网易架构师叙述：移动APP自动化测试框架

移动APP的UI自动化测试长久以来一直是一个难点，难点在于UI的”变”, 变化导致自动化用例的大量维护。从分层测试的角度，自动化测试应该逐层进行。最大量实现自动化测试的应该是单元测试，最容易实现也最容易在早期发现问题；其次是接口级测试，以验证逻辑为目的进行自动化，由于接口的相对稳定，自动化测试成本相对也可以接受；自动化成本最大的便是UI级自动化测试，然而UI界面是直接反馈给用户的效果展示，适度的尤其是BVT级的自动化测试也是非常必要的。本文通过分析几种自动化框架的异同，使测试人员在选择自动化框架时有所参考。

Android自动化框架

（1）Instrumentation

Instrumentaion 是Android自带的一个测试框架，是很多其它测试框架的基础，可以在同进程中加载被测组件。它有很多丰富的高层封装，使用者可以使用基于instrumentation的其他框架，避免过多二次开发量。但Instrumentation不支持跨应用，导致基于instrumentation的框架都继承了这个缺点。

（2）Robotium

Robotium是基于Instrumentation框架开发的一个更强的框架. 对常用的操作进行了易用性的封装. 用于开发功能性、系统和验收测试场景。它运行时绑定到GUI组件。它安装了一个测试用例套件作为在Android设备或仿真器上的应用程序，并提供用于执行测试的真实环境。

优点： 容易在最短的时间内编写测试脚本，易用性高。自动跟随当前activity。 由于运行时绑定到GUI组件，所以相比Appium，它的测试执行更快，更强大。 不访问代码或不了解app实现，也可以工作。 支持Activities、Dialogs、Toasts、Menus、Context Menus和其他Android SDK控件。

缺点： 不能处理flash和web组件。在旧设备上会变得很慢。 由于不支持iOS设备,当自动化测试同时覆盖 android与iOS的情况时，测试会被中断。没有内置的记录和回放功能.，使用记录功能需要 TestDroid 和 Robotium Recorder 这样的收费工具。

（3）UIAutomator

UIAutomator是由谷歌提供的测试框架，它提供了原生Android app和游戏的高级UI测试。这是一个包含API的Java库，用来创建功能性UI测试，还有运行测试的执行引擎。该库自带Android SDK。

**优点：**它在运行访问不同的进程时，会给JUnit测试案例特权。库由谷歌社区支持和维护。

**缺点：**仅支持android4.1（API level 16）及以上。 不支持脚本记录。 支持的重点是Java。 你不能获得当前活动或仪表化。目前不支持web视图。 库仅支持使用Java，因此很难和使用Ruby的cucumber混合。如想支持BDD框架，建议使用Java自己的BDD框架，例如Jbehave。

（4）Espresso

Espresso是Google的开源自动化测试框架。相对于Robotium和UIAutomator，它的特点是规模更小、更简洁、API更加精确、编写测试代码简单、容易快速上手。因为是基于Instrumentation的，所以不能跨App。

（5）Calabash

Calabash是一个适用于iOS和Android开发者的跨平台app测试框架，可用来测试屏幕截图、手势和实际功能代码。Calabash开源免费并支持Cucumber语言，Cucumber能让你用自然的英语语言表述app的行为，实现BDD（Behavior Driven Development，行为驱动开发）。 Cucumber中的所有语句使用Ruby定义。

优点： 有大型社区支持。列表项 简单，类似英语表述的测试语句支持在屏幕上的所有动作，如滑动，缩放，旋转，敲击等。 跨平台开发支持（同样的代码在Android和iOS设备中都适用）。

**缺点：**测试步骤失败后，将跳过所有的后续步骤，这可能会导致错过更严重的产品问题。测试耗费时间，因为它总是默认先安装app。 需要Calabash框架安装在ios的ipa文件中， 因此测试人员必须要有iOS的app源码。 除了Ruby，对其他语言不友好。

（6）Appium

Appium是一个开源的、跨平台的自动化测试工具，支持IOS、Android和FirefoxOS平台。 通过Appium，开发者无需重新编译app或者做任何调整，就可以测试移动应用，可以使测试代码访问后端API和数据库。它是通过驱动苹果的UIAutomation和Android的UiAutomator框架来实现的双平台支持，同时绑定了Selenium WebDriver用于老的Android平台测试。开发者可以使用WebDriver兼容的任何语言编写测试脚本，如Java， OC， JS， PHP，Python， Ruby， C#，Clojure 和Perl语言。

（7）Selendroid

Selendroid 是一个基于Instrumentation的一个框架. 完全兼容Webdriver协议。 Selendroid 可以在模拟器和实际设备上使用，也可以集成网格节点作为缩放和并行测试。

（8）Robolectric

Robolectric 是一款Android单元测试框架，但它并不依赖于Android提供的测试功能，它通过实现一套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Robolectric实现的代码（shadow objects）去执行这个调用的过程。因此它不像模拟器或设备需要dexing（Android dex编译器将类文件编译成Android设备上的Dalvik VM使用的格式）、打包、部署和运行的过程，大大减少了测试执行的时间。Pivotal实验室声称使用Robolectric可以在28秒内运行1047个测试。

