基于instruments-Automation的iOS应用UI自动化测试图文攻略

iOS的自动化测试框架可分为两种：注入式和非注入式。注入式的框架通常会提供一些Lib或者是Framework，要求测试人员在待测应用的代码工程中导入这些内容，框架可以通过他们完成对app的驱动，典型的比如monkeytalk。非注入式的框架则是通过苹果提供的instruments工具，调用官方的接口函数，实现对app的相关操作，典型的就是uiautomation，appium

  区别：

  注入式：可获取app内的数据；可操作空间大，不受官方限制；可在windows平台进行测试；但是需要在待测项目中增加第三方的部分，使得测试的内容和实际发布的内容并不一致

  非注入式：待测内容和最终的上线内容保持一致；测试无需源码；但是受官方限制，一些功能无法实现，而且环境要求必须使用os x平台的Xcode。

  采用instruments的原因：

  1. 测试工具和测试文档均由苹果官方维护

  2. 无需额外前置工作，可以直接对提测的app进行测试

  3. 支持录制

 

1. 环境

  mac:

    OS X

   Xcode-instruments

    其中，Xcode通过mac上的App store即可直接安装使用，instruments为Xcode自带的工具集，无需单独下载

  iPhone/iPad:

    待测app

    其中，待测app如果是运行在真机上，则一定需要用开发者证书签名，采用发布证书或者是企业证书打包的应用无法用以真机测试。

2. 准备工作 for 真机

1）手动安装应用到iPhone上，并连接iPhone到mac。

PS:如果该设备是第一次连接这台mac，需要等待organizer完成识别和同步工作才能使用。

PPS:如果organizer没有自动启动，可以通过Xcode->window->organizer，手动启动该程序。

2）启动instruments工具集，并选择Automation，进入测试工具的主界面

启动方式：打开Xcode，选择Xcode->Open DeveloperTool->Instruments

PS:启动instruments之后，可以在下方Doce菜单中，选中instruments的图标，右键选择在Dock中保留，便于下次快捷启动该工具，不用每次都去启动Xcode。

3. 准备工作 for 模拟器

方式一：从源码直接启动instruments，适用于有源代码工程的情况。

1) 双击*.xcodeproj 文件打开工程

2) 在Xcode中，选则Produce->Profile，该命令会首先build整个工程，在成功之后，自动启动instruments工具集，然后手动选择Automation工具即可。

   方式二：使用已经编译完成的并且可用于模拟器运行的*.app文件，有无源码均可

1) 手动启动instruments工具集并进入Automation，选择待测的*.app文件即可

PS:运行于模拟器和真机的程序需要采用不同的方式进行编译，不能通用的。平时的提测包都是用于真机运行的，无法在模拟器运行。

2) 如果有源码，可以在选择模拟器和对应的iOS版本之后，直接Run到模拟器中，然后在需要测试时，通过Automation选择到模拟器目录下的该app文件也可以。

模拟器中的应用可以在这个路径下面找到：

/Users/用户名/Library/Application Support/iPhone Simulator/iOS版本/Applications/

该路径下载就是模拟器中的已安装的所有应用程序，找到待测试的*.app即可。

   目前我测试的是一块视频应用，播放器底层的一些库运行在模拟器上会有问题，所以我的后面的所有内容都以运行于真机的环境为准。

 

4. 从录制开始

1) 选择待测试的应用。

在左上方的choose target上点击，选择当前连接的设备，以及该设备上已安装的待测试app

2) 聚焦到script区域，点击该区域下方的红色按钮

如果上一步选择的设备和app正确的话，就可以看到iPhone或者iPad上的应用被启动起来了（如果之前就已经启动了，Automation工具会先结束掉设备上的进程并重新启动）

   应用启动完成之后，就正式开始录制模式了，此时在真机上对应用进行的任何操作，都会被录制成脚本的形式显示在script区域。由于用户操作和脚本录制同时在进行，所以此时的操作通常都会呈现出响应慢或者卡顿频繁的情况。

