移动端自动化测试实战

UI自动化测试的价值

1、提升回归测试的效率
2、可以进行兼容性测试

UI 自动化测试应用场景

• 冒烟测试自动化：提测之前自动断言提测质量，提供准入参考。

• 功能测试自动化：辅助 QA 与测试工程师的快速验证。

• 验收测试自动化：兼容性测试等。

• 移动端性能专项测试自动化：性能、卡顿、健壮性测试、竞品分析。

测试框架

• 阿里 Macaca

• 腾讯开源微信小程序自动化测试工具

• 百度内部的 Cafe 框架

自动化测试常见误区

强调自动化测试不代表手工测试无用

• 手工测试非常有用，仅有手工测试是不够的。

• 手工测试 + 自动化测试才是企业快速迭代的根基

UI 自动化测试的“瓶颈”

• 技术成本高：

• 人力成本高：优秀测试开发工程师难招

• 技术门槛高：80%的自动化测试工程师在自动化能力上都不及格

• 维护成本高

• 复用率不高：UI 和业务流程变更是最主要变更

• 稳定性不足：容易被干扰，执行慢

• 常见行业错误观点

• 错误观点一：UI 自动化测试无用论

• 错误观点二：UI 自动化测试只能模拟人工

合理地使用 UI 自动化

• 使用分层测试策略，控制 UI 自动化测试规模：

• 少数核心用例交给自动化测试

• 大部分的基础回归测试交给自动遍历

• 新功能测试交给人工测试

• 技术改进方案：

• 良好的维护模型：PageObject、数据驱动

• 更好的框架支持：增加 Watch，智能等待，失败重试等机制

自动化测试就是机器点点点？

• 传统自动化测试

• 自动探索测试 自动化对新功能进行测试？

• codeless 方向的自动化测试  不需要写代码就可以完成自动化测试

• 自动化测试用例智能生成 

如何高效实用的落地自动化

• 学习方向

• 了解待测产品和平台：Android、iOS、App

• 精通最好的测试框架：Appium、UI Automator、WebDriverAgent

• 掌握自动化测试落地经验：PageObject、稳定性提升、数据驱动……

• 达到的结果

• 一天搞定一款 app 的自动化测试脚手架

• 一天完成单个功能的业务测试自动化用例集合

• N 周内搞定公司的 app 自动化测试

移动自动化测试的技术体系

UI 自动化分类

• Web 自动化：Selenium

• App 自动化：Appium

• GUI 自动化：Windows、Mac

• 微信小程序自动化：App + Web 测试技术的外延形态

• 更多平台：智能设备、机器人、工业 app

UI 自动化测试方面的成就

• Google：Espresso、UI Automator

• Facebook：WebDriverAgent

• 焰焮ibaba：Macaca

• Ebay：Selendroid

• Walmart：Robotium

• Sauce Labs：Appium

• ThoughtWorks：Selenium

Appium

Appium 的设计理念

Appium client：对应语言的client包和脚本，如python的Appium-Python-Client并编写脚本

Appium server:启动服务开放端口，接收appium client客户端的http请求

driver：appium需要driver来驱动移动端，Appium team目前维护了很多driver，需要根据平台来选择driver。Android平台一般使用Uiautomator2 driver。。IOS使用XCUITest driver

 

自动化测试框架选择

• 推荐 Appium

• 跨语言：Java、Python、Node.js 等

• 跨平台：Andoid、iOS、Windows、Mac

• 底层多引擎可切换

• 生态丰富，社区强大

• iOS：KIF、WDA、XCTest

• Android：Robotium、UI Automator

• 特色框架：calabash、Macaca、ATX

Appium 引擎列表

• Android

• Selendroid、Espresso [推荐]

• UI Automator、UI Automator2 [推荐]

• iOS

• UI Automation [已废弃]

• XCUITest [推荐]

