uiautomator2.0脱离PC运行，实现模拟点击

最近在开发一个自动化测试工具，但又不想那么麻烦的让手机一直连着电脑，所以想找找有没有办法让工具脱离PC运行，由于之前接触过uiautomator，所以想基于这个框架来实现。刚开始主要参考了一个大神的文章 uiautomator2.0+脱离PC运行（apk启动uiautomator2.0+）的实现方案 进行方案验证。但在实施过程中，遇到了一些问题，通过各种搜各种查，最终都解决了，期间还顺便把android studio升级到了3.2版本。本文主要是在之前这位大神发表的文章基础上，再将方案和流程细化一下，避免大家再次踩坑。

实现效果

打开MyTest.apk，点击 RUN，就能直接运行uiautomator脚本。

开发环境

IDE：Android Studio3.2

硬件：已经ROOT的红米Note

如果手机没有 root，则需要事先准备好该手机操作系统对应的系统签名文件，因为 MyTest APP 需要拥有系统权限，才能执行 am instrument 命令来运行 uiautomator 脚本。由于很多手机厂商会对 Android 系统进行定制修改，所以使用原生的 Android 系统证书 platform.x509.pem 和 platform.pk8 文件给 APP 添加系统签名是无效的。所以最终我选择了将手机 ROOT 。

方案概述

• 新建一个Android app工程MyTest，在Activity中添加Button，用于启动uiautomaotr脚本
• 给这个app添加系统签名。若手机已root，则忽略此步。
• 在MyTest中新建一个module，命名为MyTestCase，用于编写uiautomaotr脚本
• 使用am instrument命令实现脚本的运行，执行模拟点击

具体步骤

1、新建一个Android应用，命名为MyTest

并选择Empty Activity，一路next到finish。

2、给UI增加Button，修改res/layout目录下activity_main.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:onClick="runMyUiautomator"
        android:id="@+id/runBtn"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="run" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

3、修改MainActivity.java文件MainActivity Class。添加Button事件、uiautomator线程、创建CMDUtils类等。

注意： generateCommand 函数的三个入参分别是待会我们要创建的 uiautomator 脚本的包名、类名、方法名。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";
    Button runBtn;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        runBtn= findViewById(R.id.runBtn);
    }

    /**
     * 点击按钮对应的方法
     * @param v
     */
    public void runMyUiautomator(View v){
        Log.i(TAG, "runMyUiautomator: ");
        new UiautomatorThread().start();
        Toast.makeText(this, "start run", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }

    /**
     * 运行uiautomator是个费时的操作，不应该放在主线程，因此另起一个线程运行
     */
    class UiautomatorThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            String command = generateCommand("zhepan.com.mytestcase", "ExampleInstrumentedTest ", "useAppContext");
            CMDUtils.CMD_Result rs= CMDUtils.runCMD(command,true,true);
            Log.e(TAG, "run: " + rs.error + "-------" + rs.success);
        }

        /**
         * 生成命令
         * @param pkgName uiautomator包名
         * @param clsName uiautomator类名
         * @param mtdName uiautomator方法名
         * @return
         */
        public  String generateCommand(String pkgName, String clsName, String mtdName) {
            String command = "am instrument -w -r -e debug false -e class "
                    + pkgName + "." + clsName + "#" + mtdName + " "
                    + pkgName + ".test/android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner";
            Log.e("test1: ", command);
            return command;
        }
    }
}

CMDUtils.java文件内容如下：
注意:

• 我没有采用给APP添加系统签名的方式来获取系统权限，而是在代码中使用Runtime.getRuntime().exec("su");来获取root权限，但前提是你的手机已经root，且装有授权管理，允许应用来申请root权限。

• 当执行Runtime.getRuntime().exec("su");这行代码时，手机上会弹出一个对话框问你是否允许申请root，但只是执行这条命令有root权限而已，并不是整个程序都有root权限。这点需要特别注意。

/**
 * 执行命令
 */
public class CMDUtils {

    private static final String TAG = "CMDUtils";

    public static class CMD_Result {
        public int resultCode;
        public String error;
        public String success;

        public CMD_Result(int resultCode, String error, String success) {
            this.resultCode = resultCode;
            this.error = error;
            this.success = success;
        }

