Android自动化追本溯源系列(1): 获取页面元素

本系列旨在阐述Android自动化的原理，让大家明白如何在Android平台上做自动化，甚至开发出自己的自动化工具来。

什么是Android自动化？

相信对于测试同学，这个问题就很简单了。自动化的目的就是做好回归测试，以达到版本控制，并节省人力。而Android自动化就是在Android平台上做测试自动化，相信随着Android开发的日趋盛行，其测试自动化的需求也会逐渐增强，知其然，固然是好，但如能知其所以然，必将锦上添花。

目前我所知道的做Android自动化的工具有：

•  Ranorex 支持录制回放功能，但是不太好用，需要在开发代码中注入一段测试代码，并且它是收费的。
•  Robotium 开源的黑盒测试框架，使用时需要引入一个JAR包，需要测试人员有一定的编码功底，才能编写Test Case。
•  Monkeyrunner Google随SDK发布的测试工具，功能简单，不是很好用。

因为是想研究自动化原理，所以这里主要参考Robotium以及Android源码。

如何识别页面元素？

做过自动化的同学应该都知道，我们在写涉及UI的自动化case时，其基本思路就是找到某元素—>执行操作，这里的操作要么是动作，要么是是验证。仔细想想，其实道理就是这样。所以说如果我们想开发自己的自动化测试工具时，首要解决的问题就是，如何在测试时，找到页面的元素。

而在Android中，思路也是一样。

如何大家研究过Android的窗口机制的话，应该看到过这样的说法，真正实现WindowManager窗口机制的是WindowManagerImpl类，它会把DecorView添加到mViews数组，创建对应的ViewRoot，而DecorView是何物呢？参考我上篇博客：http://www.cnblogs.com/jinsdu/archive/2013/01/03/2840565.html 知道，实际上DecorView是页面最顶层的View,而如果能够获取到它，我们就可以将其转换成ViewGroup，然后遍历其所有子节点从而得到所有的页面元素了。而运用java的反射机制，正好可以在运行时，获取类的属性和方法：

于是在运行时，获得WindowManagerImpl类：

    private static Class<?> windowManager;
    static{
        try {
            String windowManagerClassName = "android.view.WindowManagerImpl"; 
             windowManager = Class.forName(windowManagerClassName);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

然后获得页面的DecorView：

    private View[] getWindowDecorViews()
    {

        Field viewsField;
        Field instanceField;
        try {
            viewsField = windowManager.getDeclaredField("mViews");
            instanceField = windowManager.getDeclaredField("sWindowManager");
            viewsField.setAccessible(true);
            instanceField.setAccessible(true);
            Object instance = instanceField.get(null);
            return (View[]) viewsField.get(instance);
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

如此我们就获得了页面的DecorView了，转换成ViewGroup，遍历其所有子元素，我们就能获得页面的所有元素：

    public ArrayList<View> getAllViews() {
        final View[] views = getWindowDecorViews();
        final ArrayList<View> allViews = new ArrayList<View>();

        if (views != null && views.length > 0) {
            View view;
            for (int i = 0; i < views.length; i++) {
                view = views[i];
　　　　　　　　　 allViews.add(view);
                getAllChildren(allViews, (ViewGroup) view);
            }
        }
        return allViews;
    }

    private void getAllChildren(ArrayList<View> allViews, ViewGroup viewGroup) {
        if (viewGroup != null) {
            for (int i = 0; i < viewGroup.getChildCount(); i++) {
                View child = viewGroup.getChildAt(i);
                allViews.add(child);
                if (child instanceof ViewGroup) {
                    getAllChildren(allViews, (ViewGroup) child);
                }
            }
        }
    }

而获得了页面的元素，就基本上完成了我们UI Automation两步走的第一步 —> 找到页面元素。试想一下，如果我们的Android自动化框架有上面类似的功能，那么我们的自动化框架就能在运行时获得页面的所有元素，而我们在写case时，也许只要传给自动化框架一个控件ID，我们就可以获得这个元素了。有了这个元素我们就可以向我们的第二步迈进了—>在控件上执行操作，或者取其属性进行Expected验证。当然我会在接下来的文章中，一一阐述这些内容。

总结

研究Android自动化原理，要涉及到很多知识，尤其对Android的窗口机制要更加明确，像页面是如何加载，如何通信，都不是一言半语可以说清的，我也是正在研究中。对于WindowManagerImpl类的源码，有兴趣的同学，可以研究下：http://grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/ext/com.google.android/android/4.1.1_r1/android/view/WindowManagerImpl.java#WindowManagerImpl　

最后，欲知后事如何，且听下回分解。