   下面这段是登录帐号a然后注销帐号的一系列操作的录制结果

点击停止按钮，终止录制过程，然后点击回放按钮，开始回放已经录制好的脚本，我们可以看到应用重启并执行之前的一系列操作。

到目前为止，对操作的录制就算基本完成了，在script区域右键export即可以到处录制的js脚本。需要的时候，在脚本管理区域scripts通过点击add->Import的方式，导入js脚本并运行即可。

但是上面的脚本存在很多问题。

1) 脚本中有一行绿色的提示信息：//Alert detected……

2) 实际执行会发现最后一行代码会出错。

3) 如果wifi的网络状况不是很稳定，这段脚本基本都会以失败告终。

4) 每行代码都很长，并且不利于阅读

5) 没有检查点的测试脚本都是在耍流氓

    这些问题，我们在接下来一一解决。

 

5. 自己动手，丰衣足食

录制的代码可维护性和健壮性都很差，并且缺少必要的检查点，所以实际效果非常差。这时就需要自己编写测试代码，采用按需定制的方式来实现自动化。

首先一定要记住这个地址：

https://developer.apple.com/library/ios/documentation/DeveloperTools/Reference/UIAutomationRef/_index.html

这是苹果官方的参考文档，列举出了UI Automation JavaScript library的所有类，对app的各个操作最终都是通过这些api来实现的。

自动化的常见步骤通常是三步：定位，操作，检查

1) 定位元素

UIAutomation通过层级访问的方式，定位到某一个具体元素。苹果提供了一个logElementTree()的方法，打印控件树。在新建的测试脚本中，加入下面这行代码：

 Target.logElementTree();

执行这段代码（点击左上角的红色按钮），我们可以看到输入了下面的东西

【截图】

上图就是整个app的UI层级结构，当你需要定位到某个元素的时候，可以按照这个层级一层一层的往下访问，直到目标元素。比如需要定位到播放记录。

var target= UIATarget.localTarget();

var app =target.frontMostApp();

var window= app.mainWindow();

//进入登陆界面

varloginButton = window.scrollViews()[0].buttons()["请点击登录"];

其中:

UIATarget 对象代表待测应用所在环境的最高层级UI,在这里localTarget()表示运行app的这台iPhone设备

UIAApplication对象代表app层级的UI，这里通过frontMostApp()方法得到的对象，就是指正在运行的影音iPhone app。

UIAWindow对象代表app中window层级的UI,这里通过mainWindow()方法得到的对象，指当前app中的主窗体，一个app的当前界面通常只会有一个主窗体。

实际项目中，不同元素的差异都是从window层级开始的，在window层级往上，都是一样的。

2) 操作元素

上面一部完成就已经可以做到元素的定位，现在需要对这个元素进行操作，最常见的就是tap

loginButton.tap();

对于不同的元素，提供的具体操作方法会存在差异，详情需参考官方文档。进入登录界面后，需要出入帐号密码，也是同样的步骤：

//定位输入框

varnameField = window.textFields()[0];

varpwField = window.secureTextFields()[0];

//操作

nameField.setValue("[e-mail]");

pwField.setValue("ppp111");

//点击执行登陆

window.buttons()["loginlogin button"].tap();

3) 检查结果

操作完成后，需要检查结果是否符合预期。

if(window.scrollViews()[0].staticTexts()[0].name() == "请叫我雷锋"){

      UIALogger.logPass("测试通过");

}else{

      UIALogger.logMessage(window.scrollViews()[0].staticTexts()[0].name());

      UIALogger.logFail("测试失败");

}

   上述的这几个步骤，就算完成了UIAutomation的hello world，但是前面抛出的问题并没有完全解决。

 

6. 逐个击破

1）延迟

上面这段代码，在实际运行时，基本是会一直测试失败的，原因是从开始登录，到展示用户信息，需要一定的时间，点击登录按钮操作之后，立刻去判断用户信息也就一定会失败的。另外，网络波动，或者是app/测试机可能出现的卡顿，是造成测试脚本的频繁失败的原因之一，因此我们需要某些操作之后，人为增加一些必要的延迟，等待操作的完成，从而增强代码的稳定性。苹果在target层提供了一个方法delay(Number timeInterval),该方法用于延迟脚本的执行，我们可以在必要的地方增加该方法。

target.delay(3);

