【自动化测试】UI自动化的分类、如何选择合适的自动化测试工具以及其中appium的设计理念、引擎和引擎如何工作

引言

UI自动化测试主要针对软件的用户界面进行测试，以确保用户界面元素的交互和功能符合预期

一、UI自动化的分类

UI自动化测试主要针对软件的用户界面进行测试，以确保用户界面元素的交互和功能符合预期。根据测试的范围、目的和技术实现，UI自动化测试可以分为以下几类：

1.1 基于代码的自动化测试

• 单元测试（Unit Testing）：针对UI组件的最小单元进行测试，通常不涉及完整的用户界面
• 集成测试（Integration Testing）：测试UI组件之间的交互是否符合预期
• 端到端测试（End-to-End Testing）：模拟用户操作，测试整个应用从前端到后端的完整流程

1.2 基于录制/回放的自动化测试

• 录制测试脚本：通过录制用户的操作来生成测试脚本
• 回放测试脚本：使用录制的脚本来模拟用户操作，验证UI功能

1.3 基于框架的自动化测试

• 开源框架：如Selenium、Appium、Cypress等，它们提供了丰富的API来支持自动化测试
• 商业框架：如TestComplete、UFT（Unified Functional Testing，原QTP）等，它们通常提供更友好的图形界面和更高级的功能

1.4 按测试对象分类

• Web应用测试：针对网页应用进行自动化测试
• 桌面应用测试：针对Windows、macOS等桌面应用程序进行自动化测试
• 移动应用测试：针对iOS、Android等移动平台的应用进行自动化测试

1.5 按测试层次分类

• 界面元素测试：测试按钮、文本框、下拉菜单等界面元素是否按预期工作
• 布局和样式测试：验证UI的布局和样式是否符合设计规范
• 交互测试：测试用户与界面的交互是否符合预期，如鼠标点击、键盘输入等

1.6 按测试执行方式分类

• 本地执行测试：在本地计算机上直接运行自动化测试脚本
• 远程执行测试：通过远程服务器或云服务执行自动化测试脚本

1.7 按测试目的分类

• 功能测试：验证UI功能是否正确
• 兼容性测试：测试UI在不同浏览器、操作系统或设备上的兼容性
• 性能测试：评估UI的性能，如加载时间、响应时间等

二、如何选择合适的自动化测试工具

选择合适的自动化测试工具是实施自动化测试的关键步骤

2.1 项目需求分析

• 测试类型：确定你需要测试的是Web应用、移动应用还是桌面应用
• 技术栈：考虑你的应用使用的技术栈，工具需要与你的技术栈兼容
• 测试目的：功能测试、性能测试、兼容性测试等
• 持续集成：是否需要与CI/CD工具集成

2.2 工具特性评估

• 支持的平台：工具是否支持你需要测试的所有平台和操作系统
• 脚本语言：工具支持的脚本语言是否符合团队的技能水平
• 社区和文档：是否有强大的社区支持和详细的文档
• 可扩展性：工具是否支持自定义插件和扩展
• 易用性：工具是否易于学习和使用
• 可维护性：测试脚本的维护是否简便
• 报告功能：报告是否详尽，是否支持定制

2.3 成本考虑

• 许可证费用：工具是否收费，费用是否在预算范围内
• 总拥有成本（TCO）：包括购买、部署、维护和培训的成本

2.4 团队技能

• 现有技能：团队目前的技术能力和编程语言熟悉度
• 培训需求：团队成员是否需要培训才能使用该工具

2.5 试用和评估

• 试用版本：大多数工具都提供试用版本，实际操作可以帮助更好地了解工具的特性
• 性能评估：在试用期间，评估工具的性能和稳定性
• 社区反馈：查看社区对该工具的评价和反馈

2.6 兼容性和集成

• 与其他工具的集成：工具是否能够与你现有的测试管理工具、缺陷跟踪系统等集成
• API支持：工具是否提供API，以便与自定义应用程序或其他系统集成

2.7 未来可扩展性

• 更新和支持：工具的更新频率和厂商的技术支持情况
• 市场趋势：工具的市场趋势和未来发展方向

三、appium的设计理念

Appium是一个开源的自动化测试框架，用于测试原生应用、移动Web应用和混合应用

3.1 跨平台性

• Appium的设计允许测试人员在不同的平台（iOS、Android、Windows等）上使用相同的API进行自动化测试，这意味着测试人员不需要为每个平台编写不同的测试脚本

