Android开发中如何做单元测试

为什么要做测试

撰写测试有以下好处：

确保开发出来的app功能是正确的
保证新增加的功能开发不会影响原来的功能，就是说新写的代码不会使原来正常工作的代码产生bug
当采用测试驱动开发模式时，测试有助于模块化和迭代化。

Android中的单元测试类型

Android中的单元测试有两种类型

本地单元测试：这种测试是运行在开发机器的JVM上的。存放在项目中app/src/test/java目录下，这些测试不能引用Android Framwork 的API。例如你要测试一个纯逻辑的函数，就可以使用本地单元测试。
仪表单元测试：这种测试是运行在真机或者模拟器中的，可以引用Android Framwork中的API.存放在项目中app/src/androidTest/java目录下。

为什么会出现这两种测试呢，因为Android编译后的字节码是针对移动设备优化的，它需要运行在特殊的JAVA虚拟机上Dalvik或者ART (Android Runtime)，是不能直接运行在JVM上的。所以涉及到Android Framwork 依赖的函数如果不采用特殊的技术（稍后介绍），就需要使用 仪表单元测试，仪表单元测试需要安装两个完整的APKS到真机或者模拟器上，然后分别启动一个context，速度相比于本地单元测试那不是慢了一点两点。

那么我们当然希望可以尽可能的使用本地单元测试，如果单元测试没有对Android的依赖，或者只是一些简单的引用使用第一种方法。这种场景下对Android的依赖可以使用Mockito来产生。还有我们可以使用开源库Robolectric来让Android代码可以运行在通用的JVM上。

接下来将介绍如何完成上述的两种单元测
假设我有一个算数计算类Calculator(google sample里面的例子)，本类包括的加减乘除四个方法。

package com.ss007.androidunittestsample;import static com.google.common.base.Preconditions.checkArgument;/** * A simple calculator with a basic set of operations. */public class Calculator {    public enum Operator {ADD, SUB, DIV, MUL}    /**     * Addition operation     */    public double add(double firstOperand, double secondOperand) {        return firstOperand + secondOperand;    }    /**     * Substract operation     */    public double sub(double firstOperand, double secondOperand) {        return firstOperand - secondOperand;    }    /**     * Divide operation     */    public double div(double firstOperand, double secondOperand) {        checkArgument(secondOperand != 0, "secondOperand must be != 0, you cannot divide by zero");        return firstOperand / secondOperand;    }    /**     * Multiply operation     */    public double mul(double firstOperand, double secondOperand) {        return firstOperand * secondOperand;    }}

我们还有一个输入及结果展示界面

本地单元测试

由于Calculator类没有对Android的依赖，所以应当优先使用本地测试。

不依赖Android的本地测试

在模块级别的build.gradle文件中添加相关库引用

//本地单元测试依赖testImplementation 'junit:junit:4.12'//Mockito framework 用来模拟Android框架依赖testImplementation  'org.mockito:mockito-core:1.10.19'

在app/src/test/java目录下建立测试文件CalculatorTest，也可以选中要测试的函数，然后按Ctr+Shift+T建立测试文件。
```
private Calculator mCalculator;@Beforepublic void setUp() throws Exception{    mCalculator = new Calculator();}@Testpublic void div() throws Exception    {    double resultDiv = mCalculator.div(32d,2d);    assertThat(resultDiv, is(equalTo(16d)));}@Test(expected = IllegalArgumentException.class) public void divDivideByZeroThrows() {    mCalculator.div(32d,0d);}
```
例如我们要测试Calculator中的除法这个函数，我们就定义一个或者几个测试函数，主要依赖你要测试的情况，使用@Test来标记，方法里面写断言即可。由于我们在测试函数中使用到了Calculator的实例，所以需要在测试函数执行前，构建出这个实例，这些初始化的工作在setUp函数中完成，这个函数使用@Before标记。
就除法这个函数我们需要测试两种情况。第一正常情况下，除法计算是否正确。第二当除数为0的时候，我们是期望抛出合适的异常的，而不是崩溃。
运行单元测试
运行测试用例可以分为多个维度
单个测试函数，单个测试文件，单个目录下，测试Suite。
最简单的运行方式就是直接Android Studio中选中相应的地方，右键然后选择run...即可，以Suite的方式运行的话首先需要自己将测试文件组织成不同的suite，然后依照自己的需求来运行不同的suite，这种方式更加灵活。
查看运行结果
运行结果在AS的Run窗口，如下图所示

依赖Android的本地测试

依赖Android的本地测试有两种处理方式

针对于简单场景，可以使用Mockito来模拟Android的依赖，例如

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)public class UnitTestSample {private static final String FAKE_STRING = "HELLO WORLD";    @Mock    Context mMockContext;    @Test    public void readStringFromContext_LocalizedString() {        // 定义R.string.hello_word返回"HELLO WORLD"        when(mMockContext.getString(R.string.hello_word))                .thenReturn(FAKE_STRING);        //ClassUnderTest 我们要测试的类        ClassUnderTest myObjectUnderTest = new ClassUnderTest(mMockContext);        // ...when the string is returned from the object under test...        String result = myObjectUnderTest.getHelloWorldString();        // ...then the result should be the expected one.        assertThat(result, is(FAKE_STRING));    }}

