JUnit之扩展IntrumentationTest框架
在上一篇文章“JUnit之TestCase和TestSuite详解”中着重介绍了TestSuite和TestCase，本篇主要介绍JUnit在Android中的使用，以JUnit3执行引擎为例，介绍Intrumentation测试框架的使用。
在介绍Intrumenttation测试框架之前，需要先粘一下上一篇中的TestCase和TestSuite的结构图（图1），并附上InstrumentationTestCase要介绍的结构图（图2）：
（图1）
（图2）
如图2所示，Android中的InstrumentationTestCase其实是TestCase的一个子类，如果对TestCase和TestSuite概念比较熟悉的话，Android中的InstrumentationTestCase框架便可以很好的上手了，InstrumentationTestCase的源码位于/source/frameworks/base/core/java/android/test中。
InstrumentationTestCase和ActivityTestCase以及AcitvityInstrumenttationTestCase的类图如图3所示，InstrumentationTestCase的核心是使用了Andoid的Instrumentation，Instrumentation是ActivityThread中调用Activity的一个中间层，我们可以暂且认为Instrumentation在测试过程中起到的作用是Android系统的hook，正如ActivityThread在调用Acitvity的一些生命周期方法的时候会通过Instrumentation对象调用相应的Activity方法一样，我们可以在我们的InstrumentationTestCase中通过其封装的mInstrumentation属性去模拟调用Activity的相关方法，如Activity的生命周期方法：onCreate、onStart、onResume、onPause、onStop、onDestroy,除此以外，还可以通过Instrumentation模拟启动相应的Activiry，并通过Activity的findViewById获取到相应的View控件，甚至可以通过Instrumentation去模拟向系统发送点击或者按键事件：
（图3）
正如前面所讲述的内容，AndroidJunit和Java的JUnit的扩展在于AndroidJunit集成了Instrumentation，因此在使用Eclipse进行单元测试的时候需要在清单文件中进行声明，声明格式如下：
<instrumentation
android:name ="android.test.InstrumentationTestRunner"
android:targetPackage ="com.android.example"
android:label ="Test"
/>
这样当开始执行测试的时候Android系统会根据配置选择所要使用的测试程序执行引擎，并通过测试执行引擎InstrumentationTestRunner执行测试，应用在启动的时候把将要使用的InstrumentationTestRunner传递到ActivityThread中，并调用ActivityThread中的handleBindApplication方法对Instrumentation进行初始化，注意在Android Studio中并不需要进行额外的instrumentation标签声明。
相比于JAVA中的JUnit框架，在Android的InstrumentationTest中最核心的便是对于Instrumentation的封装，如4所示InstrumentationTest框架的基类InstrumentationTestCase中封装了Instrumentation这个属性，并通过这个属性来启动具体的Activity（调用launchActivity方法），控制相关的代码在UI线程中执行，以及模拟按键向测试应用发送相应的按键等。
（图4）
通过getInstrumentation方法我们可以获取到这个Instrumentation属性，这个属性是在InstrumentTestSuite中被初始化的，如图5，在InstrumentationTestSuite的构造方法中会得到具体的Instrumentation对象，并将构造方法中传入的这个对象作为该类的属性mInstrumentation的值，在执行重写自父类的runTest方法的时候会将这个值传入到InstrumentationTestCase中：
（图5）
//runTest方法
@Override
public void runTest(Test test, TestResult result) {
if (test instanceof InstrumentationTestCase) {
((InstrumentationTestCase) test).injectInstrumentation(mInstrumentation);
}
// run the test as usual
super.runTest(test, result);
}
获取到Instrumentation以后，我们便可以模仿系统执行界面的相关操作，包括Activity的生命周期控制、按键事件等，具体的Instrumentation的方法可以参照Android提供的Instrumentation API文档，文档目录：/android-sdk/docs/reference/android/app/Instrumentation.html，如图6是常见的Activity的生命周期的控制方法，在这些方法中会通过回调调用Activity的相应的生命周期方法，如果注意过ActivityThread源码，ActivityThread正式通过执行Instrumentation的相关方法，来进一步执行Activity的相关生命周期方法，因此Instrumentation更像是一个接口，将代码进行分层，这样我们在做单元测试的时候需要执行到Activity的相关周期方法时，我们可以直接调用Instrumentation的相关方法，达到让Activity其相应方法的目的：