• 更多平台：Mac、Windows、游戏引擎等

Appium 多端架构与自动化

UI 分层测试体系

移动 App 分层测试

 移动 App 快速迭代模型

自动遍历测试与其价值

• 定义：以自动化的方式对 app 进行充分的功能遍历以探索 bug

• 价值

• 降低自动化维护成本，可替代 80% 的自动化测试

• 实现新功能的探索

• 实现老功能的回归

• 用途：多设备兼容测试、自动化专项测试

常见遍历工具与技术

• Android 原生 Monkey

• 百度 SmartMonkey

• 腾讯 New Monkey

• 阿里 Macaca 的 NoSmoke

• TesterHome 社区 vigossjjj smart_monkey

• TesterHome 社区 zhangzhao Maxim

• TesterHome 社区 seveniruby AppCrawler

• Google 出品的 App Crawler

合理的使用 UI 自动化

• 单元测试：使用 App 分层测试策略，增加单测规模，控制 UI 自动化测试规模。

• 移动 App 自动化测试：核心集成与验收测试用例交给自动化测试。

• 自动遍历测试：大部分的基础回归测试交给自动遍历。

• 人工测试：测试团队主负责，整个产品团队参与。

Android app 的常见概念

Android 自动化前提依赖

• Android SDK：Android Studio 可辅助安装

• 模拟器

• Android Studio 自带 Emulator [推荐]

• Genymotion、网易 MuMu、BlueStacks

• 真机

获取 App 的信息

• App 信息

• 获取当前界面元素：adb shell dumpsys activity top

• 获取任务列表：adb shell dumpsys activity activities

• App 入口

• adb logcat |grep -i displayed

adb logcat | findstr Displayed  （windows cmd用这个）

• aapt dump badging mobike.apk | grep launchable-activity

• apkanalyzer 最新版本的 SDK 中才有

• 启动应用

 Android 调试桥 adb 命令详解

环境准备

• 真机 or 模拟器

• 下载 Android SDK

• 设置 PATH 变量加入 SDK 的工具目录

Android 常用命令

• adb：Android Debug Bridge

• adb devices：查看设备

• adb kill-server：关闭 adb 的后台进程

• adb tcpip：让 Android 脱离 USB 线的 TCP 连接方式

• adb connect：连接开启了 TCP 连接方式的手机

• adb logcat：Android 日志查看

• adb bugreport：收集日志数据，用于后续的分析，比如耗电量

adb shell

• adb shell 本身就是一个 Linux 的 shell，可以调用 Android 内置命令

• adb shell

• adb shell dumpsys

• adb shell pm

adb shell pm clear com.android.contacts

 

 清除包的缓存数据和权限，获得一个比较新的环境。

• adb shell am

 • adb shell am start -W -n  com.android.contacts/.activities.PeopleActivity -S

• adb shell ps

• adb shell monkey

常用命令列表

• adb

• pm 包管理工具

• am  启动一个APP

• dumpsys 获取整个系统的性能数据

• uiautomator  获取APP的界面结构，执行自动化测试 

• input 完成简单的自动化指令

Android 性能统计 dumpsys

• 获取所有的 dumpsys 子命令 dumpsys | grep -i DUMP

• 获取当前 activity adb shell dumpsys activity top

• 获取 activities 的记录，可以获取到 appium 依赖的原始 activity dumpsys activity activities

• 获取特定包基本信息 adb shell dumpsys package com.xueqiu.android

• 获取系统通知 adb shell dumpsys notification

• 获得内存信息 adb shell dumpsys meminfo com.android.settings

• 获取 cpu 信息 adb shell dumpsys cpuinfo

• 获取 gpu 绘制分析 adb shell dumpsys gfxinfo com.android.settings

• 获取短信 adb shell dumpsys activity broadcasts | grep senderName=

uiautomator

• adb shell uiautomator runtest ...