3.2 不侵入性

• Appium不需要测试人员对应用进行任何修改或重新编译。它使用原生应用的框架和控件进行测试，确保测试环境与实际用户使用环境的一致性

3.3. 基于标准

• Appium基于通用的开源标准，如WebDriver，这是W3C的一个标准，用于Web应用的自动化测试。Appium扩展了WebDriver的协议，使其适用于移动应用的测试

3.4 开源和社区驱动

• Appium是开源的，这意味着它的源代码可以被任何人查看、修改和分发。它的开发受到社区的支持和贡献，这有助于快速解决问题和添加新功能

3.5 Client/Server架构

• Appium采用Client/Server架构，其中Client端发送自动化命令到Server端，Server端负责执行这些命令。这种设计允许使用不同的编程语言编写测试脚本，只要它们能够发送HTTP请求

3.6 WebDriver协议

• Appium遵循WebDriver协议，这意味着它使用相同的命令和操作方式来控制不同的设备和平台上的应用

3.7 Session概念

• 在Appium中，测试会话（Session）是自动化测试的核心概念。会话代表了一次自动化测试的完整生命周期，从开始到结束

3.8 JSON Wire Protocol

• Appium使用JSON Wire Protocol作为Client和Server之间的通信协议，这是一个轻量级的、基于JSON的协议

3.9 插件和扩展性

• Appium允许通过插件来扩展其功能，例如支持新的平台或添加额外的自动化能力

3.10 开源生态系统

• Appium鼓励使用和贡献开源项目，它的生态系统包括了许多其他开源工具，如Appium Doctor、Appium Inspector等，这些工具可以帮助测试人员更有效地进行自动化测试

3.11 总结

Appium的设计理念使其成为一个强大、灵活且易于使用的自动化测试框架，适用于多种移动应用测试需求

四、appium的引擎

appium的核心是一个客户端-服务器架构，其引擎主要指的是服务器端，负责接收来自客户端的命令，并将其转化为在移动设备上执行的具体操作。appium支持多种引擎，以下是一些主要的引擎

4.1 Bootstrap

• 对于Android设备，appium 使用一个名为 Bootstrap 的基于 Instrumentation 的框架。Bootstrap 是一个运行在设备上的后台服务，它负责接收来自 appium 服务器的命令，并通过 Android 的 Instrumentation API 执行这些命令

4.2 UIAutomator

• UIAutomator 是 Android SDK 的一部分，它提供了一个框架用于在 Android 设备上执行 UI 测试。appium 可以使用 UIAutomator 作为其自动化引擎来执行测试

4.3 Espresso

• Espresso 是一个专为 Android 设计的测试框架，它提供了简洁的 API 用于编写可靠的 UI 测试。appium 可以通过 Espresso Driver 与 Espresso 框架集成，从而在 Android 设备上执行测试

4.4 XCTest

• 对于 iOS 设备，appium 使用 Apple 的 XCTest 框架。XCTest 是 Xcode 的一部分，用于编写和运行单元测试和 UI 测试。appium 通过 WebDriverAgent 项目与 XCTest 集成，该项目是一个开源的 WebDriver 服务器实现，它使用 XCTest 来驱动 iOS 应用

4.5 Windows Driver

• 对于 Windows 应用，appium 使用 Windows Driver，这是微软提供的用于自动化 Windows 应用的 WebDriver 实现

五、引擎如何工作

这些引擎是如何工作的呢？以下是一个简化的流程

5.1 客户端（Client）

测试脚本通过 appium 客户端库（如 Python 的 appium 库）发送自动化命令

5.2 appium 服务器（Server）

appium 服务器接收来自客户端的命令，并根据目标平台和设备选择合适的引擎

5.3 引擎（Driver）

选定的引擎将 appium 服务器发送的命令转换为移动设备上可执行的操作。例如，如果是在 Android 设备上测试，Bootstrap 或 UIAutomator 会执行相应的操作

5.4 移动设备（Device）

在移动设备上，引擎通过原生框架（如 Android 的 Instrumentation 或 iOS 的 XCTest）执行操作，并返回结果

5.5 总结

appium 的这种设计允许它支持多种平台和设备，同时为测试人员提供一个统一的接口来编写自动化测试脚本。随着移动测试技术的发展，appium 还可能会支持更多的引擎