首先需要使用MockitoJUnitRunner这个类型的Runner,使用@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)来标记测试类
然后使用@Mock标记来模拟一个Android依赖。例如Context

关于Mockito的详细使用可以参考Mockito API

针对复杂场景，可以使用开源库Robolectric，通过该库单元测试可以直接运行在JVM上,Robolectric在Android SDK 的类加载过程中对其进行了重写，使其可以运行在JVM上。

@RunWith(RobolectricTestRunner.class)public class MyActivityTest {  @Test  public void clickingButton_shouldChangeResultsViewText() throws Exception {    MyActivity activity = Robolectric.setupActivity(MyActivity.class);    Button button = (Button) activity.findViewById(R.id.button);    TextView results = (TextView) activity.findViewById(R.id.results);    button.performClick();    assertThat(results.getText().toString()).isEqualTo("Robolectric Rocks!");   }}

需要使用RobolectricTestRunner这个类型的Runner

关于更详细的使用请参考Robolectric

仪表测试

在进行仪表测试之前，先使用Android SDK 管理器下载Android Testing Support Library,Google 为测试优化了这个支持库，测试运行更加快速。这个库包含了用于JUnit4测试的AndroidJUnitRunner以及用于UI测试的API(Espresso和UI Automator)。本文侧重使用Espresso

使用Espresso进行Android仪表单元测试

Espresso是Android Testing Support Library中的一个测试框架，用来测试UI交互方面的功能。

Espresso中主要由3个主要组件构成

ViewMatchers：从当前View 层级中获取目标View的一组对象集合。这些对象会作为参数传递到onView函数中来返回目标UI元素。
ViewActions：用来模拟用户操作，例如click等动作。这些对象会作为参数传入ViewInteraction.perform()中。
ViewAssertions：用来判断目标View的状态是否正确。这些对象会作为参数传入ViewInteraction.check()方法中。

例如

    onView(withId(R.id.my_view))            // withId(R.id.my_view) - ViewMatcher    .perform(click())                  // click() - ViewAction    .check(matches(isDisplayed()));   //matches(isDisplayed()) - ViewAssertion

配置Espresso

在模块级别的build.gradle中添加如下依赖

    // 仪表测试依赖        // Force usage of support annotations in the test app, since it is internally used by the runner            module.    androidTestImplementation 'com.android.support:support-annotations:' + rootProject.supportLibVersion;    // Android JUnit Runner    androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:' + rootProject.runnerVersion;    // JUnit4 Rules    androidTestImplementation 'com.android.support.test:rules:' + rootProject.rulesVersion;    // Espresso core    androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:' + rootProject.espressoVersion;

在android.defaultConfig里面添加
testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"

build.gradle 文件的配置完成后，大概像下面这样

apply plugin: 'com.android.application'android {    compileSdkVersion 26    defaultConfig {        applicationId "com.ss007.androidunittestsample"        minSdkVersion 18        targetSdkVersion 26        versionCode 1        versionName "1.0"        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"    }    buildTypes {        release {            minifyEnabled false            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'        }    }}dependencies {    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])    // 仪表测试依赖    // Force usage of support annotations in the test app, since it is internally used by the runner module.    androidTestImplementation 'com.android.support:support-annotations:' + rootProject.supportLibVersion;    androidTestImplementation 'com.android.support.test:runner:' + rootProject.runnerVersion;    androidTestImplementation 'com.android.support.test:rules:' + rootProject.rulesVersion;    androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:' + rootProject.espressoVersion;    //本地单元测试依赖    testImplementation 'junit:junit:4.12'    compile 'com.android.support:support-annotations:' + rootProject.supportLibVersion;    compile 'com.google.guava:guava:18.0'    implementation 'com.android.support:appcompat-v7:26.1.0'    implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.0.2'}

配置测试机器
关闭设备动画，到开发者模式->开发者选项->绘图下面关闭三个缩放动画。
编写测试代码
例如我们要测试我们的加法函数，输入两个数，然后点击相加按钮。

@RunWith(AndroidJUnit4.class)//标记此类为Android JUnit4类@LargeTest//标记此类执行时间>1s，使用全平台资源public class CalculatorInstrumentationTest {    @Rule//包括ActivityTestRule，里面提供了很多测试activity的函数，除此之外还有ServiceTestRule    public ActivityTestRule mActivityRule = new ActivityTestRule<>(            CalculatorActivity.class);    @Test    public void typeOperandsAndPerformAddOperation() {        performOperation(R.id.operation_add_btn, "16.0", "16.0", "32.0");    }       private void performOperation(int btnOperationResId, String operandOne,            String operandTwo, String expectedResult) {        //在两个 EditText 中输入操作数        onView(withId(R.id.operand_one_edit_text)).perform(typeText(operandOne),                closeSoftKeyboard());        onView(withId(R.id.operand_two_edit_text)).perform(typeText(operandTwo),                closeSoftKeyboard());        //点击操作按钮，例如相加按钮        onView(withId(btnOperationResId)).perform(click());        //判断结果是否与我们期望的一致        onView(withId(R.id.operation_result_text_view))              .check(matches(withText(expectedResult)));    }}

上面的代码完成了输入加数和被加数，然后点击求和按钮，检查结果是否正确的一套操作。

本文源代码下载地址 AndroidUnitTestDemo