ChimpChat.jar加adb shell实现类似QTP的录制/回放/断言自动化测试系统模型
因为项目调整的关系，最近的工作方向转向C，linux和信息通信这块（之前的软肋，边补边学边做吧），很久没碰Android和Java，以及测试相关的东西了，所以得空把半年前开始做的一些Android相关的自动化测试研究整理了一下，也算不上研究，只是个人的一些想法，觉得还有很多可以扩展的地方，如果遗忘了的话着实有些可惜。
相比较Android测试来说，Windows程序测试以及网页测试都有比较完善和成熟的脚本录制/回放框架，操作的步骤大概如下：
1. 人工录制脚本，通常为一个可重复的测试用例步骤。
2. 生成和分析脚本文件，可以人为的修改，增，删，调整顺序等。
3. 在脚本的步骤中添加断言，提供指定控件的预期值。
4. 执行脚本，比较预期值，生成测试报告。
还有一些其他的功能，比如脚本的批量管理，测试计划的安排等等，这里就不多说了。
前一阵子EOE发布了一款Itestin的工具，号称可以实现录制/回放和云测试的功能，我没有用过这个工具，不过从其他人的反馈来看，效果并不是很理想，回放的效果很差。而且这类测试工具面向的对象是App开发商，关注的是app在不同型号手机上运行脚本的情况，而作为手机生产商，关心的是一款手机上的系统App 和第三方的App的运行情况，稳定和可回归是我们更关注的东西。既然没什么好办法，就自己试着弄一个吧，而且整个程序是通过Java来实现。
A. 录制
录制其实是最难搞的地方，如何在不修改系统本身的情况下获取到屏幕和按钮的各种事件？像Robotium一类基于Instrumentation机制的工具，通过获取UI线程来直接控制控件，虽然比较精确，但最大的缺点在于无法进行跨模块的调用。而我们对录制的精确程度要求并不高，重要的在于能够精确回访，于是就想到了adb shell getevent。
在命令行下输入adb shell getevent -p可以查看手机各个内部设备的信息，下图是某样机的触屏设备信息，触屏设备号为/dev/input/event2（有些样机可能为event3或其他）。
注意0035和0036开头的属性，这两个分别代表了长（Y轴）和宽（X轴），实际在开发的过程中发现，触屏的Y轴长度是超过800的，还包含了屏幕下面的四个按键部分。
指令adb shell getevent /dev/input/event2会显示所有的触屏指令，以一次点击事件为例，指令的意思可以见注释：
SingleLine:0001 014a 00000001 //Touch Down，手指按下 SingleLine:0003 0000 000000ef SingleLine:0003 0001 000002f8 SingleLine:0003 0018 00000031 SingleLine:0003 001c 00000006 SingleLine:0003 003a 00000031 SingleLine:0003 0035 000000ef //X轴坐标，显示为16进制 SingleLine:0003 0036 000002f8 //Y轴坐标，显示为16进制 SingleLine:0003 0030 00000031 SingleLine:0003 0039 00000000 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000 //这两行为一次指令间隔，单击事件中，手指按下的时候，焦点其实会发生小范围的变化，所以会有多个X，Y对 SingleLine:0003 0000 000000ee SingleLine:0003 0001 000002fa SingleLine:0003 0018 00000038 SingleLine:0003 003a 00000038 SingleLine:0003 0035 000000ee SingleLine:0003 0036 000002fa SingleLine:0003 0030 00000038 SingleLine:0003 0039 00000000 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000 SingleLine:0003 0000 000000ef SingleLine:0003 0018 00000039 SingleLine:0003 003a 00000039 SingleLine:0003 0035 000000ef SingleLine:0003 0036 000002fa SingleLine:0003 0030 00000039 SingleLine:0003 0039 00000000 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000 SingleLine:0003 0000 000000ee SingleLine:0003 0001 000002f9 SingleLine:0003 0018 00000038 SingleLine:0003 003a 00000038 SingleLine:0003 0035 000000ee SingleLine:0003 0036 000002f9 SingleLine:0003 0030 00000038 SingleLine:0003 0039 00000000 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000 SingleLine:0003 0000 000000ea SingleLine:0003 0001 000002f8 SingleLine:0003 0018 00000030 SingleLine:0003 001c 00000005 SingleLine:0003 003a 00000030 SingleLine:0003 0035 000000ea SingleLine:0003 0036 000002f8 SingleLine:0003 0030 00000030 SingleLine:0003 0039 00000000 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000 SingleLine:0001 014a 00000000 //Touch Up，手指松开 SingleLine:0000 0002 00000000 SingleLine:0000 0000 00000000