    }

    /**
     * 执行命令
     *
     * @param command         命令
     * @param isShowCommand   是否显示执行的命令
     * @param isNeedResultMsg 是否反馈执行的结果
     * @retrun CMD_Result
     */
    public static CMD_Result runCMD(String command, boolean isShowCommand,
                                    boolean isNeedResultMsg) {
        if (isShowCommand)
            Log.i(TAG, "runCMD:" + command);
        CMD_Result cmdRsult = null;
        int result;
        Process process = null;
        PrintWriter pw = null;
        try {
            process = Runtime.getRuntime().exec("su"); //获取root权限
            pw = new PrintWriter(process.getOutputStream());
            pw.println(command);
            pw.flush();
            result = process.waitFor();
            if (isNeedResultMsg) {
                StringBuilder successMsg = new StringBuilder();
                StringBuilder errorMsg = new StringBuilder();
                BufferedReader successResult = new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(process.getInputStream()));
                BufferedReader errorResult = new BufferedReader(
                        new InputStreamReader(process.getErrorStream()));
                String s;
                while ((s = successResult.readLine()) != null) {
                    successMsg.append(s);
                }
                while ((s = errorResult.readLine()) != null) {
                    errorMsg.append(s);
                }
                cmdRsult = new CMD_Result(result, errorMsg.toString(),
                        successMsg.toString());
            }
        } catch (Exception e) {
            Log.e(TAG, "run CMD:" + command + " failed");
            e.printStackTrace();
        } finally {
           if (pw != null) {
                pw.close();
            }
            if (process != null) {
                process.destroy();
            }
        }
        return cmdRsult;
    }
}

4、新建一个Module，用于编写uiautomator脚本

单击项目名称，右击“New – Module – Phone&Table Module”，

并填写如下信息，

Next之后，选择 “Add No Activity” –> Finish。

5、修改mytestcase模块的build.gradle文件

• 打开build.gradle文件，可以看到系统已经自动在defaultConfig中添加了Runner（testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"）。如系统未自动添加，请自行添加一下。

• 在dependencies中添加依赖

  dependencies {
   	implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
  
    	implementation 'com.android.support:appcompat-v7:27.1.1'
    	implementation 'junit:junit:4.12'
    	implementation 'com.android.support.test:runner:1.0.2'
    	implementation 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.3'
    	androidTestImplementation 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:3.0.2'
  }

6、编写uiautomator脚本并运行（附加原理分析）

打开系统自行创建的测试类ExampleInstrumentedTest.java文件（在mytestcase\src\androidTest\java\zhepan\com\mytestcase目录下），或自己新建一个测试类。

修改ExampleInstrumentedTest类如下：

/**
 * Instrumented test, which will execute on an Android device.
 *
 * @see <a href="http://d.android.com/tools/testing">Testing documentation</a>
 */
@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class ExampleInstrumentedTest {
    private UiDevice mDevice;
    @Test
    public void useAppContext() throws UiObjectNotFoundException {
        mDevice = UiDevice.getInstance(InstrumentationRegistry.getInstrumentation());
        mDevice.pressHome();
        UiObject x=mDevice.findObject(new UiSelector().text("联系人"));
        x.click();
    }
}

Case说明：

• @RunWith注解，代表使用什么Runner
• @Test注解，表示当前的方法为测试方法

注意： 还记得第3步MainActivity.java文件中的generateCommand函数吗？这个函数的三个入参分别是 上面这个测试类的 包名、类名和方法名，一定要记得对应上。

接着运行一下你的case，测试是否有效。运行方法：点击带有Test注解的方法左侧绿色三角形

此时，控制台Run窗口会输出如下信息：

原理分析：

可以看出，窗口其实执行了3条命令：

$ adb push G:\Test\MyTest\mytestcase\build\outputs\apk\debug\mytestcase-debug.apk /data/local/tmp/zhepan.com.mytestcase

在我们点击运行之后，AS会自动将用例打包成apk文件。

$ adb shell pm install -t -r "/data/local/tmp/zhepan.com.mytestcase"

将这个apk安装到手机上

$ adb shell am instrument -w -r   -e debug false -e class 'zhepan.com.mytestcase.ExampleInstrumentedTest#useAppContext' zhepan.com.mytestcase.test/android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner

执行am命令，使用AndroidJunitRunner启动测试用例。

通过分析这个过程，我们知道了AS是如何将用例跑起来的。仿照这个原理我们就可以自己实现通过apk调用uiautomator用例：只要让app中的button响应事件去执行am instrument命令即可，但是由于执行这个命令是需要系统权限的，因此需要给app添加系统签名，或跑在已经root的手机上。

7、给APP添加系统签名（手机已 ROOT 的可跳过此步）

大致过程如下，具体的细节可以参照一位大神之前写过的文章Android Studio自动生成带系统签名的apk：
（1）修改MyTest APP中的manifest.xml文件，添加android:sharedUserId="android.uid.system"
（2）生成js文件
（3）使用keytool-importkeypair对jks文件引入系统签名
（4）配置gradle（app）

8、通过MyTest APP启动uiautomator脚本，实现脱离PC运行

运行MyTest APP，由于第6步已运行过uiautomator脚本，mytestcase-debug.apk已安装到手机上，所以此处不必再次运行脚本。

点击RUN，则回到主界面，并打开主界面上的联系人。至此，实现了uiautomator2.0脱离PC运行的效果。

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最后附上项目源码地址：https://github.com/pgz100/myuiautomator