在 Android 自动化测试中，UIautomator 是 Google 官方提供的一个 Android 自动化测试框架。该框架可以实现获取屏幕控件和相关操作的功能，十分强大。但是，该框架有两个主要的缺点：
1、只支持 java 语言进行脚本开发
2、测试脚本要打包成 jar 或者 apk 包上传到设备上才能运行，环境准备和搭建都比较繁琐

为解决以上问题，我们希望快速编写自动化测试脚本，并且直接在电脑上运行，操作设备，所见即所得的进行测试。对此我们选用了 python 作为脚本语言，并利用第三方开源的库 uiautomator2 进行脚本开发。
Uiautomator2 原理是在手机上运行了一个 http rpc 服务，将 uiautomator 中的功能开放出来，然后再将这些 http 接口封装成 Python 库。目前该项目在 github 上仍然持续更新中。下面将对该库的使用方法做一下介绍和实战操作。

一、Uiautomator2 模块的安装和环境准备

安装过程比较简单，python 环境准备好之后，通过 pip 即可安装，执行命令：
pip install uiautomator2

安装之后，我们在电脑上连接一台要测试的 Android 手机，然后执行
python -m uiautomator2 init

该命令是用于初始化我们的测试手机，该过程将安装包含 http rpc 服务的 apk 到手机主要有：atx-agent, minicap, minitouch 等。

我们测试一下环境是否准备 ok，在脚本中执行如下代码：

import uiautomator2 as u2
d = u2.connect()
print(d.info)

输出：

能正确输出信息证明环境和设备准备 ok

1、几种连接测试机的操作

通过 usb 数据线连接
假设设备的 deviceid 是"1234567abc"
则连接语句是

通过 adbWi-Fi 无线连接
手机与电脑在同一局域网下，并且手机的 ip 地址是 “168.0.0.1”
可以通过以下方式进行无线连接：

2、安装、启动和停止一个 app

安装
可以通过 url 或直接安装一个 apk 包：

# 通过url安装apk包
d.app_install('http://some-domain.com/some.apk')

# 直接安装apk包
d.app_install('some.apk')

启动 app

# 默认的这种方法是先通过atx-agent解析apk包的mainActivity，然后调用am start -n $package/$activity启动
d.app_start("com.example.hello_world")

# 使用 monkey -p com.example.hello_world -c android.intent.category.LAUNCHER 1 启动
# 这种方法有个附带的问题，它自动会将手机的旋转锁定给关掉
d.app_start("com.example.hello_world", use_monkey=True) # start with package name

# 通过指定main activity的方式启动应用，等价于调用am start -n com.example.hello_world/.MainActivity
d.app_start("com.example.hello_world", ".MainActivity")

停止 app

# 相当于使用命令：`am force-stop`
d.app_stop("com.example.hello_world")
# 相当于使用命令：`pm clear`
d.app_clear('com.example.hello_world')

3、上传文件到手机/从手机取得文件

上传文件到手机
上传文件使用 push() 方法：

# 上传文件夹到指定目录
d.push("foo.txt", "/sdcard/")
# 上传文件并重命名
d.push("foo.txt", "/sdcard/bar.txt")
# 上传一个文件对象
with open("foo.txt", 'rb') as f:
     d.push(f, "/sdcard/")
# 上传并且更改文件的权限
d.push("foo.sh", "/data/local/tmp/", mode=0o755)

从手机上下载文件
下载文件使用 pull() 方法：

# 从手机上下载目标文件
d.pull(src="/sdcard/tmp.txt", dst="tmp.txt")

4、操控手机的基本事件

操控手机的基本事件主要有亮屏、灭屏、获取屏幕状态、按键、解锁屏幕、点击屏幕、截图等操作。

亮屏/灭屏

d.screen_on()  # 点亮屏幕
d.screen_off()  # 关闭屏幕

获取屏幕状态

d.info.get('screenOn') # 获取当前屏幕是否是点亮状态，返回True/False

按键点击
可以通过按键名使用 press() 方法来进行点击，目前支持的按键名有：home、back、left、right、up、down、delete（del）、volume_up、volume_down、volume_mute 等。

