前言

在博客Android单元测试之PowerMockito，主要介绍PowerMockito的使用和对Java测试用例的强大支持。但对于Android app开发来说，写起单元测试很痛苦：一方面单元测试需要运行在模拟器上或者真机上，不仅麻烦而且缓慢；另一方面，一些依赖Android SDK的对象（如Activity，Button等）的测试非常头疼。Robolectric可以解决此类问题，它的设计思路便是通过实现一套JVM能运行的Android代码，从而做到脱离Android环境进行测试。本文将结合项目对Robolectric做一个简单介绍，并列举在实践踩的各种坑。

Robolectric简介

我们可以使用Android提供的Instrumentation系统如ActivityUnitTestCase、ActivityInstrumentationTestCase2，将单元测试代码运行在模拟器或者是真机上。虽然这种方式可以work，但是速度非常慢，因为每次运行一次单元测试，都需要将整个项目打包成apk，上传到模拟器或真机上，就跟运行了一次app似得，这个显然不是单元测试该有的速度。此外，Google开源的测试框架如UIAutomator和Espresso也是基于Instrumentation的，更偏向于UI方面的自测化测试，要是应用在单元测试上速度也是不敢恭维的。

对了，说一句题外话，感兴趣的同学可以看一下ActivityUnitTestCase和ActivityInstrumentationTestCase2的源码，你会惊奇地发现，它们的实现方式还是有所区别，虽然都是依赖Instrumentation把Activity加载起来，运行在同一个进程中，但ActivityUnitTestCase是运行在UI主线程中的，而ActivityInstrumentationTestCase2是运行在子线程中的，所以在实际的使用中还是有区别的，ActivityUnitTestCase可以直接操控UI，而ActivityInstrumentationTestCase2则是不行，需要借助于runOnUiThread()方法来更新UI，否则会抛异常。

言归正传吧，我们还是接着说Robolectric。Robolectric通过实现一套JVM能运行的Android代码，然后在unit test运行的时候去截取android相关的代码调用，然后转到自己实现的代码去执行这个调用的过程。举个例子说明一下，比如Android里面有个类叫Button，Robolectric则实现了一个叫ShadowButton类。这个类基本上实现了Button的所有公共接口。假设你在unit test里面写到String text = button.getText().toString();，在这个unit test运行时，Robolectric会自动判断你调用了Android相关的代码button.getText()，在底层截取这个调用过程，转到ShadowButton的getText方法来执行。而ShadowButton是真正实现了getText这个方法的，所以这个过程便可以正常执行。

除了实现Android里面的类的现有接口，Robolectric还做了另外一件事情，极大地方便了unit testing的工作。那就是他们给每个Shadow类额外增加了很多接口，方便我们读取对应Android类的一些状态。比如ImageView有一个方法叫setImageResource(resourceId)，然而并没有一个对应的getter方法叫getImageResourceId()，这样你是没有办法测试这个ImageView是不是显示了你想要的image。而在Robolectric实现的ShadowImageView里面，则提供了getImageResourceId()这个接口，你可以用来测试它是否正确的显示了你想要的image。

Robolectric入门

build.gradle配置：

dependencies {
    testCompile "org.robolectric:robolectric:3.3.2"
}

注解配置：

@RunWith(RobolectricTestRunner.class)
@Config(constants = BuildConfig.class, sdk = 23)
public class ExampleRobolectricTestCase {
    ......
}

说明：上面配置的是RobolectricTestRunner，而不是RobolectricGradleTestRunner，在Robolectric之前的版本是有这个RobolectricGradleTestRunner，但在最新的版本上却没有了，也不知道是为什么。但是有一点，使用最新版本后，倒是没有出现找不到资源文件res的警告。最新的Robolectric最高可支持Android API 23。

Android Studio环境配置：

1.在Build Variants面板中，将Test Artifact切换成Unit Tests模式，不过在新版本的Android Studio已经不需要做这项配置，如下图：

Test Artifact.png

2.Working directory设置
如果在运行测试方法过程中遇见如下异常：

java.io.FileNotFoundException: build\intermediates\bundles\debug\AndroidManifest.xml
......

或者如下警告：

No such manifest file: build/intermediates/bundles/debug/AndroidManifest.xml
......

解决的方式就是将Working directory的值设置为$MODULE_DIR$。

第一步设置如下：

Edit Configurations.png

第二步设置如下：

Run/Debug Configurations.png

设置完毕后，再次run就可以了。

Robolectric实战

首先在build.gradle中的完整配置如下：

    testCompile "junit:junit:4.12"
    testCompile "org.assertj:assertj-core:1.7.0"
    testCompile "org.robolectric:robolectric:3.3.2"

    // PowerMock brings in the mockito dependency
    testCompile 'org.powermock:powermock-module-junit4:1.6.5'
    testCompile 'org.powermock:powermock-module-junit4-rule:1.6.5'
    testCompile 'org.powermock:powermock-api-mockito:1.6.5'
    testCompile 'org.powermock:powermock-classloading-xstream:1.6.5'