除了实现Android里面的类的现有接口，Robolectric还给每个Shadow类额外增加了很多接口，可以读取对应的Android类的一些状态。比如它为ImageView提供了getImageResourceId()方法，测试者可以通过getImageResourceId()接口来确定是不是正确显示了期望的Image。

（9）RoboSpock

RoboSpock是一个开源的Android测试框架，它提供了简单的编写BDD行为驱动开发规范的方法，使用Groovy语言，支持Google Guice库。RoboSpock合并了Robolectic和Spock的功能。

(10）Cafe

Cafe是百度出品的一个基于Robotium的测试框架，它提供了跨进程的测试解决方案。

（11）Athrun

Athrun 是taobao出的一个移动测试框架，它支持Android和IOS。Android部分是基于Instrumentation，在Android原有的ActivityInstrumentationTestCase2类基础上进行了扩展，提供了一整套面向对象的API。 IOS上的自动化测试包括注入式自动化框架AppFramework，和基于录制的自动化框架Athrun_IOS, InstrumentDriver。

（12）其它

其他自动化框架还有应用于稳定性测试的Monkey系列（Monkey, Monkeyrunner, MonkeyTalk）, 其中MonkeyTalk 支持iOS 和 Android，它可以为应用进行真实的，功能性交互测试。MonkeyTalk 提供简单的 “smoke tests”，复杂数据驱动的测试套件。MonkeyTalk 支持原生，移动和混合应用，真实设备或者模拟器。MonkeyTalk 使得场景捕获非常容易，可以记录高级别，可读的测试脚本。还有适用于浏览器自动测试的Selenium WebDriver，可以真实测试用户行为，用户交互如触摸、手指滚动、长按等，还支持HTML5的一些特性，比如本地存储、session存储、应用缓存等。而CTS则是应用于兼容性测试的自动化工具， CTS大部分是基于Junit和仪表盘技术编写的。还扩展了自动化测试过程，可以自动执行用例，自动收集和汇总测试结果。CTS采用XML配置文件的方式将这些测试用例分组成多个测试计划（plan）,第三方也可以创建自己的plan。

IOS自动化框架

（1）XCTest

XCTest是苹果在iOS 7和Xcode5引入的一个简单而强大的测试框架，它的测试编写起来非常简单，并且遵循xUnit风格。XCTest的优点是与Xcode深度集成，有专门的Test导航栏，但因为受限于官方测试API，因此功能不是很丰富。

（2）UIAutomation

UIAutomation是苹果提供的UI自动化测试框架，使用Javascript编写。基于UIAutomation有扩展型的工具框架和驱动型的框架。扩展型框架以JavaScript扩展库方法提供了很多好用js工具，注入式的框架通常会提供一些Lib或者是Framework，要求测试人员在待测应用的代码工程中导入这些内容，框架可以通过他们完成对app的驱动。驱动型UI Automation 在自动化测试底层使用了UI Automation库，通过TCP通信的方式驱动UI Automation来完成自动化测试，通过这种方式，编辑脚本的语言不再局限于JavaScript。

（3）Frank

Frank是iOS平台一款非常受欢迎的app测试框架，它使用Cucumber语言来编写测试用例， Frank包含一个强大的“app inspector”–Symbiote，可以用它来获得运行中app的详细信息，便于开发者将来进行测试回顾。 它允许使用Cucumber编写结构化英语句子的测试场景。 Frank要求测试时在应用程序内部编译，这意味着对源代码的改变是强制性的。操作方式为使用Cucumber和JSON组合命令，将命令发送到在本地应用程序内部运行的服务器上，并利用UISpec运行命令。

优点： 测试场景是在Cucumber的帮助下，用可理解的英语句子写的。强大的Symbiote实时检查工具。 活跃的社区支持。 不断扩大中的库。

**缺点：**对手势的支持有限。 在设备上运行测试有点难。 修改配置文件需要在实际设备上运行。 记录功能不可用。

（4）KIF

KIF是Keep It Functional项目的缩写，是一款iOS app功能性测试框架，使用Objective-C语言编写，对苹果开发者来说非常容易上手，更是一款开发者广为推荐的测试工具。KIF tester使用私有API来了解App中的视图层级。但缺点是运行较慢。

（5）Calabash-ios

详见Calabash-android 描述。

（6）Subliminal

Subliminal是另一款与XCTest集成的框架。与KIF不同的是，它基于UIAutomation编写，旨在对开发者隐藏UIAutomation中一些复杂的细节。

（7）Kiwi

Kiwi是对XCTest的一个完整替代，使用xSpec风格编写测试。 Kiwi带有自己的一套工具集，包括expectations、mocks、stubs，甚至还支持异步测试。它是一个适用于iOS 开发的Behavior Driven Development（BDD）库，优点在于其简洁的接口和可用性，易于设置和使用，非常适合新手开发者。Kiwi使用Objective-C语言编写，易于IOS开发人员上手。

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