Appium 介绍

APP 自动化测试介绍

目前 APP 自动化测试的方案:

自动化测试工具的选择考量:

  • 单平台测试 or 多平台测试?
  • 是否有多设备同时测试的场景?
  • 不局限于测试环境,任何版本任何环境都可以测试?
  • 最擅长哪种开发语言?
  • 当前市面是否有满足项目需求的测试工具?是否需要二次开发?

什么是 Appium ?

Appium 是一个开源的自动化测试框架,适用于原生的、混合的、移动端 Web 的应用程序,其使用 WebDriver 协议来驱动 iOS、Android 和 Windows 应用程序。

  • 原生应用:指用 iOS、Android 或者 Windows SDKs 编写的应用。
  • 移动 Web 应用:指用移动端浏览器访问的应用(Appium 支持 Safari、Chrome 和 Android 上的内置浏览器)。
  • 混合应用:指带有一个 WebView 的包装器,用来和 Web 内容交互的原生空间。

官方中文文档

Testerhome 中文社区

Appium 官网

Appium 优势

  1. 开源免费
  2. 跨平台:可以使用同一套 API 针对多个平台(iOS、Android、Windows、Mac)编写测试脚本。
  3. 支持多种类型的应用:可以测试原生的、混合的、移动端 Web 项目。
  4. 跨语言:可以用任何编程语言编写的 Appium 客户端向 Appium 服务端发送 HTTP 请求。
  5. 底层多引擎可切换
  6. 生态丰富,社区强大

Appium 跨平台与跨语言:

Appium 支持 Selenium WebDriver 支持的所有语言,更可以使用 Selenium WebDriver 的 API。Appium 支持任何一种测试框架。如果只使用 Apple 的 UIAutomation,我们只能用 javascript 来编写测试用例,而且只能用 Instruction 来运行测试用例。同样,如果只使用 Google 的 UIAutomation,我们就只能用 Java 来编写测试用例。Appium 实现了真正的跨平台自动化测试。

Appium 选择了 Client/Server 的设计模式,只要 Client 能够发送 HTTP 请求给 Server,那么 Client 用什么语言来实现都是可以的,这就是 Appium 及 WebDriver 能做到支持多语言的原因。

Appium 引擎列表:

  • IOS:

    • The XCUITest Driver(推荐)
    • (DEPRECATED) The UIAutomation Driver
  • Android:

    • (BETA) The Espresso Driver
    • The UiAutomator2 Driver(推荐)
    • (DEPRECATED) The UiAutomator Driver
    • (DEPRECATED) The Selendroid Driver
  • Windows:

    • The Windows Driver (for Windows Desktop apps)
  • Mac:

    • The Mac Driver (for Mac Desktop apps)

Appium 架构

Appium 使用的是 C/S 架构

工作流程:

  1. 启动 Appium 服务端(默认开启 4723 端口),接收来自 Appium 客户端的连接,监听指令。
  2. Appium 客户端通过执行脚本,将指令转换成 JSON Wire 协议规定的 JSON 格式数据,通过 HTTP 请求 post 给 Appium 服务端,在第一次连接时便会建立一个 session 会话。
  3. Appium 服务端接收到指令后(实现对 JSON Wire 协议的处理),基于 Socket 将指令发送给代理程序(Bootstrap.jar/ Bootstrap.js),安装在手机上的 Bootstrap 监听 4724 端口并接收 Appium 的命令。
  4. Bootstrap 代理程序接收到指令后,通过调用移动设备(Android/iOS)自带的测试框架(UIAutomator/UIAutomation)执行这些指令,进行 UI 操作。
  5. 执行完毕后,将执行结果以 HTTP 响应的方式返回给 Appium 服务端,再由 Appium 服务端返回给 Appium 客户端。

