絕非浮云――手機自動化測試技術(shù)漫談及OPhone自動

近年來，隨著智能手機操作系統(tǒng)的快速發(fā)展，在技術(shù)和需求層面上為手機自動化測試提供了豐富土壤，手機自動化測試越發(fā)成為廣受矚目的熱門技術(shù)和重要研究領(lǐng)域。

筆者在從事OPhone自動化測試工作過程中，對業(yè)內(nèi)開展自動化測試的情況進行過一些粗淺的研究和總結(jié)。總體來說，目前手機自動化測試技術(shù)大體可分為白盒測試和黑盒測試兩種。

白盒測試

在手機自動化測試領(lǐng)域，白盒測試包括兩種類型，第一種是傳統(tǒng)軟件測試理論中所指的白盒測試，即依賴被測對象的源代碼具體實現(xiàn)的測試方式。在手機軟件開發(fā)過程中所做的單元測試即屬于此類型。第二種則是結(jié)合手機軟件自身特點，對傳統(tǒng)概念做了一些延伸。它指的是通過解析、控制和校驗手機GUI控件元素對手機進行測試的方式。這種方式不必一定依賴于被測對象的源代碼，但對于被測對象的GUI實現(xiàn)有較強的關(guān)聯(lián)性。這種類型的白盒測試一般用于驗證應(yīng)用程序功能和界面顯示正確性的功能測試。如果測試框架足夠好，也可用來做自動化的性能測試、壓力測試等。

目前幾大主流手機操作系統(tǒng)對上述兩種白盒測試方式都有很好的支持。例如，對于第一種類型：iOS在開發(fā)環(huán)境Xcode中提供了OCUnit框架;Android在SDK中集成了JUnit框架;Windows Phone 7可以使用Silverlight Unit Test Framework;Symbian在開發(fā)工具中提供了EUnit框架，同時還有Symbian OS Unit框架可供使用。總得來看，各個系統(tǒng)采用的都是xUnit這一業(yè)界廣泛接受的理念。

圖1 Android開發(fā)環(huán)境中集成的JUnit測試框架

第二種類型的白盒測試實現(xiàn)起來要比第一種類型復(fù)雜，因為它不僅要做到對界面組成元素的解析、識別、調(diào)用和比對，更要做到對被測應(yīng)用所在進程做諸如發(fā)送觸屏事件、發(fā)送按鍵事件這樣的操作控制。當前，除Windows Phone 7尚不明確外，各主流系統(tǒng)均提供了這樣的能力，如iOS系統(tǒng)從4.0版本開始增加的UI Automation instrument、Android從發(fā)布伊始就提供的 JUit和Instrumentation、Windows Mobile 6在SDK中集成的WMTF框架、Symbian 3基于QT開發(fā)的Testability Driver框架。圖2 Symbian 3的Testability Driver框架基本架構(gòu)圖

圖2 Symbian 3的Testability Driver框架基本架構(gòu)圖

白盒測試具有測試效率高、測試運行穩(wěn)定性好、不易受UI改動影響等優(yōu)點，但測試腳本往往采用編程語言(Android/OPhone的白盒測試腳本使用java語言開發(fā))、腳本開發(fā)技術(shù)門檻高，同時會受到操作系統(tǒng)本身特性的限制，跨進程測試實現(xiàn)困難(在Android/OPhone上，如在編輯彩信時跳轉(zhuǎn)到文件管理器里挑選附件，后續(xù)測試腳本是無法執(zhí)行的，因為文件管理器和彩信不在同一個進程中)。

黑盒測試

相對于白盒測試而言，黑盒測試指的是通過外部指令驅(qū)動手機并通過外部方式進行測試結(jié)果校驗的測試方式，即不考慮系統(tǒng)本身提供的自動化測試能力，所有的測試行為均在系統(tǒng)外部進行。比較典型的自動化黑盒測試方案是：通過手機操作系統(tǒng)對外提供的接口向手機發(fā)送觸屏、按鍵等指令控制手機執(zhí)行各種操作，同時將特定操作步驟執(zhí)行后的手機當前屏幕顯示做截圖，再將截圖數(shù)據(jù)通過圖像對比或OCR的方式進行結(jié)果校驗。

