原文链接：http://www.codeceo.com/article/android-unit-testing-and-simulation-testing.html
测试驱动式编程(Test-Driven-Development)在RoR中已经是非常普遍的开发模式，是一种十分可靠、优秀的编程思想，可是在Android领域中这块还没有普及，今天主要聊聊Android中的单元测试与模拟测试及其常用的一些库。
I. 测试与基本规范
1. 为什么需要测试?
为了稳定性，能够明确的了解是否正确的完成开发。
更加易于维护，能够在修改代码后保证功能不被破坏。
集成一些工具，规范开发规范，使得代码更加稳定( 如通过 phabricator differential 发diff时提交需要执行的单元测试，在开发流程上就可以保证远端代码的稳定性)。
2. 测什么?
一般单元测试:
列出想要测试覆盖的异常情况，进行验证。
性能测试。
模拟测试: 根据需求，测试用户真正在使用过程中，界面的反馈与显示以及一些依赖系统架构的组件的应用测试。
3. 需要注意
考虑可读性，对于方法名使用表达能力强的方法名，对于测试范式可以考虑使用一种规范, 如 RSpec-style。方法名可以采用一种格式，如:
[测试的方法]_[测试的条件]_[符合预期的结果]。不要使用逻辑流关键字(If/else、for、do/while、switch/case)，在一个测试方法中，如果需要有这些，拆分到单独的每个测试方法里。
测试真正需要测试的内容，需要覆盖的情况，一般情况只考虑验证输出（如某操作后，显示什么，值是什么）。
考虑耗时，Android Studio默认会输出耗时。
不需要考虑测试
private的方法，将private方法当做黑盒内部组件，测试对其引用的public方法即可；不考虑测试琐碎的代码，如getter或者setter。每个单元测试方法，应没有先后顺序；尽可能的解耦对于不同的测试方法，不应该存在Test A与Test B存在时序性的情况。
4. 创建测试
选择对应的类
将光标停留在类名上
按下
ALT + ENTER在弹出的弹窗中选择
Create Test
II. Android Studio中的单元测试与模拟测试
control + shift + R (Android Studio 默认执行单元测试快捷键)。
1. 本地单元测试
直接在开发机上面进行运行测试。
在没有依赖或者仅仅只需要简单的Android库依赖的情况下，有限考虑使用该类单元测试。
./gradlew check
代码存储
如果是对应不同的flavor或者是build type，直接在test后面加上对应后缀(如对应名为
myFlavor的单元测试代码，应该放在src/testMyFlavor/java下面)。
src/test/java
Google官方推荐引用
dependencies { // Required -- JUnit 4 framework，用于单元测试，google官方推荐
testCompile 'junit:junit:4.12'
// Optional -- Mockito framework，用于模拟架构，google官方推荐
testCompile 'org.mockito:mockito-core:1.10.19'}JUnit
Annotation
| Annotation | 描述 |
|---|---|
@Test public void method() | 定义所在方法为单元测试方法 |
@Test (expected = Exception.class) | 如果所在方法没有抛出Annotation中的Exception.class->失败 |
@Test(timeout=100) | 如果方法耗时超过100毫秒->失败 |
@Test(expected=Exception.class) | 如果方法抛了Exception.class类型的异常->通过 |
@Before public void method() | 这个方法在每个测试之前执行，用于准备测试环境(如: 初始化类，读输入流等) |
@After public void method() | 这个方法在每个测试之后执行，用于清理测试环境数据 |
BeforeClass public static void method() | 这个方法在所有测试开始之前执行一次，用于做一些耗时的初始化工作(如: 连接数据库) |
AfterClass public static void method() | 这个方法在所有测试结束之后执行一次，用于清理数据(如: 断开数据连接) |
@Ignore或者@Ignore("Why disabled") | 忽略当前测试方法，一般用于测试方法还没有准备好，或者太耗时之类的 |
@FixMethodOrder(MethodSorters.NAME_ASCENDING) public class TestClass{} | 使得该测试方法中的所有测试都按照方法中的字母顺序测试 |
Assume.assumeFalse(boolean condition) | 如果满足condition，就不执行对应方法 |
2. 模拟测试
需要运行在Android设备或者虚拟机上的测试。
主要用于测试: 单元(Android SDK层引用关系的相关的单元测试)、UI、应用组件集成测试(Service、Content Provider等)。
./gradlew connectedAndroidTest
代码存储:
src/androidTest/java
Google官方推荐引用
dependencies {
androidTestCompile 'com.android.support:support-annotations:23.0.1'
androidTestCompile 'com.android.support.test:runner:0.4.1'
androidTestCompile 'com.android.support.test:rules:0.4.1'
// Optional -- Hamcrest library
androidTestCompile 'org.hamcrest:hamcrest-library:1.3'
// Optional -- UI testing with Espresso
androidTestCompile 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.1'
// Optional -- UI testing with UI Automator
androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.1'}常见的UI测试
需要模拟Android系统环境。
主要三点:
UI加载好后展示的信息是否正确。
在用户某个操作后UI信息是否展示正确。
展示正确的页面供用户操作。
Espresso
谷歌官方提供用于UI交互测试
