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App自动化测试 | Appium 介绍及环境安装

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Appium是一个可用于测试iOS、 Android操作系统和Windows桌面平台原生应用，移动网页应用和混合应用的自动化测试框架。

  • 原生应用（Native App）：用 android、iOS或者Windows SDK编写的应用

  • 移动网页应用（Web App）：通过手机浏览器访问的网页应用，比如iOS中 safari应用，Android上的Chrome应用或者内置浏览器应用，不会占用手机的存储空间。

  • 混合应用（Hybrid App）：同时具备Native App和Web App的特性，一种 webview应用，将Javascript，HTML和CSS执行在embedded webview中，外层用Native App wrapper包起來。

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Appium 跨语言支持：Java、 Python、 Ruby、JavaScript (Node.js)、PHP、C# (.NET)、RobotFramework等，Appium是跨平台的，可以用在OSX，Windows以及Linux桌面系统上运行。

Appium架构

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WebDriver

Selenium Webdriver API实现脚本语言与浏览器之间的通信，是一个远程控制接口，可参考Selenium Webdriver 架构。 Webdriver定义的JSON Wire Protocol（JSON有线协议）实现selenium客户端与remote server（浏览器驱动的HTTP服务器）的交互，remote server将命令发送给浏览器，实现浏览器的native调用。

WebDriver协议可参考官方文档：https://w3c.github.io/webdriver/

Appium WebDriver对Selenium Webdriver协议进行了扩展（Mobile JSON Wire Protocol），Appium 客户端通过Webdriver协议与Appium Server进行交互。

Appium引擎列表

为了不重新编译或修改应用，Appium 使用系统自带的自动化框架：
Android 4.3+

  • UIAutomator
  • UIAutomator2[推荐]

iOS

  • UIAutomation (iOS ≤ 9.3)
  • XCUITest[推荐] (iOS ≥ 9.3)

Windows:

  • WinAppDriver

Appium的设计理念

Client/Server设计模式

Appium采用 C/S架构，Appium与客户端建立连接并监听命令，然后在移动设备上执行这些命令，命令执行结果通过 HTTP 响应的方式返回。客户端通过 WebDriver json wire协议与服务端通讯。由于Appium的这种特性，我们可以将Appium server放在与测试机不同的机器上。Appium Server是使用 Node.js 编写的HTTP服务。

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session 会话

Appium自动化执行时会首先拉起一个session会话，客户端和服务器之间初始化一个session，通过发送一个POST /session建立连接，客户端的post请求中携带一个称为 ‘desired capabilities‘ 的JSON对象，定义设备平台（iOS或Android）、版本、server地址等请求字段，后面的文章将详细介绍。服务器接收到请求后会建立一个session并回应一个session ID，建立好连接后就可以发送命令了。

Appium Clients

Appium支持多语言，包括Java, Ruby, Python, PHP, JavaScript, 和 C#，这些客户端库支持WebDriver 协议扩展。

语言/框架 Github仓库地址
Ruby https://github.com/appium/ruby_lib, https://github.com/appium/ruby_lib_core
Python https://github.com/appium/python-client
Java https://github.com/appium/java-client
JavaScript (Node.js) https://github.com/admc/wd
JavaScript (Node.js) https://github.com/webdriverio/webdriverio
JavaScript (Browser) https://github.com/projectxyzio/web2driver
Objective C https://github.com/appium/selenium-objective-c
PHP https://github.com/appium/php-client
C# (.NET) https://github.com/appium/appium-dotnet-driver
RobotFramework https://github.com/serhatbolsu/robotframework-appiumlibrary

Appium工作原理

  1. 首先开启Appium server，它会默认监听4723端口
  2. appium客户端（测试脚本）基于Json wire protocol发送设备信息给Appium server，请求创建session。其中设备信息放在desired capabilities中，包括系统平台，版本，应用等信息（详细介绍参考App控件定位）。session用于保存设备配置信息。
  3. Appium server创建session id并返回给client：appium server调用AndroidDriver为client生成一个session并且生成一个与此session相关联的session id，作为client与server之间通信的唯一标识。
  4. 开启bootstrap socket服务器：Appium在初始化时将中间件Bootstrap.jar推送到设备，bootstrap是uiautomator的测试脚本，继承于UiautomatorTestCase。手机端通过该脚本监听端口4724，appium server作为socket-client端通过4724端口将请求发送给socket服务器（bootstrap.jar），然后bootstrap将appium命令转换成uiautomator命令。

连接建立完成后，Appium client基于Json wire protocol通过4723端口将指令发送给Appium server，Appium server（socket-client）通过4724端口转发给中间件bootstrap.jar（socket-server），bootstrap.jar将请求转换成UiAutomator可以识别的命令，发给UiAutomator对设备进行操作。执行完操作后将执行的结果返回给Appium server，Appium server返回给Appium客户端，客户端对结果做校验。

Appium生态工具

  • adb：android的控制工具，用于获取 android的各种数据和控制

  • Appium Desktop：内嵌了 appium server和inspector的综合工具

  • Appium Server：appium的核心工具，命令行工具

  • Appium client：各种语言的客户端封装库，用于连接 appium server

  • AppCrawler：自动遍历工具

appium使用 appium-xcuitest-driver来测试iPhone设备,其中需要安装 facebook开发的WDA(webdriver agent)来驱动iOS测试，下面介绍Android APP测试环境安装。

