 4.2+: 谷歌的 UiAutomator
Android 2.3+: 谷歌的 Instrumentation（通过绑定另外的项目—— Selendroid 提供 Instrumentation 的支持）
Windows: 微软的 WinAppDriver
各部分介绍如下：
（1）Appium服务器
Appium服务器是基于Node.js实现的HTTP服务器。主要功能是接受从Appium客户端发起的连接，监听从客户端发送过来的命令，将命令发送给android手机上的bootstrap.jar及ios手机上的bootstrap.js去执行。同时服务器将命令执行的结果通过http应答返回给Appium的客户端。
（2）Bootstrap.jar。是在android手机上运行的一个应用程序。在手机上扮演TCP服务器的角色。当Appium服务器需要运行命令时，Appium服务器会与Bootstrap.jar建立TCP通信（默认端口4724）并把命令发送给Bootstrap.jar。由Bootstrap.jar负责运行测试命令。
（3）Appium客户端。主要是指实现了Appium功能的WebDriver协议的客户端Library。它负责与Appium服务器建立连接，并将测试脚本的指令发送给Appium服务器。现有的客户端Library有多种语言的实现如Ruby，python，java，js，oc，php等。Appium的测试是在这些Library的基础上进行开发的。
（4）Session。Appium的客户端和服务器之间的通信都必须在一个Session的上下文中进行。客户端在发起通信的时候首先会发送一个“Desired Capabilities”的JSON对象给服务器。服务器收到该数据后，会创建一个session并将session的id返回给客户端，之后客户端可以用该session的id发送后续的命令。
（5）Desired Capabilities。是一组设置的key value的集合。用于通知Appium服务器建立需要的session。其中的某些设置还可以在Appium的运行过程中改变服务器的运行行为。
Appium在Android上基于UIAutomator实现了测试的代理程序Bootstrap.jar。在iOS上基于UIAutomation实现了测试的代理程序Bootstrap.js。当测试脚本运行时，每行WebDriver的脚本都将转换成Appium的指令发送给Appium服务器。而Appium服务器将测试指令交给代理程序。将由代理程序负责执行测试。如脚本上的一个点击操作，在Appium服务器上都是touch指令，当指令发送到Android系统上时，Android系统上的Bootstrap.jar将调用UIAutomator的方法实现点击操作。而当指令发送到iOS系统上时，iOS的Bootstrap.js将调用UIAutomation的方法实现点击操作。故同样的测试脚本可以实现跨平台运行。
2.Appium框架的优缺点
优点
（1）Appium支持多种应用程序的测试。适用于Native Application(基于智能手机本地操作系统如iOS和Android并使用原生编程语言（如Android上使用Java）编写并运行的第三方应用程序)、Mobile Web Application（基于Web的系统和应用）、Hybrid Application（在手机原生应用程序中嵌入Webview）
（2）被测试的应用程序不需要特殊编译。Appium的测试对象一般不需要做特殊修改如不需要引入任何额外的测试sdk，不需要添加任何权限，也不要求被测程序与脚本的签名一致。故可以直接对发布的程序进行测试。
（3）Appium的脚本不限制语音和工具。（由于Appium的客户端支持多种测试语言）
（4）Appium支持应用之间跳转的测试。可用于测试多个应用程序相互交互的场景。
（5）Appium是一个跨平台的测试框架，可以使用同一个API开发出在Android和iOS上都可以运行的脚本。
缺点：
（1）必须连接电脑才能实施自动化测试。不适用与需要脱机执行的场景。
（2）只能用于UI的自动化测试。在很多情况下测试验证只能通过界面来进行。
为了实现上述优点（3），我们把这些（系统本身的）供应商提供的框架包装进一套 API —— WebDriver API 中。WebDriver（也叫 "Selenium WebDriver"）规定了一个客户端-服务器协议（称为 JSON Wire Protocol），按照这种客户端-服务器架构，可以使用任何语言编写的客户端向服务器发送适当的 HTTP 请求。已经有各个流行编程语言编写的客户端了。这也意味着你可以自由使用任何你想要的测试运行器和测试框架；客户端程序库不过是 HTTP 客户端，可以以任何你喜欢的方式混入你的代码。换句话说，Appium 和 WebDriver 客户端不是严格意义上的“测试框架”，而是“自动化程序库”。你可以以任何你喜欢的方式管理你的测试环境！