import static android.support.test.espresso.Espresso.onView;import static android.support.test.espresso.action.ViewActions.click;import static android.support.test.espresso.assertion.ViewAssertions.matches;import static android.support.test.espresso.matcher.ViewMatchers.isDisplayed;import static android.support.test.espresso.matcher.ViewMatchers.withId;// 对于Id为R.id.my_view的View: 触发点击，检测是否显示onView(withId(R.id.my_view)).perform(click())
.check(matches(isDisplayed()));// 对于文本打头是"ABC"的View: 检测是否没有EnableonView(withText(startsWith("ABC"))).check(matches(not(isEnabled()));// 按返回键pressBack();// 对于Id为R.id.button的View: 检测内容是否是"Start new activity"onView(withId(R.id.button)).check(matches(withText(("Start new activity"))));// 对于Id为R.id.viewId的View: 检测内容是否不包含"YYZZ"onView(withId(R.id.viewId)).check(matches(withText(not(containsString("YYZZ")))));// 对于Id为R.id.inputField的View: 输入"NewText"，然后关闭软键盘onView(withId(R.id.inputField)).perform(typeText("NewText"), closeSoftKeyboard());// 对于Id为R.id.inputField的View: 清除内容onView(withId(R.id.inputField)).perform(clearText());启动一个打开Activity的Intent
@RunWith(AndroidJUnit4.class)public class SecondActivityTest { @Rule
public ActivityTestRule<SecondActivity> rule = new ActivityTestRule(SecondActivity.class, true, // 这个参数为false，不让SecondActivity自动启动
// 如果为true，将会在所有@Before之前启动，在最后一个@After之后关闭
false); @Test
public void demonstrateIntentPrep() {
Intent intent = new Intent();
intent.putExtra("EXTRA", "Test"); // 启动SecondActivity并传入intent
rule.launchActivity(intent); // 对于Id为R.id.display的View: 检测内容是否是"Text"
onView(withId(R.id.display)).check(matches(withText("Test")));
}
}异步交互
建议关闭设备中”设置->开发者选项中”的动画，因为这些动画可能会是的Espresso在检测异步任务的时候产生混淆: 窗口动画缩放(Window animation scale)、过渡动画缩放(Transition animation scale)、动画程序时长缩放(Animator duration scale)。
针对
AsyncTask，在测试的时候，如触发点击事件以后抛了一个AsyncTask任务，在测试的时候直接onView(withId(R.id.update)).perform(click())，然后直接进行检测，此时的检测就是在AsyncTask#onPostExecute之后。
// 通过实现IdlingResource，block住当非空闲的时候，当空闲时进行检测，非空闲的这段时间处理异步事情public class IntentServiceIdlingResource implements IdlingResource {
ResourceCallback resourceCallback; private Context context; public IntentServiceIdlingResource(Context context) { this.context = context; } @Override public String getName() { return IntentServiceIdlingResource.class.getName(); } @Override public void registerIdleTransitionCallback( ResourceCallback resourceCallback) { this.resourceCallback = resourceCallback; } @Override public boolean isIdleNow() { // 是否是空闲
// 如果IntentService 没有在运行，就说明异步任务结束，IntentService特质就是启动以后处理完Intent中的事务，理解关闭自己
boolean idle = !isIntentServiceRunning(); if (idle && resourceCallback != null) { // 回调告知异步任务结束
resourceCallback.onTransitionToIdle();
} return idle;
} private boolean isIntentServiceRunning() {
ActivityManager manager = (ActivityManager) context.getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE); // Get all running services
List<ActivityManager.RunningServiceInfo> runningServices = manager.getRunningServices(Integer.MAX_VALUE); // check if our is running
for (ActivityManager.RunningServiceInfo info : runningServices) { if (MyIntentService.class.getName().equals(info.service.getClassName())) { return true;
}
} return false;
}