运行自动化测试用例

• adb shell uiautomator dump

adb shell uiautomator dump

 把Android APP控件生成xml文件

UiAutomator是测试Android原生态APP的功能测试工具。Android 4.1发布时包含了这种新的测试工具—UiAutomator。UiAutomator用来做UI功能测试的。

uiautomator2是uiautomator的升级版，uiautomator是Google开发的一款用来做安卓自动化测试的Java库。适用于Android4.4+

简单的自动化工具 input 命令

• text (Default: touchscreen)

• keyevent [--longpress] ... (Default: keyboard)

• tap (Default: touchscreen)

adb shell input tap 529 1176

点击屏幕上该坐标  

• swipe [duration(ms)] (Default: touchscreen)

• draganddrop [duration(ms)] (Default: touchscreen)

• press (Default: trackball)

• roll (Default: trackbal

Appium 架构介绍

文档：The Context API - Appium Documentation

Appium 生态工具

• adb：Android 的控制工具，用于获取 Android 的各种数据和控制

• Appium Desktop：内嵌了 Appium Server 和 Inspector 的综合工具

• Appium Server：Appium 的核心工具，命令行工具

• Appium Clients：各种语言的客户端封装库，用于连接 appium server

• Java、Python、Ruby、robotframework-appium

• AppCrawler 自动遍历工具

Desktop 主要功能

• UI 分析

• 录制用例

• 元素查找测试

• Attach 已有的 session

• 云测试

python 客户端安装

• 客户端安装：pip install Appium-Python-Client

• IDE：PyCharm

• Python 多版本隔离工具：venv

• 国内依赖源：http://pypi.douban.com/simple/

• 测试框架：unittest、pytest、nose，推荐 pytest

APP自动化

控件定位方法

常用定位手段

• id

• Accessibility ID

• XPath

元素定位

• 测试步骤三要素：

• 定位、交互、断言

• 定位

• ID (重要)

• XPath（重要）

• Accessibility ID: content-desc（重要）

• 不推荐：Class -iOS -Android

常用自动化 API

常见自动化动作支持

• click

• sendKeys

• swipe

• touch action

手势操作 TouchAction

• press release longPress

• tap wait

• moveTo

• perform

capabilities 设置

Capabilities - Appium Documentation

Capabilities是appium启动server会话时设置的参数，告诉server需要启动的APP入口，android版本等信息。

• App APK 地址 appPackage 包名 appActivity Activity 名字

• automationName 默认使⽤ uiautomator2

• noReset fullReset 是否在测试前后重置相关环境

• autoGrantPermissions ⾃动赋予 App 权限

• unicodeKeyBoard resetKeyBoard 是否需要输⼊⾮英⽂之外的语⾔并在测试完成后重置输⼊法

 Appium 设备交互 API

可见Appium Python Client 文档Welcome to Appium python client’s documentation! — Python client 1.0 1.0 documentation

常用的设备交付命令

• 模拟电话、短信

用下面的命令模拟 GSM 电话和短信，注意：只能在模拟器上使用！

self.driver.make_gsm_call("5551234567", GsmCallActions.CALL);
 
self.driver.send_sms('555-123-4567', 'Hey lol')
 

Original error: gsmCall method is only available for emulators 这里在夜神模拟器上执行是失败的。

• 横竖屏切换

• App 处理

# 实现 APP 的安装
self.driver.install_app('/Users/johndoe/path/to/app.apk') 
 
# 检测 APP 是否被安装
self.driver.is_app_installed('com.example.AppName');
 
# 启动 APP
self.driver.launch_app()
 

• 键盘、粘贴板

设置系统剪贴板的内容：

self.driver.set_clipboard('happy testing')
self.driver.set_clipboard_text('happy testing')
 
获取到剪贴板的内容：

self.driver.get_clipboard()
self.driver.get_clipboard_text()

• 录屏

显式等待

• 功能差别

• 显式等待的条件非常灵活

• 隐式等待只用于元素定位

• 执行差别

• 显式等待本地轮询条件

• 隐式等待通过 appium server 轮询条件

def assert_exist_element(self,loc):
    try:
        WebDriverWait(self.driver, 10).until(EC.visibility_of_element_located(loc))
        return True
    except:
        print("元素{}不存在".format(loc))
        return False