2）弹框

弹框alert在iOS中比较特殊的类型，它不属于app层级的，也不能像操作普通元素一样去操作alert，苹果提供了一个专门的处理方法，UIATarget.onAlert,当弹框出现时，测试引擎会自动调用这个方法来处理弹框。

【待完善】

3）Log

UIALogger主要就用于输出各种类型的日志。包括logStart，logPass，logFail，logMessage，logDebug，logWarning ，logError

前三个通常用来区分一个测试用例，logstart表示一个测试的开始，直到logPass或者是logFail为止。后四个用以在测试过程中输入不同级别的日志。

7. tuneupjs

tuneupjs是一个用以优化uiautomation的第三方js库，网站地址: http://www.tuneupjs.org/

1）测试用例

Tuneupjs提供了test方法，用以表示一个测试用例，该方法有两个参数：测试用例的名称和一个测试内容的function，在这个方法中，你无须使用logStart，logPass，logFail这一类的方法，Tuneupjs已经在test方法的实现中，做了相应的处理，一个test方法就对应一条测试用例，当这个test方法中的function正常的执行完毕，这个case就会变为pass，如果执行过程中有任何异常抛出，test就会停止并把这个case置为fail。

test("登录测试",function(target,app){

      app.tabBar().buttons()[2].tap();

      var loginButton =window.scrollViews()[0].buttons()["请点击登录"];

       //如果已登录则先注销账号

      if (!loginButton.isVisible()) {

            window.scrollViews()[0].buttons()[1].tap();

            window.buttons()["退出登录"].tap();

            target.delay(1);

      }

      //如果未登录则执行登录

      if (loginButton.isVisible()) {

            log("登录帐号*****");

            loginButton.tap();

            var nameField =window.textFields()[0];

            var pwField =window.secureTextFields()[0];

            nameField.setValue("*****"); //帐号

            pwField.setValue("*****");  //密码

            window.buttons()["login loginbutton"].tap();

            target.delay(3);

      }   

      assertEquals(window.scrollViews()[0].staticTexts()[0].name(),"请叫我雷锋","登录失败");

});

采用test方法来组织测试用例有一个很明显的好处，该方法已经做好了异常的处理，出现的任何异常都会被当前所在的test方法捕获到，而不会把异常抛给最上层，避免了一旦出现异常就会导致整个测试停止执行的情况。一个test失败之后，不会影响下一个test的执行。

2）断言

这是Tuneupjs的又一个优势，它提供了一系列的断言方法，可以用以对测试结果进行判断，并且在断言失败时自动截图保存，基础的断言方法包括assertEquals assertNotEquals assertTrue assertFalse assertNull assertNotNull等，在一个test中，一旦出现断言失败，这条用例就会变为fail状态。

3）Retry方法

这是一个重试方法，配合断言使用效果更佳。retry()的必要参数就是一个function，如果function中出现了断言失败，或者是有异常抛出，该方法会再次尝试执行这个function，直到function的内容全部通过或者是最终超时。默认的重试次数是3次，每次重试间隔0.5秒，可以为retry()方法设置第二和第三个参数来修改这两个值。retry()方法比单纯的使用官方的delay()方法要更加合理。

retry(function(){

      assertEquals(window.scrollViews()[0].staticTexts()[0].name(),"请叫我雷锋","登录失败");

},5,1);

4）Test方法中手动抛出异常

有时候出于需要，我们需要在某个测试用例中手动抛出异常，让用例失败，可以使用tuneup提供的fail(message)方法，也可以自己直接抛异常throw(exception)，test方法捕获异常之后会认为当前的用例失败，跳出并执行下一条用例。

5）命令行启动UIAutomation

UIAutomation本身是支持命令行启动的，也即非gui的模式。但是原生的命令非常的冗长，Tuneupjs对相关的命令做了封装，采用了自己的runner，并且支持输出xml格式的测试结果，可以用于jenkins等持续集成工具。

./UI_Test/alexvollmer-tuneup_js-5a4346d/test_runner/runiCloudPlayIPhone  UI_Test/login.js

test-Result/-x –a 5

-x 表示输出一份xunit格式的xml

-a 5 表示启动instruments失败之后，重试启动的次数