从配置中，可以看出在实际运用中，我们是使用JUnit4+Mockito+PowerMockito+Robolectric，这是一个牛逼的组合，在写单元测试用例时简直溜得飞起，通过PowerMockito弥补Mockito测试框架不能mock静态方法、final方法和private方法的不足，还可以在JVM中就可以很方便的调用Android相关的类和方法，速度也比较快。

然后定义抽象类BaseRobolectricTestCase：

@RunWith(RobolectricTestRunner.class)
@Config(shadows = {ShadowLog.class}, constants = BuildConfig.class, sdk = 23)
@PowerMockIgnore({"org.mockito.*", "org.robolectric.*", "android.*", "org.json.*", "sun.security.*", "javax.net.*"})
public abstract class BaseRobolectricTestCase {

    @Rule
    public PowerMockRule rule = new PowerMockRule();

    private static boolean hasInited = false;

    @Before
    public void setUp() {
        ShadowLog.stream = System.out;
        if (!hasInited) {
            initRxJava();
            hasInited = true;
        }
        MockitoAnnotations.initMocks(this);
    }

    public Application getApplication() {
        return RuntimeEnvironment.application;
    }

    public Context getContext() {
        return RuntimeEnvironment.application;
    }

    private void initRxJava() {

        RxJavaPlugins.getInstance().registerSchedulersHook(new RxJavaSchedulersHook() {
            @Override
            public Scheduler getIOScheduler() {
                return Schedulers.immediate();
            }
        });
        RxAndroidPlugins.getInstance().registerSchedulersHook(new RxAndroidSchedulersHook() {
            @Override
            public Scheduler getMainThreadScheduler() {
                return Schedulers.immediate();
            }
        });
    }

}

这个抽象类代码比较多，主要是设置Robolectric单元测试的运行环境，方便在单元测试用例代码中进行复用。具体分下一下：

@RunWith(RobolectricTestRunner.class)通过注解定义Robolectric运行的TestRunner；
@Config(shadows = {ShadowLog.class}, constants = BuildConfig.class, sdk = 23)通过配置shadows = {ShadowLog.class}和ShadowLog.stream = System.out;来设置Android log输出方式，使得单元测试运行时在控制台中可以看到Android代码中打印出的log日志；
@PowerMockIgnore({"org.mockito.*", "org.robolectric.*", "android.*", "org.json.*", "sun.security.*", "javax.net.*"})通过PowerMockIgnore注解定义所忽略的package路劲，防止所定义的package路径下的class类被PowerMockito测试框架mock；
在setUp()方法中调用MockitoAnnotations.initMocks(this);初始化PowerMockito注解，为@PrepareForTest(YourStaticClass.class)注解提供支持；
在代码中，我们可以看到定义了两个基本方法getApplication()和getContext()，在写测试代码中使用起来很方便，就像在Activity一样，增加测试的可读性；
如果项目中使用了rxjava框架，在对rxjava相关的代码进行单元测试时，通过initRxJava()方法将异步处理转化为同步处理，如此一来方便单元测试验证；

最后编写Activity测试用例代码：

public class ComplaintActivityTest extends BaseRobolectricTestCase {

    @Test
    @PrepareForTest({AppUtil.class, OAuthManager.class, NetUtil.class})
    public void jumpCompensate() throws Exception {
        PowerMockito.mockStatic(AppUtil.class);
        PowerMockito.when(AppUtil.getVersionName()).thenReturn("1.4.0");

        PowerMockito.mockStatic(OAuthManager.class);
        OAuthManager mockOAuth = PowerMockito.mock(OAuthManager.class);
        PowerMockito.when(OAuthManager.getInstance()).thenReturn(mockOAuth);
        PowerMockito.when(mockOAuth.getSargerasToken()).thenReturn("c97faa92-34ea-4248-a19e-9a9fb848b29b");

        AppApplication.mInstance = getApplication();

        PowerMockito.mockStatic(NetUtil.class);
        PowerMockito.when(NetUtil.isNetworkConnected(AppApplication.getInstance())).thenReturn(true);

        PreferenceUtil.init();
        PersistentPreferenceUtil.init();

        ComplaintActivity complaintActivity = Robolectric.buildActivity(ComplaintActivity.class).create().get();
        assertNotNull(complaintActivity);
        complaintActivity.jumpCompensate();
        Intent expectedIntent = new Intent(complaintActivity, HelpActivity.class);
        ShadowActivity shadowActivity = Shadows.shadowOf(complaintActivity);
        Intent actualIntent = shadowActivity.getNextStartedActivity();
        Assert.assertEquals(expectedIntent.getComponent().getClassName(), actualIntent.getComponent().getClassName());
    }

}

上面前一部分代码主要设置ComplaintActivity运行所依赖的属性，这也是在单元测试最为繁琐的地方，因为不是运行在真实的Android环境中。具体分析如下：