}// 使用IntentServiceIdlingResource来测试，MyIntentService服务启动结束这个异步事务，之后的结果。@RunWith(AndroidJUnit4.class)public class IntegrationTest { @Rule
public ActivityTestRule rule = new ActivityTestRule(MainActivity.class);
IntentServiceIdlingResource idlingResource; @Before
public void before() {
Instrumentation instrumentation = InstrumentationRegistry.getInstrumentation();
Context ctx = instrumentation.getTargetContext();
idlingResource = new IntentServiceIdlingResource(ctx); // 注册这个异步监听
Espresso.registerIdlingResources(idlingResource);
} @After
public void after() { // 取消注册这个异步监听
Espresso.unregisterIdlingResources(idlingResource);
} @Test
public void runSequence() { // MainActivity中点击R.id.action_settings这个View的时候，会启动MyIntentService
onView(withId(R.id.action_settings)).perform(click()); // 这时候IntentServiceIdlingResource#isIdleNow会返回false，因为MyIntentService服务启动了
// 这个情况下，这里会block住.............
// 直到IntentServiceIdlingResource#isIdleNow返回true，并且回调了IntentServiceIdlingResource#onTransitionToIdle
// 这个情况下，继续执行，这时我们就可以测试异步结束以后的情况了。
onView(withText("Broadcast")).check(matches(notNullValue()));
}
}自定义匹配器
// 定义public static Matcher<View> withItemHint(String itemHintText) {
checkArgument(!(itemHintText.equals(null))); return withItemHint(is(itemHintText));
}public static Matcher<View> withItemHint(final Matcher<String> matcherText) {
checkNotNull(matcherText); return new BoundedMatcher<View, EditText>(EditText.class) { @Override
public void describeTo(Description description) {
description.appendText("with item hint: " + matcherText);
} @Override
protected boolean matchesSafely(EditText editTextField) { // 取出hint，然后比对下是否相同
return matcherText.matches(editTextField.getHint().toString());
}
};
}// 使用onView(withItemHint("test")).check(matches(isDisplayed()));III. 拓展工具
1. AssertJ Android
square/assertj-android
极大的提高可读性。
import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
// 断言: view是GONE的
assertThat(view).isGone();
MyClass test = new MyClass("Frodo");
MyClass test1 = new MyClass("Sauron");
MyClass test2 = new MyClass("Jacks");
List<MyClass> testList = new ArrayList<>();testList.add(test);testList.add(test1);
// 断言: test.getName()等于"Frodo"assertThat(test.getName()).isEqualTo("Frodo");
// 断言: test不等于test1并且在testList中
assertThat(test).isNotEqualTo(test1)
.isIn(testList);
// 断言: test.getName()的字符串，是由"Fro"打头，以"do"结尾，忽略大小写会等于"frodo"assertThat(test.getName()).startsWith("Fro")
.endsWith("do")
.isEqualToIgnoringCase("frodo");
// 断言: testList有2个数据，包含test，test1，不包含test2
assertThat(list).hasSize(2)
.contains(test, test1)
.doesNotContain(test2);
// 断言: 提取testList队列中所有数据中的成员变量名为name的变量，并且包含name为"Frodo"与"Sauron"// 并且不包含name为"Jacks"assertThat(testList).extracting("name")
.contains("Frodo", "Sauron")
.doesNotContain("Jacks");2. Hamcrest
JavaHamcrest
通过已有的通配方法，快速的对代码条件进行测试org.hamcrest:hamcrest-junit:(version)
import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;import static org.hamcrest.Matchers.is;import static org.hamcrest.Matchers.equalTo;// 断言: a等于bassertThat(a, equalTo(b));
assertThat(a, is(equalTo(b)));