Appium环境安装

  • Java1.8版本
  • Android sdk
  • Node.js(>=10 版本)，npm(>=6 版本)
  • Python3
  • Appium-desktop
  • Appium python client

1、安装Node.js

  • Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境
  • Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，使其轻量又高效。
  • 是运行在服务端的 JavaScript

https://nodejs.org/en/download/
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命令行窗口中运行node -v 查看是否安装成功
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2、安装jdk

jdk下载下载地址：
https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

按照默认路径安装
配置环境变量
“我的电脑”右键菜单—->属性—->高级—->环境变量—->系统变量—>新建

  • 变量名：JAVA_HOME
    变量值：C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_144
  • 变量名：CALSS_PATH
    变量值：.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;

找到path变量名—>“编辑”添加：

  • 变量名：PATH
    变量值：%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;

查看是否安装成功：java -version
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3. 安装Android SDK

Android SDK是Google提供的Android开发工具包，在开发Android应用的时候会用到，需要通过引入工具包来调用Android的API

下载地址：https://developer.android.com/
中文社区的SDK下载地址：
http://tools.android-studio.org/index.php/sdk

双击打开SDK Manage.exe，安装API版本和对应的工具包，这些在运行模拟器和真机测试的时候会使用到。

配置环境变量
新建环境变量ANDROID_HOME，变量值为sdk的路径：E:\Android\android-sdk

“我的电脑”右键菜单—->属性—->高级—->环境变量—->系统变量—>新建

  • 变量名：ANDROID_HOME
    变量值：D:\android\android-sdk-windows

找到环境变量path—>“编辑”添加：

  • 变量名：PATH
    • 变量值：;% ANDROID_HOME%\platform-tools;
    • 变量值：% ANDROID_HOME%\build-tools;
    • 变量值：% ANDROID_HOME%\tools;

tools目录下运行android命令，platform-tools目录运行adb命令

检验Android SDK是否安装成功：adb version
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4. 安装Appium

下载地址：https://bitbucket.org/appium/appium.app/downloads/?tab=downloads
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  • 安装完成后添加到环境变量
  • 把安装的appium文件夹的Appium\node_modules.bin加到系统环境变量path中

运行appium-doctor，检测appium运行环境的工具
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5. 安装appium-desktop

下载地址：https://github.com/appium/appium-desktop/releases/tag/v1.15.1

6. 下载Appium-Python-Client

下载链接：https://pypi.org/project/Appium-Python-Client/
运行python setup.py install安装
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或者运行 pip install Appium-Python-Client 安装。

appium测试

下面来测试一下是否能够进行 Android APP自动化测试

测试APP使用appium提供的测试APP: android-apidemos，它是从Google的Android ApiDemos fork过来的。

下载成功后安装到测试机：adb install ApiDemos-debug.apk

1. 启动appium

IP和端口号默认就行（如果你的appium server不在本地，IP地址需要填写appium所在的主机IP地址），点击Start Server：
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可以看到appium server已经启动，这个窗口会显示appium server运行日志。

windows中使用手动方式打开appium比较麻烦，可以使用bat脚本来启动appium：

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@echo off REM 回显到控制台上

start cmd /k """taskkill /f /im adb.exe&adb start-server&node "C:\\Program Files\\Appium\\resources\\app\\node_modules\\appium\\build\\lib\\main.js" --address 127.0.0.1 --port 4723 --session-override --log-level debug --log d:/appium-server.log"""

main.js位于Appium安装路径下

注意命令之间用 & 隔开。

& 、&& 和 ||区别

  • cmd1 & cmd2 & cmd3：无论前面的命令是否执行成功，后面的命令都会执行
  • cmd1 && cmd2 && cmd3：如果前面的命令执行失败，退出，后面的命令不会执行。
  • cmd1 || cmd2 || cmd3：前面的命令执行成功就退出，不会执行后面的命令。

2. 手机USB连接电脑

adb devices命令查看手机是否连接成功

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$ adb devices
List of devices attached
SNHVB20C18002195        device

3. 编写测试脚本

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from appium import webdriver

class TestApidemos:
    def setup(self):
        desired_caps = {
            'platformName': 'Android',
            'platformVersion': '10',
            'deviceName': 'SNHVB20C18002195',
            'appPackage': 'io.appium.android.apis',
            'appActivity': '.ApiDemos',
            'automationName': 'Uiautomator2',
            'newCommandTimeout': 3000
        }
        self.driver = webdriver.Remote('http://127.0.0.1:4723/wd/hub', desired_caps)
        self.driver.implicitly_wait(5)

    def teardown_method(self):
        self.driver.quit()

    def test_appium(self):
        elem = self.driver.find_element_by_xpath('//*[@text="App"]')
        elem.click()
        Alarm_exist = self.driver.find_element_by_xpath('//*[@text="Alarm"]').is_displayed()
        assert Alarm_exist == True

使用pytest命令执行测试脚本：

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$ pytest test_apidemos.py::TestApidemos::test_appium

参考文档

  1. WebDriver协议：https://w3c.github.io/webdriver/

  2. Mobile JSON Wire Protocol：https://github.com/SeleniumHQ/mobile-spec/blob/master/spec-draft.md


本文标题:App自动化测试 | Appium 介绍及环境安装

文章作者:hiyo

文章链接:https://hiyongz.github.io/posts/appium-install-and-architecture/

许可协议:本博客文章除特别声明外，均采用CC BY-NC-ND 4.0 许可协议。转载请保留原文链接及作者。

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