XPath 介绍

• 绝对定位：根据严格的父子关系定位

• 相对定位：根据条件匹配定位

• 慢的原因：XPath 定位比其他定位慢，因为需要递归解析每个元素的属性

• 慢的不明显的原因：有 Cache 机制

常用 XPath 相对定位表达式

• 查找：

• //*[@text='登录’]

• //*[contains(@resource-id, 'login’)]

• 条件匹配：

• //*[contains(@resource-id, ‘login’) and contains(@text, ‘登录’)]]

• //*[contains(@text, ‘登录’) or contains(@label, '登录’)]]

• 寻找所有元素：//*

Toast 识别方法

• automationName：uiautomator2

• getPageSource 是无法找到的

• 必须使用 xpath 查找

• 推荐 //*[@class= ‘android.widget.Toast']

• 或者 //*[contains(@text, "xxxxx")]

断言体系

元素是否存在：find_elements

assert len(self.driver.find_elements(by=AppiumBy.XPATH, value='//*[@text="Battery"]'))>=1 #断言存在该元素
assert "哈哈" in self.driver.find_element(by=AppiumBy.XPATH, value='//*[@text="Battery"]').text

• 元素属性正确性：get_attribute

xUint常用断言

传统的xUnit风格的assertXXX()系列

Hamcrest断言，基于更灵活的Matchers断言方式 --推荐 https://github.com/hamcrest/PyHamcrest

参数化与数据驱动

参数化

• 参数化：根据传入的数据，对测试用例进行迭代调用

• 数据驱动：基于数据完成流程调度，通常数据来源自外部数据文件

• 参数化是数据驱动的基础和特例

数据驱动

• 参数化数据读取自外部文件：使用 YAML、JSON 读取

• 测试步骤读取自外部文件：定制执行引擎

• 断言步骤读取自外部文件：定制执行引擎

• 整个用例读取自外部文件：动态创建用例

Native 原生 App 的自动化测试

多种架构支持

Native 原生应用的分类

• Android 标准组件

• 非标准组件：

• Flutter：闲鱼

• React Native：Facebook

• Weex：极客时间

• 游戏

非标准控件的特征

• 非 WebView 组件

• 原生控件可识别

• HTML 控件被编译为 Native 控件

• HTML 的文本属性被解析为 Native 属性

• text 还是 content-desc 取决于 API 版本

常见 Native 自动化测试方式

• Android 原生组件：Appium 默认支持

• Native非标准组件：Appium默认支持

• 自定义 View 识别：

• 使用相对定位，父控件加百分比偏移

• OCR、图像识别、AI

• 游戏控件识别：使用游戏引擎特定技术

游戏自动化测试支持

• Appium 提供了简单的游戏自动化测试支持

• 图像识别

• AI 识别

• 游戏测试的推荐做法

• 提高可测性：编码输出游戏引擎下的控件布局信息，与 Appium 对接

• 使用成熟的 airtest 框架

Hybrid 混合 App 的自动化测试

WebView 控件在 Appium 中的抽象

• Native 层面支持

• uiautomator 解析 WebView 中的内容并映射为原生控件

• getPageSource 为 DOM 结构可发现 WebView 组件和控件

• 切换为 WebView 上下文

• 切换后才是正规的 Web

• getPageSource 为 HTML

• 可以使用 CSS 定位等

Hybrid 测试流程

• 首先进去带有 WebView 的页面

• 使用 Contexts API 寻找 WebView

• 使用 Context 切换到 WebView

• 使用 CSS 等 Web 定位方式

• 使用 Context 重回 Native

真机进行 WebView 测试的前提

• 模拟器默认支持

• 物理机需要打开 app 内开关

• 检测是否打开：反编译检查对应的 API 调用

 WebView 测试 - Python

找对 ChromeDriver 的版本

• Android 默认浏览器：

• 老版本 Android 用 Browser，新版本 Android 用 Chrome

• adb shell dumpsys package com.android.webview | grep versionName