（图6）
InstrumentationTestCase中的另外一个比较核心的方法便是launchActivity方法，该方法的源码如下：
public finalTlaunchActivity(
String pkg,
Class activityCls,
Bundle extras) {
Intent intent =newIntent(Intent.ACTION_MAIN);
if(extras !=null) {
intent.putExtras(extras);
}
returnlaunchActivityWithIntent(pkg, activityCls, intent);
}
public finalTlaunchActivityWithIntent(
String pkg,
Class activityCls,
Intent intent) {
intent.setClassName(pkg, activityCls.getName());
intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
Tactivity = (T) getInstrumentation().startActivitySync(intent);
getInstrumentation().waitForIdleSync();
returnactivity;
}
该方法的主要作用如名字那样，就是模拟启动一个Activity，如上面的代码，要启动这个Activity，借助的还是Instrumentation，正如我们在开发过程中要启动一个Activity需要传递Intent一样，在测试启动Activity的时候我们也应当传入一个Intent，然而这个Intent调用了它的addFrags方法，熟悉AMS中的Activity的Stack概念的应该比较清楚，当我们使用adb命令查看activity的时候会以stack概念和record的概念，系统的如Launcher（桌面）的activity会在一个单独的stack中，其他应用会在另外一个stack中，如果没有指明Activity的启动类型（如singleInstance），则每个应用的activity都会在一个task中，因此根据代码我们可以认为在执行单元测试的时候应用的Activity应该会在一个新的task中。
除此之外，如果需要测试的Activity在执行的时候需要传入数据进来才能达到才是目的的话，我们需要在这个Intent中加入，在后面介绍ActivityInstrumentationTest2中的方法时我们会进一步强调Intent的作用。
runTestOnUiThread方法牵扯到一个比较核心的概念，那就是我们单元测试程序所在的线程，并非Android应用程序的主线程（UI线程），而是一个单独的线程，但是根据线程和进程的概念，为了能够访问到UI线程中的数据，测试线程又必须和主线程在同一个进程中，因此，所有需要在Android的UI线程中执行的任务，需要放在runTestOnUiThread中才能够正常的执行，当然，除了可以调用此方法外，还可以在具体待测试的方法上加UiThreadTest注解，这样也可以保证整个方法能够在UI线程中执行。
sendKeys和sendRepeatedKeys则是在模仿用户的按键输入，比如按下返回键，按下菜单键等操作，一般在测试的时候都应该将触摸事件禁止掉，比如直接调用Instrumentation中的setTouchMode，并传入false，以便应用能够接受到键盘消息。这是因为如果触控模式打开，Android系统中有些控件是不能通过代码的方式设置输入焦点的，手指戳到一个控件后该控件就自然而然的获取到输入焦点了。例如，戳一个Button控件，除了导致其获取到焦点以外，还会触发它的点击事件。
（图7）
ActivityTestCase的主要方法如上图所示，ActivityTestCase中主要是对以组合的形式对activity进行了简单的封装，并没有做太多的改动。
（图8）
ActivityInstrumentationTestCase2中构造方法中会传入一个指定的Activity的class，如果这个Activity不需要特殊的初始化数据就可以工作，此时我们可以在需要使用Activity的地方直接调用getActivity方法获取这个Activity对象，在通过这个Activity对象去进行相应的操作，如获取控件，传递参数测试某一个方法等等。在前面介绍launchActivity的时候我们说过如果需要访问的Activity需要传递相应的信息的才能工作的时候，我们必须将数据放入新的Intent中，并调用setActivityIntent去初始化为要启动的Activity设置Intent，并且注意，只有先设置了Intent再去调用getActivity才能正常的获取到传入初始化数据的Activity。看ActivityInstrumentationTestCase2重写的getActivity源码，在这个getActivity中会启动相应的Activity，并将Activity对象返回。代码如下：
@Override
publicTgetActivity() {
Activity a =super.getActivity();
if(a ==null) {
// set initial touch mode
getInstrumentation().setInTouchMode(mInitialTouchMode);
finalString targetPackage = getInstrumentation().getTargetContext().getPackageName();
// inject custom intent, if provided
if(mActivityIntent==null) {
a = launchActivity(targetPackage,mActivityClass,null);
}else{
a = launchActivityWithIntent(targetPackage,mActivityClass,mActivityIntent);
}
setActivity(a);
}
return(T) a;
}