d.press("home")  # 通过按键名点击，home键
d.press("back")  # 通过按键名点击，back

解锁屏幕

d.unlock() # 解锁操作

点击屏幕
根据坐标点击：

d.click(x, y) # 根据坐标点击屏幕

双击：

d.double_click(x, y, 0.1) # 双击点（x，y），中间间隔0.1s

长按：

d.long_click(x, y, 0.5) # 长按点（x,y),时长0.5s

滑动：

d.swipe(sx, sy, ex, ey, 0.5) # 开始点是（sx，sy），结束点是（ex,ey),从开始滑动到结束，速度是0.5s

拖拽：

d.drag(sx, sy, ex, ey, 0.5) #从（sx，sy)拖拽到（ex,ey),速度是0.5s

在点之间滑动（可用于实现九宫格解锁操作）

d.swipe_points([(x0, y0), (x1, y1), (x2, y2)], 0.2)) # 从点（x0,y0）滑动到点（x1,y1）再滑动到（x2,y2）,中间间隔0.2s

截图
截图功能需要额外安装 python 模块：pillow

image = d.screenshot() # 默认使用pillow模块
image.save("home.jpg") # 支持保存jpg或者png格式图片

5、元素定位和操作
我们通过选择器（selector）来获取屏幕上的控件，这个操作与原生 uiautomator 类似，比如我们可以通过 text 和 className 来获取一个控件：

selector_clock = d(text='Clock', className='android.widget.TextView') #通过text和className获取控件

目前可支持的选择器有：

text, textContains, textMatches, textStartsWith
className, classNameMatches
description, descriptionContains, descriptionMatches, descriptionStartsWith
checkable, checked, clickable, longClickable
scrollable, enabled,focusable, focused, selected
packageName, packageNameMatches
resourceId, resourceIdMatches
index, instance

还可以通过子节点、兄弟节点方式来定位元素：

获取子节点

d(className="android.widget.ListView").child(text="Bluetooth")

获取兄弟节点

d(text="Google").sibling(className="android.widget.ImageView"

通过子节点的 text 或 description 属性获取子节点（child_by_text、child_by_description）

d(className="android.widget.ListView", resourceId="android:id/list").child_by_text("Bluetooth", className="android.widget.LinearLayout")

二、实战：获取百度音箱 app 上的对话信息

我们为了自动化测试百度音箱的问答效果，准备了很多音频文件，需要通过脚本控制自动向百度音箱播放音频（问题），音箱接收音频信息后，会在百度音箱的 app 上显示对话的内容（问题和答案），我们通过抓取百度音箱 app 上显示的对话列表的内容，并将结果保存到 excel 文档中，完成整个自动化测试流程。

我们可以直接通过编写一个 python 脚本在电脑上运行来完成上述全部功能，其中核心就是使用上面介绍的 uiautomator2 模块，核心代码如下：

def get_asr_and_tts():
    d = u2.connect(device_id) # 连接手机
time.sleep(1)
    duihua_list = d(description='对话历史', className='android.view.View')  # 获取对话列表控件
duihua_list.scroll(5)  # 添加向上滑动操作，保证页面显示的是最新内容
print('scroll stop.....')
    time.sleep(1)
    duihua_list_info = duihua_list.info
    duihua_list_child_count = duihua_list_info['childCount']  # 获取到对话列表控件下的全部子元素的个数
print(duihua_list_child_count)
    last_box = duihua_list.child(index=duihua_list_child_count-2)  # 通过index选择器获取对话列表内最新的对话
last_box_info = last_box.info
print(last_box_info)
    general_asr_box = duihua_list.child(index=duihua_list_child_count-4)  # 获取问题的控件
    general_tts_box = duihua_list.child(index=duihua_list_child_count-2)  # 获取答案的控件
    general_asr_box_height = get_box_height(general_asr_box)
    general_asr_text = general_asr_box.info['contentDescription']  # 获取问题文本
    general_tts_text = general_tts_box.info['contentDescription']  #

return general_asr_text, general_tts_text

操作的页面：

最后获得的结果：

三、总结

以上是使用 python 的 uiautomator2 模块来进行 Androiduiautomator 自动化脚本开发的简单介绍，通过使用这个模块，我们可以直接使用 python 编写脚本来操作 app，简化了使用原生 uiautomator 的复杂环境搭建和打包过程，并且直接运行脚本可以更好加入自己的测试逻辑在脚本中，更直观达到我们自动化测试的目的。更详细的内容可以查看该项目的 GitHub。

参考文档：
Uiautomator2 项目的 github 地址：https://github.com/openatx/uiautomator2