assertThat(a, is(b));// 断言: a不等于bassertThat(actual, is(not(equalTo(b))));List<Integer> list = Arrays.asList(5, 2, 4);// 断言: list有3个数据assertThat(list, hasSize(3));// 断言: list中有5,2,4，并且顺序也一致assertThat(list, contains(5, 2, 4));// 断言: list中包含5,2,4assertThat(list, containsInAnyOrder(2, 4, 5));// 断言: list中的每一个数据都大于1assertThat(list, everyItem(greaterThan(1)));// 断言: fellowship中包含有成员变量"race"，并且其值不是ORCassertThat(fellowship, everyItem(hasProperty("race", is(not((ORC))))));// 断言: object1中与object2相同的成员变量都是相同的值assertThat(object1, samePropertyValuesAs(object2));Integer[] ints = new Integer[] { 7, 5, 12, 16 };// 断言: 数组中包含7,5,12,16assertThat(ints, arrayContaining(7, 5, 12, 16));几个主要的匹配器:
| Mather | 描述 |
|---|---|
allOf | 所有都匹配 |
anyOf | 任意一个匹配 |
not | 不是 |
equalTo | 对象等于 |
is | 是 |
hasToString | 包含toString |
instanceOf,isCompatibleType | 类的类型是否匹配 |
notNullValue,nullValue | 测试null |
sameInstance | 相同实例 |
hasEntry,hasKey,hasValue | 测试Map中的Entry、Key、Value |
hasItem,hasItems | 测试集合(collection)中包含元素 |
hasItemInArray | 测试数组中包含元素 |
closeTo | 测试浮点数是否接近指定值 |
greaterThan,greaterThanOrEqualTo,lessThan,lessThanOrEqualTo | 数据对比 |
equalToIgnoringCase | 忽略大小写字符串对比 |
equalToIgnoringWhiteSpace | 忽略空格字符串对比 |
containsString,endsWith,startsWith,isEmptyString,isEmptyOrNullString | 字符串匹配 |
自定义匹配器
// 自定义import org.hamcrest.Description;import org.hamcrest.TypeSafeMatcher;public class RegexMatcher extends TypeSafeMatcher<String> { private final String regex; public RegexMatcher(final String regex) { this.regex = regex; } @Override
public void describeTo(final Description description) { description.appendText("matches regular expression=`" + regex + "`"); } @Override
public boolean matchesSafely(final String string) { return string.matches(regex); } // 上层调用的入口
public static RegexMatcher matchesRegex(final String regex) { return new RegexMatcher(regex);
}
}// 使用String s = "aaabbbaaa";
assertThat(s, RegexMatcher.matchesRegex("a*b*a"));3. Mockito
Mockito
Mock对象，控制其返回值，监控其方法的调用。org.mockito:mockito-all:(version)
// import如相关类import static org.mockito.Mockito.mock;
import static org.mockito.Mockito.verify;// 创建一个Mock的对象
MyClass test = mock(MyClass.class);// 当调用test.getUniqueId()的时候返回43when(test.getUniqueId()).thenReturn(43);// 当调用test.compareTo()传入任意的Int值都返回43when(test.compareTo(anyInt())).thenReturn(43);// 当调用test.compareTo()传入的是Target.class类型对象时返回43when(test.compareTo(isA(Target.class))).thenReturn(43);// 当调用test.close()的时候，抛IOException异常doThrow(new IOException()).when(test).close();// 当调用test.execute()的时候，什么都不做doNothing().when(test).execute();// 验证是否调用了两次test.getUniqueId()verify(test, times(2)).getUniqueId();// 验证是否没有调用过test.getUniqueId()verify(test, never()).getUniqueId();// 验证是否至少调用过两次test.getUniqueId()verify(test, atLeast(2)).getUniqueId();// 验证是否最多调用过三次test.getUniqueId()verify(test, atMost(3)).getUniqueId();// 验证是否这样调用过:test.query("test string")verify(test).query("test string");// 通过Mockito.spy() 封装List对象并返回将其mock的spy对象List list = new LinkedList();
List spy = spy(list);// 指定spy.get(0)返回"foo"doReturn("foo").when(spy).get(0);
assertEquals("foo", spy.get(0));对访问方法时，传入参数进行快照
import org.mockito.ArgumentCaptor;import org.mockito.Captor;import static org.junit.Assert.assertEquals;