Drag,94,467,367,453 Wait,3775 Touch,148,746 Wait,3104 Touch,445,757 Wait,2060 Long,233,457
B. 回放
回放的选择就多种多样了，这里主要运用了ChimpChat.jar这个包，Monkeyrunner在实现点击，拖拽时也是调用的这个包，实现原理是与设备中的Monkey Server进行交互，以C/S的方式发送指令，由Monkey Server进行响应。但Monkeyrunner的录制程序是将DUT屏幕映射到程序中的，因为要缓存图片，导致整个程序相当之卡，非常影响操作。在源码的sdk目录下面有ChimpChat和monkeyrunner（是用Jython写的，除去和python相关的参数获取过程，还是比较好读的）的源码，有兴趣的可以去看一看。
import com.android.chimpchat.ChimpChat;
import com.android.chimpchat.core.IChimpDevice;
import com.android.chimpchat.core.PhysicalButton;
import com.android.chimpchat.hierarchyviewer.HierarchyViewer;
…………
//获取IChimpDevice，大部分的回放操作要通过该device进行
ChimpChat chimp = ChimpChat.getInstance();
IChimpDevice device = chimp.waitForConnection();
…………
//点击
private static void performClick(IChimpDevice device, int x, int y) throws IOException,
InterruptedException {
device.getManager().touch(x, y);
}
//拖动
private static void performDrag(IChimpDevice device, int startX, int startY, int endX,
int endY, int steps, long time) throws InterruptedException {
device.drag(startX, startY, endX, endY, steps, time);
}
//发送Android四个按键事件，因为adb shell getevent获取的是整个触控板的底层响应，所以要根据坐标范围将点击事件转换为相应的按钮事件
private static void performPressButton(IChimpDevice device, PhysicalButton button)
throws IOException, InterruptedException {
device.getManager().press(button);
}
//长按
private static void performLongClick(IChimpDevice device, int x, int y) throws IOException,
InterruptedException {
device.getManager().touchDown(x, y);
}
//等待
private static void performWait(IChimpDevice device, long millTime) throws InterruptedException {
Thread.sleep(millTime);
}
C.断言
实现录制/回放后，自动化的程度还不算高，还需要在测试步骤中加入断言，即指定某个控件和它的预期值，在回放的过程中进行读取和判断。大家可以去看下Hierarchyviewer的实现原理，有提到通过一个控件的ID获取到他的文本值得方法，可喜可贺的是ChimpChat.jar包中已经封装了相关的方法，比如类似于getText(device.findViewById("id/btn_ok"))。如果大家对 HierarchyViewer的实现原理还有印象的话，可以发现这个getText方法，其实就是通过ID查找DUMP出的所有ViewNode节点中的" text:mText" 字段。需要注意的是SDK提供的HierarchyViewerLib.jar包在与手机设备端口交互时，并没有使用UTF-8的格式，所以需要修改源码重新打包，不然会无法识别中文。
具体实现时，可以通过修改ChimpChat.jar包中的Hierarchyviewer.java类来添加相关的断言方法（重新打包或者将源码复制到工程中），该类是ChimpChat对Hierarchy包的一个封装，里面有不少值得参考的API。
可以自己添加和修改相关的API，比如显示当前屏幕所有的控件坐标和文本信息：
/* List current window's viewNode info. */
public void listViewId() {
ViewNode rootNode = DeviceBridge.loadWindowData(
new Window(mDevice, "", 0xffffffff));
if (rootNode == null) {
throw new RuntimeException("Could not dump view");
}
listViewId(rootNode);
}
public void listViewId(ViewNode node) {
for (ViewNode child : node.children) {
System.out.println("ID:" + child.id + ", Text:" + getText(child) + ", Name:"
+ child.name
+ ", X:" + getAbsoluteCenterOfView(child).x + ", Y:"
+ getAbsoluteCenterOfView(child).y + ", Visible:" + visible(node));