Appium 生态

  • adb:Android 的控制工具,用于获取 Android 的各种数据和控制。
  • Appium Client:即编写的自动化脚本(支持多种语言,如 Python、Java 等),使用 JSONWire 协议与 Appium 服务端进行通信,即给服务端发送请求会话来执行自动化任务。
  • Appium Server:Appium 的服务端,即一个 Web 接口服务,使用 Node.js 编写的 HTTP 服务器,用于处理 Appium 客户端传送过来的指令。
  • Appium Desktop:一款适用于 Mac、Windows 和 Linux 的开源应用程序(封装了 Appium Server 和 inspector 的综合工具),它以美观而灵活的用户界面提供 Appium 自动化服务器的强大功能。
  • AppCrawler:自动遍历工具。

Appium 组件

  • UIAutomator:由谷歌推出的一款 UI 测试框架,提供 API 对 Android 系统进行一系列的自动化测试操作,Android 4.2 之后系统自带的 UI 自动化测试工具。
  • UIAutomation:由苹果公司发布的一个测试框架,主要用于自动化测试 iOS 和 OS X 应用的 UI 交互情况,iOS 系统自带的 UI 自动化测试工具。
  • Bootstrap.jar:Appium 在 Android 上基于 UIAutomator 实现的测试代理程序,可以调用 UIAutomator 的方法实现一系列 UI 操作。
  • Bootstrap.js:Appium 在 iOS上基于 UIAutomation 实现的测试代理程序,可以调用 UIAutomation 的方法实现一系列 UI 操作。

UiAutomator API

UiAutomator 对外提供了很多方法,便于 UI 自动化测试调用执行。

API 说明
UiDevice 操作物理按键、拖拽、滑动、通知栏、截屏等,如 pressHome、pressRecentApps、pressKeyCode、waitForIdle、drag、swipe、isScreenOn、openNotification、openQuickSetting 等。
UiSelector 可通过 Text、description、class、package、index 等属性定位。获取到的 UiSelector 可通过 UiObject 封装后进行操作。
UiObject click、drag、swipe、setText、属性获取、是否存在等方法。
UiCollection 是 UiObject 的子类,是控件的集合,如计算器是数字按键。
UiScrollable 是 UiObject 的子类,滚动控件。

Bootstrap 类的实现

package io.appium.android.bootstrap;
import io.appium.android.bootstrap.exceptions.SocketServerException;
import com.android.uiautomator.testrunner.UiAutomatorTestCase;
/**
* The Bootstrap class runs the socket server. uiautomator开发的脚本,可以直接在pc端启动
*/
public class Bootstrap extends UiAutomatorTestCase {
public void testRunServer() {
SocketServer server;
try {
// 启动socket服务器,监听4724端口。
server = new SocketServer(4724);
server.listenForever();
} catch (final SocketServerException e) {
Logger.error(e.getError());
System.exit(1);
}
}
}

从源代码中能够看到:

  1. 这个类是继承 UiAutomatorTestCase 的,这样它就能被 UIAutomator 作为测试用例类来运行了。而 UiAutomatorTestCase 类是继承自 Junit TestCase,可以直接使用它的一些方法和 Junit 单元测试框架中的 Assert 断言机制。
  2. Bootstrap 创建一个 SocketServer 并监听 4724 端口,通过该端口可以与 Appium 服务端进行通信。
  3. 通过循环监听获取 Appium 服务端发送过来的指令,就可以进行相应的处理了。

Appium 与 Robotium 的区别

Appium:

  • Appium 是基于 UIAutomator 框架实现的。
  • Appium 测试进程与目标应用进程是分开的,所以 Appium 不能直接访问目标应用的各种 element 属性进行 Copy&Paste,而只能模拟触发相应的事件对目标应用进行操作。

Robotium:

  • Robotium 是基于 Instrumentation 框架的。
  • Robotium 测试进程与目标应用是在同一个进程中作为两个不同的线程运行的。也就是说 Robotium 测试线程是有办法直接访问目标应用的各种 element 属性的,可以访问浮层、Intent 之类的,所以它根本不需要触发任何事件,直接就可以在内部修改相应的数据。

以文本输入为例:

  • Robotium 是直接 Copy&Paste,所以效率当然会更高;特别是在长字符串输入时,如输入一篇文章,如果在 Appium 上调用键盘,当安卓设备性能不高的情况下,会明显感觉到卡顿。
  • Robotium 因为不需要调出键盘,所以很容易就能输入各种不同语言;而 Appium 就不一样了,如果当前输入法为英文而你需要输入中文,那么你要去设置应用把语言设置成中文或选择中文输入法等,然后再切换到目标应用进行输入操作。

总结:

  • Appium 更能模拟用户的行为操作;而 Robotium 偏向测试金字塔更底层点的 Unit Test(所以 Robotium 除了能支持测试目标应用的 Activity 外,还能测试 Content Provider 等)。

  • Appium 是基于 WebDriver 协议添加对移动设备自动化 API 扩展而成的,所以具有和 WebDriver 一样的特性,很多语法也是保持一致的,从而减少了学习成本

Appium 自动化测试环境搭建

安装 Node.js

下载 node.js,根据操作系统下载对应的安装包。

安装完成后,会自动将路径加入到环境变量中,在命令行窗口中运行 node -v,如果出现版本号,表示安装正常。

安装 JDK

下载地址

安装并配置好环境变量后,新打开一个命令行窗口,在其中输入 java -version,若出现 jdk 的版本号,表示配置正确。

安装 Android SDK

Android SDK 是 Google 提供的 Android 开发工具包,可以通过引入工具包来调用 Android 的 API。

Android SDK 下载

下载地址

考虑到有可能会打不开这个链接,提供一个中文社区的 SDK 下载链接

安装 API 版本和对应的工具包

双击打开 SDK Manage.exe,选择需要安装的 API 版本和对应的工具包进行安装,这些在运行模拟器和真机测试的时候会使用到。

安装包很多,哪些是必须的呢?根据官方文档的描述:

  • SDK Tools:必须
  • SDK Platform-tools:必须
  • SDK Platform:必须至少安装一个版本
  • System Image:建议安装
  • Android Support:建议安装
  • SDK Samples:建议安装

这些工具包都安装完成后,sdk 的目录如下图所示:

问题:Android SDK Manager 国内无法更新的解决方案

  1. 启动 Android SDK Manager ,打开主界面,依次选择「Tools」、「Options…」,弹出『Android SDK Manager - Settings』窗口。
  2. 在『Android SDK Manager - Settings』窗口中,在「HTTP Proxy Server」和「HTTP Proxy Port」输入框内填入 mirrors.neusoft.edu.cn 和 80,并且选中「Force https://… sources to be fetched using http://…」复选框。设置完成后单击「Close」按钮关闭『Android SDK Manager - Settings』,窗口返回到主界面。
  3. 依次选择「Packages」、「Reload」。

配置 SDK 的环境变量

在 Path 中配置:

  • %ANDROID_HOME%\platform-tools
  • %ANDROID_HOME%\tools

配置好环境变量后,在命令行窗口中运行 adb -version,出现以下信息则表示配置正确:

安装 Python(客户端测试脚本所用语言)

Python 下载地址

安装好后将 Python 安装目录配置到环境变量 Path 中,然后在 cmd 中运行 Python 命令:

安装 Appium Server

下载地址

  • 可选择 Appium Server 版如 Appium-windows-1.12.1.exe:安装完成后会在桌面生成快捷方式,每次启动快。
  • 或选择 Appium Desktop 版如 appium-desktop-Setup-1.5.0-ia32.exe:Appium Desktop 封装了 Appium server 和 Node.js,且不会生成安装目录和快捷方式,每次启动等待时间长,但功能更加稳定(如桌面版 start session 获取元素属性)。

点击start server 后出现如下图,则 Appium 安装成功。

下载 Appium Client

这里选择 Python,下载链接

  • 下载后解压到 Python 的安装目录,进入目录下,运行 python setup.py install 命令。
  • 或者在命令行中运行 pip install Appium-Python-Client。

安装完成后,进入 Python 命令行环境,输入 from appium import webdriver,出现如下图则说明 Appium-Python-Client 安装成功。

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