通过注解@PrepareForTest({AppUtil.class, OAuthManager.class, NetUtil.class})定义PowerMockito要mock的类；
在Robolectric中读取不到apk的版本号，通过PowerMockito.when(AppUtil.getVersionName()).thenReturn("1.4.0");mock指定AppUtil.getVersionName()的返回值"1.4.0"，即版本号；
通过AppApplication.mInstance = getApplication();使用Robolectric运行环境中的application对AppApplication.mInstance进行依赖注入，因为在很多类中都会用到AppApplication.mInstance进行初始化，例如SharedPreference、SQlite、单例类等，

PreferenceUtil.init();
PersistentPreferenceUtil.init();

上面代码就需要依赖AppApplication.mInstance进行初始化；

ComplaintActivity complaintActivity = Robolectric.buildActivity(ComplaintActivity.class).create().get();使用Robolectric创建ComplaintActivity对象，其中create()方法就是对应于调用Activity生命周期的onCreate()方法，此外Robolectric支持链式调用如：Robolectric.buildActivity(ComplaintActivity.class).create().resume().get();；
assertNotNull(complaintActivity);验证complaintActivity是否跑起来；
最后一部分代码就是调用jumpCompensate方法进行跳转，验证跳转的Intent是否符合预期；

至于其他的一些如Fragment、Dialog、Toast等验证，可以参考这篇博客，这里就不展开。

Robolectric常见的坑

1.Application空指针问题

这是因为SharedPreferences和单例等类初始化时需要依赖Application对象，我们常见的用法是使用Application.getApplication()方法来获取，在Robolectric中则是需要使用RuntimeEnvironment.application来进行替换，上面就是通过依赖的方式进行替换。

2. AppCompatActivity错误

假如你在Robolectric的@Config注解中配置了manifest = Config.NONE，那就完蛋了，因为在网上根本找不解决的方法，你遇到如下异常不能使用support V7包的类：

java.lang.IllegalStateException: You need to use a Theme.AppCompat theme (or descendant) with this activity.

     at android.support.v7.app.AppCompatDelegateImplV7.createSubDecor(AppCompatDelegateImplV7.java:343)
     at android.support.v7.app.AppCompatDelegateImplV7.ensureSubDecor(AppCompatDelegateImplV7.java:312)
     at android.support.v7.app.AppCompatDelegateImplV7.initWindowDecorActionBar(AppCompatDelegateImplV7.java:172)
     at android.support.v7.app.AppCompatDelegateImplBase.getSupportActionBar(AppCompatDelegateImplBase.java:88)
     at android.support.v7.app.AppCompatActivity.getSupportActionBar(AppCompatActivity.java:110)
     at me.ele.shopcenter.components.BaseActivity.initActionBar(BaseActivity.java:104)
     at me.ele.shopcenter.components.BaseActivity.onCreate(BaseActivity.java:52)
     at me.ele.shopcenter.ui.order.ComplaintActivity.onCreate(ComplaintActivity.java:93)
     at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:6251)
     at org.robolectric.util.ReflectionHelpers.callInstanceMethod(ReflectionHelpers.java:231)

解决的方式就是去掉manifest = Config.NONE配置，这是坑爹的，我就遇到这个错误，花了好长一段时间才发现是这个配置导致的。

3.Asset文件路径错误

需要用到context.getAssets().open("XXX")加载asset目录下的文件时，要是遇到以下错误：

java.io.FileNotFoundException: build/intermediates/bundles/debug/assets/https.cer (No such file or directory)
    at java.io.FileInputStream.open0(Native Method)
    at java.io.FileInputStream.open(FileInputStream.java:195)
    at java.io.FileInputStream.(FileInputStream.java:138)
    at org.robolectric.res.FileFsFile.getInputStream(FileFsFile.java:84)
    at org.robolectric.shadows.ShadowAssetManager.open(ShadowAssetManager.java:319)
    at android.content.res.AssetManager.open(AssetManager.java)

解决方式是，不要用AssetManager来加载文件，而是自己使用Java API来加载文件，如：

new FileInputStream(new File("/Users/michaelzhong/Desktop/shop/talaris_shop_center/app/src/main/assets/https.cer"));

这个方式有点丑，需要用到你要加载的文件的绝对路径，灵活性低，不方便移植，不过这是我目前想到的解决方式。

4.找不到android.net.http.AndroidHttpClient的类文件

在Android API23开始，google就移除了HttpClient相关的类，有两种方法解决上述问题。
方法一：在build.gradle添加应用useLibrary ‘org.apache.http.legacy’
方法二：在test目录下添加HttpClient类(记得包名为android.net.http)，如下：

AndroidHttpClient.png

说明：推荐使用第二种方式，第二种方法正式打包并不会把HttpClient的类加入，减少了包中无用的资源。

小结

在实际的使用中，Robolectric需要踩很多坑的，不过贵在尝试。至此，单元测试系列博客已经完结，主要分了四篇博客来讲述。非常感谢您对本篇博客的支持，要是有什么不足欢迎指正！

Android单元测试之Robolectric

前言