基于Appium的UI自动化测试

为什么需要UI自动化测试

移动端APP是一个复杂的系统，不同功能之间耦合性很强，很难仅通过单元测试保障整体功能。UI测试是移动应用开发中重要的一环，但是执行速度较慢，有很多重复工作量，为了减少这些工作负担，提高工作效率，需要引入可持续集成的自动化测试方案。

为什么选择Appium

Appium是一款开源测试工具，可以用来测试安卓/iOS/Windows端的原生应用和Web混合应用。

1. 为了应对快速迭代的移动端应用功能，越来越多的App采用混合模式，即将部分功能交给应用内嵌的Web页面实现。Appium能方便的切换测试原生应用或App内嵌的web页面，对于Hybrid App有很好的支持。

2. Appium使用各个平台自身提供的测试框架，因此无需引入第三方代码或重新打包应用。

   平台	测试框架
   Android 4.2+	UiAutomator/UiAutomator2(默认)
   Android 2.3+	Instrumentation(由Selendroid提供)
   iOS 9.3 以上	XCUITest
   iOS 9.3 以下	UIAutomation

3. Appium在GitHub上开源，维护频率很高， 区也有相对较高的活跃度。在 区的不断努力下，Appium能始终保持兼容最新版本的手机操作系统和官方提供的测试框架，功能也越来越完善，包括基本的log收集、录屏、基于opencv的图像识别等，以及最近版本添加的iOS 13/Android 10支持等；

4. Appium支持通过自定义插件寻找元素，GitHub上也有第三方在开发可用插件，例如基于人工智能的icon识别控件示例工程；也可以自定义插件，使用图像识别、OCR等方式查找页面元素。

使用Cucumber组织case

Appium支持多种编程语言，包括Java、Python等，但是直接使用代码维护case可阅读性较差，学习成本也比较高，引入Cucumber可以使用更接近自然语言的方式组织case。 Cucumber是支持BDD(Behaviour-Driven Development，行为驱动开发)的工具，可以自定义语法规则模版，将文本描述的步骤转为使用代码执行的步骤。 由于Cucumber和Java 8均兼容中文文本编码，因此可以自定义中文操作步骤，比起英文代码更易于理解。以定义一个最基本的点击操作为例，预期的语法规则为，则可以使用如下定义:

编写case时，使用UI自动化测试常用的Page Object设计模式，即为APP中需要测试的UI页面定义一个Page对象，该对象中包含页面上的可操作或可校验元素，并添加常用方法。

如上定义基本的点击、滑动、输入文本等操作，建立好适当的页面和方法后，一条用例就能转化为与自然相近的case描述(开头行为注释行):

编写代码进行复杂的自定义操作

通过Cucumber定义常用操作，如点击、滑动、校验文本等，可以降低编写一条测试用例的工作量，提高测试用例可读性，但并非所有功能都可以使用常用操作的方式。尤其是因为Cucumber只支持一步一步顺序执行指令，无法进行分支或循环指令，因此复杂的操作逻辑需要在自定义步骤中编写代码完成操作。 编写代码部分封装参考Android官方提供的Espresso工程，通过链式调用的方式进行”查找-操作-校验”的流程。

以Android客户端退出登陆为例，点击底部”首页-我的”元素，若当前为未登录状态，则会弹出登陆弹出，此时底部”首页-我的”元素不可见，说明已经是未登录状态。

由于Cucumber顺序执行，无法进行，因此需要编写代码自定义退出登陆步骤：

使用Appium查找UI元素

1. 基本查找方式

   • : 通过元素的resource-id进行查找；
   • : 通过UIAutomator2的代码文本查找。为符合UIAutomator2规范的代码文本，Appium会解析文本后使用反射的方式调用UIAutomator2进行查找；如下为使用查找文本包含的元素: 

2. xpath查找元素
   xpath可以用来在XML文档中查找元素和属性。Appium和谷歌官方提供的uiautomatorviewer工具获取元素都是xml形式组织的，xpath可以精准定位仅靠、无法定位的元素：

   • 文案是”TEXT”元素的兄弟元素，该兄弟元素的resource-id是”ID”：
   • resource-id是”ID”且选中状态元素的子元素，该子元素的attr属性为value： 

   虽然xpath方式查找元素更精准，但是元素的路径可能受到布局改动的影响，且在iOS上性能不佳，因此推荐优先使用等方式组合定位元素

3. 图像识别查找元素
   Appium在By Selector级别支持按照图片查找。目前不支持多元素查找，只返回第一个查找到的元素。
   让Appium支持图片查找，需要一点前期准备工作：

   1. 安装NodeJS版本的OpenCV库：

   2. Appium中配置相关参数：

StaleElementReferenceException: Appium查找到元素，之后尝试操作元素时，若元素已经不在当前页面DOM资源上时会抛出异常。 Appium使用UIAutomator2查找元素时，会保留元素的缓存，对元素进行操作时，会直接把缓存的信息交给UIAutomator2进行点击、滑动等操作。

• 实际测试过程中，可能出现步骤：A页面跳转B页面；在B页面点击元素el。而A、B两个页面都有与el相同ID的元素，在B页面上尝试操作元素el的时候，Appium直接使用了A页面的缓存，此时会出现；
• 由于Appium采用HTTP请求查找和操作元素，因此查找元素和操作元素实际流程是：POST查找元素->server缓存元素->POST操作缓存的元素，有时间间隔。在 络请求期间如果出现APP端弹窗等元素遮挡，也可能导致。

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1. htest client客户端获取打包安卓打包服务器下载列表，从中筛选出最新的APK安装包版本。如果有高于手机端的最新版本，则覆盖安装手机端花椒APP，并自动触发BVT测试用例执行(执行单个case时直接从测试平台 页端触发)；
2. 测试平台选出Cucumber描述的BVT用例集，同时查找Page页面，转义用例步骤的元素和方法，替换为客户端可使用的元素定位符(开头表示通过resource-id查找，开头表示通过文本内容查找)，通过HTTP请求返回给客户端(执行单个case时使用socket方式发送)。

3. 执行测试用例过程中，可能在查找元素时恰好遇到手机端弹窗盖住花椒APP元素等情况，因此在执行测试用例过程中，会检测手机端可能出现的、非测试步骤中预期的弹窗，包括首充弹窗、开播礼物下载弹窗等，关闭弹窗后再次查找元素；

    

4. htest client初始化Appium driver，以Appium作为代理连接手机，并在手机端执行测试用例中的基本操作；
5. 如果执行测试用例失败，会尝试重新执行失败的用例，如果再次失败，会收集手机端日志、保存截图和录屏，并将失败日志返回保存到测试平台中, 执行单个case时使用socket发送执行结果, 结果通过htest Server回传给测试平台进行展示， 如果bvt时，则通过接口回传结果数据

使用测试平台 页端单次执行测试用例:

如果对软件测试、接口测试、自动化测试、面试经验交流。感兴趣可以加软件测试交流：1085991341，还会有同行一起技术交流。
按模块划分，整个框架分为：

2. htest server: Java中间件，使用的netty框架, 负责转发socket消息，即测试平台通知客户端执行用例消息，和客户端执行结果返回测试平台。 使用：

   • 在htest中server端netty的启动

   • HttpServer、JarServer、WebsocketServer都是相同的启动方式，区别在于他们监听的端口不同，处理数据的handler不同

   • HttpServer的处理器是，处理消息是按照http协议处理的

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