Android 应用测试基础知识

本页概述了测试 Android 应用的核心原则，包括主要的最佳实践及其优势。

测试的优势

测试是应用开发过程中不可或缺的一部分。通过对您的应用进行持续的测试，您可以在公开发布之前验证应用的正确性、功能行为和可用性。

您可以手动浏览应用来对其进行测试。您可以使用不同的设备和模拟器、更改系统语言，并尝试重现每一个用户错误或遍历每一个用户流程。

然而，手动测试难以扩展，并且很容易忽略应用行为中的回归问题。自动化测试涉及使用能够为您执行测试的工具，这种方式速度更快、可重复性更高，并且通常能在开发过程的早期为您提供更多可操作的反馈。

Android 中的测试类型

移动应用非常复杂，必须在多种环境中良好运行。因此，存在多种类型的测试。

测试主体

例如，根据测试主体的不同，测试类型也有所区别：

  • 功能测试 (Functional testing)：我的应用是否实现了预期功能？
  • 性能测试 (Performance testing)：它的运行速度是否快且高效？
  • 无障碍测试 (Accessibility testing)：它是否能与无障碍服务良好配合？
  • 兼容性测试 (Compatibility testing)：它是否能在所有设备和 API 级别上良好运行？

作用域

测试还可以根据规模或隔离程度进行划分：

  • 单元测试 (Unit tests) 或 小型测试仅验证应用的一小部分，例如一个方法或类。
  • 端到端测试 (End-to-end tests) 或 大型测试同时验证应用的较大组成部分，例如整个屏幕或用户流程。
  • 中型测试 (Medium tests) 介于两者之间，用于检查两个或多个单元之间的集成 (integration) 情况。
Tests can be either small, medium, or big.
图 1：典型应用中的测试范围。

测试的分类方式有很多。然而，对于应用开发者来说，最重要的区别在于测试运行的位置。

插桩测试与本地测试

您可以在 Android 设备上或另一台计算机上运行测试。

  • 插桩测试 (Instrumented tests) 在 Android 设备（实体设备或模拟器）上运行。应用会与一个测试应用一起构建并安装，该测试应用会注入命令并读取状态。插桩测试通常是 UI 测试，即启动应用并与其进行交互。
  • 本地测试 (Local tests) 在您的开发机器或服务器上执行，因此也称为宿主端测试 (host-side tests)。它们通常规模较小且运行速度快，能够将测试对象与应用的其余部分隔离开来。
Tests can run as instrumented tests on a device, or local tests on your development machine.
图 2：根据运行位置划分的不同测试类型。

并非所有的单元测试都是本地测试，也并非所有的端到端测试都在设备上运行。例如：

  • 大型本地测试：您可以使用在本地运行的 Android 模拟器，例如 Robolectric。
  • 小型插桩测试：您可以验证代码是否能与框架功能（例如 SQLite 数据库）良好配合。您可以在多台设备上运行此测试，以检查与不同 SQLite 版本的集成情况。

示例

以下代码片段展示了如何在插桩 UI 测试中与 UI 进行交互，该测试会点击一个元素并验证是否显示了另一个元素。

Espresso

// When the Continue button is clicked
onView(withText("Continue"))
    .perform(click())

// Then the Welcome screen is displayed
onView(withText("Welcome"))
    .check(matches(isDisplayed()))

Compose UI

// When the Continue button is clicked
composeTestRule.onNodeWithText("Continue").performClick()

// Then the Welcome screen is displayed
composeTestRule.onNodeWithText("Welcome").assertIsDisplayed()

此片段展示了 ViewModel 的单元测试（本地、宿主端测试）的一部分。

// Given an instance of MyViewModel
val viewModel = MyViewModel(myFakeDataRepository)

// When data is loaded
viewModel.loadData()

// Then it should be exposing data
assertTrue(viewModel.data != null)

可测试的架构

借助可测试的应用架构，代码结构允许您轻松地独立测试其不同部分。可测试的架构还具有其他优势，例如更好的可读性、可维护性、可扩展性和可重用性。

一种不可测试的架构会导致以下后果：

  • 更大、更慢、更不稳定的测试。无法进行单元测试的类可能必须通过更大的集成测试或 UI 测试来覆盖。
  • 测试不同场景的机会更少。大型测试速度较慢，因此测试应用的所有可能状态可能是不现实的。

如需了解有关架构指南的更多信息，请参阅应用架构指南。

解耦方法

如果您能将函数、类或模块的一部分从其余部分中提取出来，测试它就会变得更容易且更有效。这种做法被称为解耦，它是可测试架构中最重要的概念。

常见的解耦技术包括：

  • 将应用拆分为层 (layers)，例如表现层、领域层和数据层。您还可以将应用拆分为模块 (modules)，每个功能一个模块。
  • 避免在具有大量依赖项的实体（如 Activity 和 Fragment）中添加逻辑。将这些类用作框架的入口点，并将 UI 和业务逻辑移动到其他地方，例如 Composable、ViewModel 或领域层。
  • 避免在包含业务逻辑的类中直接进行框架依赖 (framework dependencies)。例如，不要在 ViewModel 中使用 Android Context。
  • 使依赖项易于替换。例如，使用接口而不是具体实现。即使不使用 DI 框架，也要使用依赖注入。

后续步骤

现在您已经了解了为什么要进行测试以及两种主要的测试类型，您可以阅读测试内容或了解测试策略。

或者，如果您想创建您的第一个测试并通过实践学习，请查看测试 Codelab。