• adb shell dumpsys package com.android.chrome | grep versionName

• App 自带 WebView 组件：每个 App 自带的 WebView 的版本也都不相同

Android WebView进程信息

• getContextHandles

• 查看所有的 WebView 进程

• adb shell cat /proc/net/unix | grep webview

• Context 切换

• 把 domain socket 映射为本地的 socket 端口

• adb forward tcp:$port localabstract:webview_devtools_remote_$pid

• 获取对应的 WebView 组件版本 http://localhost:$port/json/version

• ChromeDriver 协议交互

设置 ChromeDriver

• ChromeDriver 安装

• 提前下载所有的 ChromeDriver 版本备用

• 运行时指定

• 隐式选择：1.8版本以后支持自动选择 ChromeDriver

• 显式指定：chromedriverExecutableDir 设置

• 调试开关：

• showChromedriverLog

纯 H5 站自动化测试

浏览器自动化技术原理

浏览器调试工具 DevTools

 对网站进行分析

 移动浏览器测试 - Python

 

 小程序自动化测试

小程序自动化的三个方法

• 利用 Uiautomator 的原生定位

• 利用微信提供的小程序自动化 SDK

• 基于WebView的测试方法

基于原生定位的方法

• Appium 使用 Uiautomator2 定位可以识别内部 WebView 组件

• 缺点：元素定位符不够精确，content-desc、resource-id 多数都没有

• NoReset 默认为 false，会默认清空微信聊天记录，所以请使用测试机测试帐号

基于微信提供的小程序自动化 SDK

• 使用 Node.js 体系

• 微信小程序自动化 SDK + 标准的测试框架

• 支持真机与 Web 模拟器

微信小程序自动化 SDK 的缺点

• 从官网提供的代码示例来看，微信的这套体系主要用于研发自测

• 微信的研发对自动化测试理解不到位，大量的 wait，实用性不高

• 需要在已有的 WebSocket 体系上做二次封装对接 Appium

• 希望微信可以重视这块的测试支持改进

基于 WebView 的测试方法

• 微信6.x版本支持基于 WebView 自动化测试

• 7.x改版后默认已经无法使用基于 WebView 的自动化

• 7.x + root强行开启 WebView debug + Appium hack

• 曾经这个方案是最好用的，Appium 默认支持

• 但是当前微信版本里这个方法已经被破坏，绕过条件比较苛刻，暂时不可用了

Page Object 模式

做法

• 以页面为单位独立建模

• 隐藏实现细节

• 本质是面向接口编程

• 优点

• 减少重复 find click 样板代码

• 易读性提高

• 页面修改不影响测试用例

Page Object 六大设计原则

登录场景

• 登陆页面提供 login findPassword 功能

• Login 类 + login findPassword 方法

• 登录页面内的元素有多少并不关心，隐藏内部界面控件

• 登录成功和失败会分别返回不同的页面

• findPassword

• loginSuccess

• loginFail

• 通过方法返回值判断登录是否符合预期

编写用例顺序

• 根据界面封装 page 类与方法，实现可以为空

• 编写用例，不断重构明确 page 里方法的入参和返回值

• 开始实现 page 内的方法

• 调试

BasePage 封装

• 实现通用的 Page 方法，对常用自动化行为做封装

• 管理各种 Driver

• 减少每个 Page 对 Appium、Selenium 等库的太多依赖

自动化行为封装

• 异常弹框处理：广告、好评、升级、tips 等弹框

• 通用自动化能力封装

基于 POM 的用例组织结构

• page：完成对页面的封装

• driver：完成对 Web、Android、iOS、接口的驱动

• testcase：调用各类 page 完成业务流程并进行断言

• data：配置文件和数据驱动

• utils：其他便捷的功能封装，可选

测试用例管理

• 用例组织结构：

• 使用 package 管理业务模块

• 使用 class 管理业务对象、使用method完成业务具体行为

• 数据驱动：测试数据、测试步骤、测试断言

• 测试用例：

• 使用 testcase 完成测试步骤的定义

• 使用 assertion 完成业务正确性校验

• 持续集成：使用 Jenkins 完成持续集成