@Captorprivate ArgumentCaptor<Integer> captor;
@Testpublic void testCapture(){ MyClass test = mock(MyClass.class);
test.compareTo(3, 4);
verify(test).compareTo(captor.capture(), eq(4));
assertEquals(3, (int)captor.getValue()); // 需要特别注意，如果是可变数组(vargars)参数，如方法 test.doSomething(String... params)
// 此时是使用ArgumentCaptor<String>，而非ArgumentCaptor<String[]>
ArgumentCaptor<String> varArgs = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
test.doSomething("param-1", "param-2");
verify(test).doSomething(varArgs.capture()); // 这里直接使用getAllValues()而非getValue()，来获取可变数组参数的所有传入参数
assertThat(varArgs.getAllValues()).contains("param-1", "param-2");
}对于静态的方法的Mock:
可以使用 PowerMock:
org.powermock:powermock-api-mockito:(version)&org.powermock:powermock-module-junit4:(version)(ForPowerMockRunner.class)
@RunWith(PowerMockRunner.class)
@PrepareForTest({StaticClass1.class, StaticClass2.class})
public class MyTest {
@Test
public void testSomething() { // mock完静态类以后，默认所有的方法都不做任何事情
mockStatic(StaticClass1.class); when(StaticClass1.getStaticMethod()).andReturn("anything"); // 验证是否StaticClass1.getStaticMethod()这个方法被调用了一次
verifyStatic(time(1));
StaticClass1.getStaticMethod(); when(StaticClass1.getStaticMethod()).andReturn("what ever"); // 验证是否StaticClass2.getStaticMethod()这个方法被至少调用了一次
verifyStatic(atLeastOnce());
StaticClass2.getStaticMethod(); // 通过任何参数创建File的实力，都直接返回fileInstance对象
whenNew(File.class).withAnyArguments().thenReturn(fileInstance);
}
}或者是封装为非静态，然后用Mockito:
class FooWraper{ void someMethod() {
Foo.someStaticMethod();
}
}4. Robolectric
Robolectric
让模拟测试直接在开发机上完成，而不需要在Android系统上。所有需要使用到系统架构库的，如(Handler、HandlerThread)都需要使用Robolectric，或者进行模拟测试。
主要是解决模拟测试中耗时的缺陷，模拟测试需要安装以及跑在Android系统上，也就是需要在Android虚拟机或者设备上面，所以十分的耗时。基本上每次来来回回都需要几分钟时间。针对这类问题，业界其实已经有了一个现成的解决方案: Pivotal实验室推出的Robolectric。通过使用Robolectrict模拟Android系统核心库的Shadow Classes的方式，我们可以像写本地测试一样写这类测试，并且直接运行在工作环境的JVM上，十分方便。
5. Robotium
RobotiumTech/robotium
(Integration Tests)模拟用户操作，事件流测试。
@RunWith(RobolectricTestRunner.class)@Config(constants = BuildConfig.class)public class MyActivityTest{ @Test
public void doSomethingTests(){ // 获取Application对象
Application application = RuntimeEnvironment.application; // 启动WelcomeActivity
WelcomeActivity activity = Robolectric.setupActivity(WelcomeActivity.class); // 触发activity中Id为R.id.login的View的click事件
activity.findViewById(R.id.login).performClick();
Intent expectedIntent = new Intent(activity, LoginActivity.class); // 在activity之后，启动的Activity是否是LoginActivity
assertThat(shadowOf(activity).getNextStartedActivity()).isEqualTo(expectedIntent);
}
}通过模拟用户的操作的行为事件流进行测试，这类测试无法避免需要在虚拟机或者设备上面运行的。是一些用户操作流程与视觉显示强相关的很好的选择。
6. Test Butler
linkedin/test-butler
避免设备/模拟器系统或者环境的错误，导致测试的失败。
通常我们在进行UI测试的时候，会遇到由于模拟器或者设备的错误，如系统的crash、ANR、或是未预期的Wifi、CPU罢工，或者是锁屏，这些外再环境因素导致测试不过。Test-Butler引入就是避免这些环境因素导致UI测试不过。
该库被谷歌官方推荐过，并且收到谷歌工程师的Review。
IV. 拓展思路
1. Android Robots
假如我们需要测试: 发送 $42 到 “foo@bar.com”，然后验证是否成功。
通常的做法
Robot思想
在写真正的UI测试的时候，只需要关注要测试什么，而不需要关注需要怎么测试，换句话说就是让测试逻辑与View或Presenter解耦，而与数据产生关系。
首先通过封装一个Robot去处理How的部分:
然后在写测试的时候，只关注需要测试什么:
最终的思想原理
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