介绍了这么多，最后通过一个简单的Demo来介绍InstrumentationTestCase框架的使用，在这个Demo中，我们模仿测试一个应用的启动页面，这个页面很简单，只有一个图片，并且要求是点击返回按键并不能销毁页面，过3s后自动跳转到MainActivity，并销毁此页面，布局如下：
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="#FFFFFF"
android:orientation="vertical">
android:id="@+id/iv_launcher"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:scaleType="centerCrop"
android:src="@mipmap/ic_launcher"/>
Activity代码如下：
importandroid.app.Activity;
importandroid.content.Intent;
importandroid.os.Bundle;
importandroid.os.Handler;
importandroid.os.Looper;
importandroid.view.WindowManager;
importcom.android.testdemo.R;
public classEntryActivityextendsActivity {
private static final intLAUNCHING_DURATION=3000;// Stay here for 3s.
@Override
protected voidonCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_entry);
newHandler(Looper.getMainLooper()).postDelayed(newRunnable() {
@Override
public voidrun() {
Intent intent =newIntent(EntryActivity.this, MainActivity.class);
startActivity(intent);
finish();
}
},LAUNCHING_DURATION);
}
@Override
public voidonBackPressed() {
// 启动页不允许返回
// super.onBackPressed();
}
}
Activity测试代码如下：
importandroid.app.Activity;
importandroid.os.Process;
importandroid.test.ActivityInstrumentationTestCase2;
importandroid.util.Log;
importandroid.view.KeyEvent;
importandroid.view.View;
importandroid.widget.ImageView;
importcom.android.testdemo.R;
importjunit.framework.TestCase;
importjava.util.Locale;
public classEntryActivityTestextendsActivityInstrumentationTestCase2 {
privateActivitymActivity;
public static finalStringTAG="EntryActivityTest";
publicEntryActivityTest() {
super(EntryActivity.class);
}
public voidsetUp()throwsException {
super.setUp();
setActivityInitialTouchMode(false);
mActivity= getActivity();
}
public voidtearDown()throwsException {
Log.e(TAG,"tearDown");
}
public voidtestOnResume(){
finalImageView ivLauncher = (ImageView)mActivity.findViewById(R.id.iv_launcher);
Log.e(TAG,String.format(Locale.getDefault(),"Test ThreadId = %s , Process ID = %s",Thread.currentThread().getId(), Process.myPid()));
mActivity.runOnUiThread(newRunnable() {
@Override
public voidrun() {
ivLauncher.performClick();
Log.e(TAG,String.format(Locale.getDefault(),"UI ThreadId = %s ,Process ID = %s",Thread.currentThread().getId(), Process.myPid()));
}
});
try{
if(ivLauncher.getVisibility()!= View.VISIBLE){
fail("ivLauncher is not visible");
}
if(mActivity.isFinishing()){
fail("UnExcept click events on ImageView iv_launcher");
}
}catch(Exception e){
}
}
public voidtestOnBackPressed()throwsException {
sendKeys(KeyEvent.KEYCODE_BACK);
try{
Thread.sleep(500);
if(mActivity.isFinishing()){
fail("onBackPressed is validate");
}
}catch(Exception e){
}
}
}
经过运行测试用例，可以测试通过，并且测试的Log日志如图9：
（图9）
通过对比日志，两个测试线程确实不在UI线程当中，但是测试线程和执行线程在同一个进程当中。
