Android单元测试与模拟测试详解

亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。这篇文章主要讲述Android单元测试与模拟测试详解相关的知识，希望能为你提供帮助。
测试与基本规范为什么需要测试?

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

?
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

(1)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

(2)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 //http://www.manongjc.com/article/1546.html testCompile ‘org.mockito:mockito-core:1.10.19‘ }

(3)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

(1)代码存储:

src/androidTest/java

(2)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 //http://www.manongjc.com/article/1546.html 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‘ }

(3)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。

(4)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Enable onView(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" // http://www.manongjc.com/article/1537.html 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" // http://www.manongjc.com/article/1532.html onView(withId(R.id.display)).check(matches(withText("Test"))); } }

(5)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 // http://www.manongjc.com/article/1531.html 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())); } }

(6)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 // http://www.manongjc.com/article/1524.html return matcherText.matches(editTextField.getHint().toString()); } }; }// 使用 onView(withItemHint("test")).check(matches(isDisplayed()));

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 // http://www.manongjc.com/article/1519.html 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b assertThat(a, equalTo(b)); assertThat(a, is(equalTo(b))); assertThat(a, is(b)); // 断言: a不等于b assertThat(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5,2,4 assertThat(list, containsInAnyOrder(2, 4, 5)); // 断言: list中的每一个数据都大于1 // http://www.manongjc.com/article/1507.html assertThat(list, everyItem(greaterThan(1))); // 断言: fellowship中包含有成员变量"race"，并且其值不是ORC assertThat(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7,5,12,16 assertThat(ints, arrayContaining(7, 5, 12, 16));

(1)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

(2)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43 when(test.getUniqueId()).thenReturn(43); // 当调用test.compareTo()传入任意的Int值都返回43 when(test.compareTo(anyInt())).thenReturn(43); // 当调用test.compareTo()传入的是Target.class类型对象时返回43 when(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() // http://www.manongjc.com/article/1503.html 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; @Captor private ArgumentCaptor< Integer> captor; @Test public 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"); }

(1)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)(For PowerMockRunner.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 // http://www.manongjc.com/article/1502.html 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
【Android单元测试与模拟测试详解】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。

拓展思路1. Android Robots