黑盒測試方式多被手機廠商或獨立的手機自動化測試工具提供商所采用。像諾基亞在S40平臺上使用的Austere C、在S60平臺上使用的ART2、摩托羅拉在非智能機平臺上使用的FlexAuto、索愛在多個產(chǎn)品平臺上使用的BRAT、獨立軟件開發(fā)商BSQUARE公司的CountDown均屬于黑盒自動化測試系統(tǒng)。

圖3 BSQUARE公司的CountDown

黑盒測試方式不受操作系統(tǒng)內(nèi)部特性的限制(如可以避免跨進程操作的限制)，對手機操作系統(tǒng)本身是否具備高級的自動化測試能力也沒有很高的要求;測試腳本可以采用描述性語言，而且可以提供簡單易用的圖形化操作界面，降低了使用門檻，有利于自動化測試在測試團隊中的大范圍推廣。但由于使用圖像對比或OCR的方式做結(jié)果校驗，測試腳本受UI變動的影響較大，腳本維護成本會比較高;在執(zhí)行效率、不同規(guī)格的手機適配便利性方面也不如白盒測試方式。

由于白盒測試和黑盒測試各有利弊，一般來說，在實際測試項目中，兩種測試方式會配合使用、各取所長。

OPhone的自動化測試

OPhone走的是Android+ 路線，自然繼承了Android在自動化測試方面的能力。目前OPhone在白盒自動化測試方面使用的也是JUnit+Instrumentation框架，對上述兩種白盒測試類型都能很好的支持。黑盒自動化測試方面，OPhone目前有兩套自己的黑盒測試系統(tǒng)A-Tool和OSTT，分別用于平臺測試的各環(huán)節(jié)(如功能測試、壓力測試、交互測試等)和OPhone專項測試中的MTBF(平均無故障時間)測試?；趦商诇y試框架共開發(fā)出近萬個測試腳本，覆蓋了大多數(shù)應(yīng)用層模塊和部分底層模塊?；谝陨峡蚣荛_發(fā)的分布式測試系統(tǒng)和多框架集成測試系統(tǒng)已經(jīng)投入使用或即將完成研發(fā)。同時OPhone還具有自行開發(fā)或引進的各類自動化測試工具24款，類型涵蓋了功能測試工具、壓力測試工具、性能測試工具、MTBF穩(wěn)定性測試工具、測試輔助工具和系統(tǒng)監(jiān)控工具。

通過構(gòu)建自動化測試框架、開發(fā)自動化測試腳本、構(gòu)建自動化測試系統(tǒng)和開發(fā)自動化測試工具，OPhone已經(jīng)初步形成了較為完善的自動化測試體系。自動化測試已經(jīng)應(yīng)用在OPhone平臺開發(fā)流程中的各個環(huán)節(jié)，例如每日構(gòu)建出來后自動執(zhí)行版本檢查，對各軟件模塊進行單元測試，對系統(tǒng)進行自動化功能測試和自動化系統(tǒng)測試，產(chǎn)品上市前還有自動化的MTBF測試。

由于手機產(chǎn)品與用戶有密切的交互，很多功能需要以測試人員的主觀感受作為檢驗結(jié)果的依據(jù)，所以人工測試仍會在手機測試工作中占主導(dǎo)地位。但隨著自動化測試技術(shù)的發(fā)展，會有越來越多的人工測試可以被自動化測試所替代，也會有越來越多的人工無法完成的測試任務(wù)被自動化測試所實現(xiàn)。如何更好的實施自動化測試，仍將會是業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點。OPhone團隊也將繼續(xù)在此方面進行有益的探索和實踐，以此提升OPhone測試水平，更好的保障OPhone產(chǎn)品的質(zhì)量。