listViewId(child);
}
}
查找当前界面可见的没有被隐藏的文本：
/* Search string in current visible viewNode. */
public boolean searchText(String str) {
ViewNode rootNode = DeviceBridge.loadWindowData(new Window(mDevice, "", 0xffffffff));
if (rootNode == null) {
throw new RuntimeException("Could not dump view");
}
return searchText(str, rootNode);
}
public boolean searchText(String str, ViewNode node) {
if (visible(node) && getText(node).contains(str)) {
return true;
}
for (ViewNode child : node.children) {
if (searchText(str, child)) {
return true;
}
}
return false;
}
需要说明一下visible(node)这个函数，原本的visible函数只会判断当前的控件是否是visible的状态，但对于一些复杂的界面来说，比如原生联系人的三个界面（群组，联系人和收藏）是写在同一个布局文件中，当处于一个界面时，其他两个界面的控件也是处于visible的状态，所以还需要加上另一个判断——x，y轴的坐标都大于0，道理比较简单，获取的x，y轴坐标都是相对于当前屏幕坐标系的坐标，在当前界面之外的控件要么是x轴，要么是y轴，存在着负值。
/**
* Gets the visibility of a given element.
*
* @param selector selector for the view.
* @return True if the element is visible.
*/
public boolean visible(ViewNode node) {
boolean ret = (node != null)
&& node.namedProperties.containsKey("getVisibility()")
&& "VISIBLE".equalsIgnoreCase(
node.namedProperties.get("getVisibility()").value)
&& getAbsolutePositionOfView(node).x >= 0
&& getAbsolutePositionOfView(node).y >= 0;
return ret;
}
/**
* Gets the text of a given element.
*
* @param selector selector for the view.
* @return the text of the given element.
*/
public String getText(ViewNode node) {
if (node == null) {
throw new RuntimeException("Node not found");
}
ViewNode.Property textProperty = node.namedProperties.get("text:mText");
if (textProperty == null) {
return "";
}
return textProperty.value;
}
通过API还可以实现一个比较有意思的功能，通过坐标值来获取控件名和文本，是不是觉得之前获得的脚本文件都是坐标一点都不容易理解，那可以通过某些“翻译”，将坐标转换为控件名等属性。实现起来也比较简单，一个布局文件就是一个控件树，根据坐标找到最底层的节点即可。
public ViewNode findViewByCoordinate(int x, int y) {
ViewNode rootNode =DeviceBridge.loadWindowData(new Window(mDevice,"",0xffffffff));
if (rootNode == null) {
throw new RuntimeException("Could not dump view");
}
return findViewByCoordinate(x, y, rootNode);
}
public ViewNode findViewByCoordinate(int x, int y, ViewNode node) {
if (hasChild(node)) {
for (ViewNode child : node.children) {
findViewByCoordinate(x, y, child);
}
}
if (inView(x, y, node)) {
return node;
}
return null;
}
private boolean inView(int x, int y, ViewNode node) {
Point point = getAbsolutePositionOfView(node);
return (x > point.x) && (x < point.x + node.width) && (y > point.y)
&& (y < point.y + node.height);
}
private boolean hasChild(ViewNode node) {
return node.children.isEmpty();
}
录制，回放，断言三个部分解决后，就可以开始一些简单的测试，之前是想做成Eclipse插件的形式，用swt+jface做界面，后来做了个开头就转到其他项目了，所以只好暂时搁置下来，其实距离一个完善的系统还有很长的距离，包括脚本管理，批量执行，log生成，以及ChimpChat，Hierarchy这些库都是通过C/S和机器中的MonkeyService进行通信，执行脚本和断言间可能会存在通信阻塞等问题（实验中碰到一两回），暂时先挖个坑在这边吧。
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