絕非浮云――手機(jī)自動(dòng)化測試技術(shù)漫談及OPhone自動(dòng)

近年來，隨著智能手機(jī)操作系統(tǒng)的快速發(fā)展，在技術(shù)和需求層面上為手機(jī)自動(dòng)化測試提供了豐富土壤，手機(jī)自動(dòng)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(dòng)化測試工作過程中，對業(yè)內(nèi)開展自動(dòng)化測試的情況進(jìn)行過一些粗淺的研究和總結(jié)?？傮w來說，目前手機(jī)自動(dòng)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(jī)自動(dòng)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?yán)碚撝兴傅陌缀袦y試，即依賴被測對象的源代碼具體實(shí)現(xiàn)的測試方式。在手機(jī)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(jī)軟件自身特點(diǎn)，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(yàn)手機(jī)GUI控件元素對手機(jī)進(jìn)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(shí)現(xiàn)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。這種類型的白盒測試一般用于驗(yàn)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(dòng)化的性能測試、壓力測試等。

目前幾大主流手機(jī)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(shí)還有Symbian OS Unit框架可供使用?？偟脕砜?，各個(gè)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(shí)現(xiàn)起來要比第一種類型復(fù)雜，因?yàn)樗粌H要做到對界面組成元素的解析、識(shí)別、調(diào)用和比對，更要做到對被測應(yīng)用所在進(jìn)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(dāng)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(yùn)行穩(wěn)定性好、不易受UI改動(dòng)影響等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)會(huì)受到操作系統(tǒng)本身特性的限制，跨進(jìn)程測試實(shí)現(xiàn)困難(在Android/OPhone上，如在編輯彩信時(shí)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?yàn)槲募芾砥骱筒市挪辉谕粋€(gè)進(jìn)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(dòng)手機(jī)并通過外部方式進(jìn)行測試結(jié)果校驗(yàn)的測試方式，即不考慮系統(tǒng)本身提供的自動(dòng)化測試能力，所有的測試行為均在系統(tǒng)外部進(jìn)行。比較典型的自動(dòng)化黑盒測試方案是：通過手機(jī)操作系統(tǒng)對外提供的接口向手機(jī)發(fā)送觸屏、按鍵等指令控制手機(jī)執(zhí)行各種操作，同時(shí)將特定操作步驟執(zhí)行后的手機(jī)當(dāng)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(jìn)行結(jié)果校驗(yàn)。

黑盒測試方式多被手機(jī)廠商或獨(dú)立的手機(jī)自動(dòng)化測試工具提供商所采用。像諾基亞在S40平臺(tái)上使用的Austere C、在S60平臺(tái)上使用的ART2、摩托羅拉在非智能機(jī)平臺(tái)上使用的FlexAuto、索愛在多個(gè)產(chǎn)品平臺(tái)上使用的BRAT、獨(dú)立軟件開發(fā)商BSQUARE公司的CountDown均屬于黑盒自動(dòng)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(jìn)程操作的限制)，對手機(jī)操作系統(tǒng)本身是否具備高級的自動(dòng)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(dòng)化測試在測試團(tuán)隊(duì)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(yàn)，測試腳本受UI變動(dòng)的影響較大，腳本維護(hù)成本會(huì)比較高;在執(zhí)行效率、不同規(guī)格的手機(jī)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(shí)際測試項(xiàng)目中，兩種測試方式會(huì)配合使用、各取所長。

OPhone的自動(dòng)化測試

OPhone走的是Android+ 路線，自然繼承了Android在自動(dòng)化測試方面的能力。目前OPhone在白盒自動(dòng)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(dòng)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(tái)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(xiàng)測試中的MTBF(平均無故障時(shí)間)測試?；趦商诇y試框架共開發(fā)出近萬個(gè)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(shí)OPhone還具有自行開發(fā)或引進(jìn)的各類自動(dòng)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(dòng)化測試框架、開發(fā)自動(dòng)化測試腳本、構(gòu)建自動(dòng)化測試系統(tǒng)和開發(fā)自動(dòng)化測試工具，OPhone已經(jīng)初步形成了較為完善的自動(dòng)化測試體系。自動(dòng)化測試已經(jīng)應(yīng)用在OPhone平臺(tái)開發(fā)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，例如每日構(gòu)建出來后自動(dòng)執(zhí)行版本檢查，對各軟件模塊進(jìn)行單元測試，對系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化功能測試和自動(dòng)化系統(tǒng)測試，產(chǎn)品上市前還有自動(dòng)化的MTBF測試。

由于手機(jī)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(yàn)結(jié)果的依據(jù)，所以人工測試仍會(huì)在手機(jī)測試工作中占主導(dǎo)地位。但隨著自動(dòng)化測試技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有越來越多的人工測試可以被自動(dòng)化測試所替代，也會(huì)有越來越多的人工無法完成的測試任務(wù)被自動(dòng)化測試所實(shí)現(xiàn)。如何更好的實(shí)施自動(dòng)化測試，仍將會(huì)是業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)。OPhone團(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)在此方面進(jìn)行有益的探索和實(shí)踐，以此提升OPhone測試水平，更好的保障OPhone產(chǎn)品的質(zhì)量。