背景

辅助程序（Accessibility）在大多数机型上具有重启设备后被激活的特性，可以完成 Android 测试框架（Uiautomator1.0、Uiautomator2.0）无法实现的功能。本文介绍如何搭建辅助程序和如何利用辅助程序进行黑盒测试。并总结了利用辅助程序执行黑盒测试遇到的问题，并在文末总结了各测试方案的应用场景。

辅助程序实现黑盒自动化测试的特点

辅助功能相较于测试框架在部分场景下有一定的优势，可以做更多场景的测试：

1. 运行辅助程序过程中可以执行 Uiautomator1.0 或 Uiautomator2.0 测试用例，执行测试用例过程中辅助程序会被中断，当测试用例执行结束后辅助程序会恢复运行；
2. 大部分机型重启设备，服务会自动运行，可以测试部分 app 开机自启功能等功能；
3. 由于是 App 方案，所以可以直接读取手机短信，设备插上手机卡后，可以在逻辑数据层拦截短信验证码，实现程序的验证码登陆；
4. 辅助程序有较高的优先级，程序保活能力非常强；

由于测试方式是基于 Accessibility 服务的 app，所以也有很多限制：

1. 和被测应用不在同一进程内，相较于 Uiautomator2.0 只能做黑盒测试；
2. 由于是 App 实现方案，所以在各系统上存在权限问题，不能像 Uiautomator1.0 一样获取系统运行信息（最近运行的应用、当前显示的 activity）
3. 执行点击动作需要使用 AccessibilityNodeInfo#performAction 方法，但是此方法只能在 clickable=true 时生效；
4. 无法直接操作屏幕，需要借助 AccessibilityService 的手势功能实现滑动屏幕、点击屏幕等动作；
5. 由于系统限制，高版本系统中启动其他 App 失败；
6. 发送键盘事件受限制，只能发送 Home、back、打开通知、打开快捷设置、打开电源弹窗等有限功能；
7. 辅助程序异常退出时会关闭辅助程序配置，需要在设置页面手动配置；

辅助程序服务配置与黑盒自动化测试实现

自定义 AccessibilityService 服务，在服务内重载系统方法，

初始化测试服务：重载 onServiceConnected 方法

当服务激活时调用此方法，在这里进行服务的初始化工作，主要配置 onAccessibilityEvent 方法感知的事件类型和服务配置。
1、获取 AccessibilityServiceInfo 对象：
getServiceInfo() 方法获取当前使用的 AccessibilityServiceInfo 对象，如果方法返回 null，直接通过 AccessibilityServiceInfo() 构造方法创建。

 AccessibilityServiceInfo accessibilityServiceInfo = getServiceInfo();
if (accessibilityServiceInfo == null) {
    accessibilityServiceInfo = new AccessibilityServiceInfo();
    setServiceInfo(accessibilityServiceInfo);
}

2、设置 AccessibilityServiceInfo#eventTypes 标记过滤 AccessibilityEvent 事件类型：
直接通过或运算符（|）添加标记，下面代码配置过滤控件点击、控件选择、控件获取焦点和文本变化事件，发生配置的事件时会调用 onAccessibilityEvent 方法。

accessibilityServiceInfo.eventTypes |= AccessibilityEvent.TYPE_VIEW_CLICKED;
accessibilityServiceInfo.eventTypes |= AccessibilityEvent.TYPE_VIEW_SELECTED;
accessibilityServiceInfo.eventTypes |= AccessibilityEvent.TYPE_VIEW_FOCUSED;
accessibilityServiceInfo.eventTypes |= AccessibilityEvent.TYPE_VIEW_TEXT_CHANGED;

3、 设置 AccessibilityServiceInfo#flags 配置测试能力：
下面的代码在默认配置基础上增加 WebView 测试能力。

accessibilityServiceInfo.flags |= AccessibilityServiceInfo.DEFAULT;
accessibilityServiceInfo.flags |= AccessibilityServiceInfo.FLAG_REQUEST_ENHANCED_WEB_ACCESSIBILITY;

AccessibilityServiceInfo.FLAG_REQUEST_FILTER_KEY_EVENTS 标记慎用，如果增加此标记，辅助程序会拦截设备按键事件，会导致点击返回键、home 键无效。

4、更新配置信息：需要调用 AccessibilityServiceInfo#setServiceInfo(AccessibilityServiceInfo info) 方法更新配置。

重载 onAccessibilityEvent(AccessibilityEvent accessibilityEvent) 方法，感知页面变化。

当发生页面变化时回调此方法，可用于触发自动处理弹窗的业务

重载 onInterrupt() 方法，释放资源

当系统中断辅助服务时调用（例如执行自动化测试用例），可以在这个方法内释放资源。

配置测试服务

配置清单文件：
需通过 meta-data 标签指定 accessibilityservice 配置文件，该文件位于 res/xml 文件夹下。

<service
    android:label="辅助按键服务"
    android:permission="android.permission.BIND_ACCESSIBILITY_SERVICE"
    android:exported="true"
    android:directBootAware="true"
    android:name=".service.TaskAccessibilityService">
    <intent-filter>
        <action android:name="android.accessibilityservice.AccessibilityService"/>
    </intent-filter>
    <meta-data
        android:name="android.accessibilityservice"
        android:resource="@xml/accessibility_service_config" />
</service>

属性介绍：
accessibilityservice 配置辅助程序属性：
android:description 配置辅助程序描述信息，在设置页面中显示
android:accessibilityFeedbackType 反馈方式
android:canPerformGestures 模拟手势配置，辅助程序滑动屏幕时必须配置此属性为 true
android:accessibilityFlags 等同 AccessibilityServiceInfo#flags 的设置，可以在代码中动态配置

res/xml/accessibility_service_config.xml 文件信息：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<accessibility-service xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:description="@string/accessibility_service_description"

    android:accessibilityFeedbackType="feedbackAllMask"
    android:canRetrieveWindowContent="true"
    android:canPerformGestures="true"
    android:notificationTimeout="100"
    android:accessibilityFlags="flagDefault"
    />

AccessibilityService 支持动作

下面是 AccessibilityService 可以直接调用的方法概述，通过下面这些方法可以获取 UI 测试过程中必要的数据和执行测试动作。

performGlobalAction 方法参数为 AccessibilityNodeInfo 的静态常量：

dispatchGesture 实现点击、滑动滑动屏幕

系统 SDK<24 时无法点击和滑动屏幕，需要通过 AccessibilityNodeInfo 的 performAction(int action) 方法实现 UI 操作，参数指定 ACTION_ACCESSIBILITY_FOCUS 获取焦点、ACTION_LONG_CLICK 执行长点击、执行 ACTION_CLICK 点击。

屏幕滑动和点击方法是借助 dispatchGesture 方法模拟手势实现的，通过 Path 指定屏幕滑动路径，调用 dispatchGesture 方法实现 Path 指定的滑动方式。具体实现代码如下：

Path mPath = new Path();
mPath.moveTo(startX, startY);//滑动的起始点
mPath.lineTo(endX, endY);//滑动终点。不指定lineTo的坐标，只配置moveTo坐标时执行点击动作，点击位置为moveTo指定的坐标。
    dispatchGesture(new GestureDescription.Builder().addStroke(new GestureDescription.StrokeDescription
            (mPath, 50, 500)).build(), new GestureResultCallback() {
        @Override
        public void onCompleted(GestureDescription gestureDescription) {
            super.onCompleted(gestureDescription);
            System.out.println("模拟手势成功");
        }

        @Override
        public void onCancelled(GestureDescription gestureDescription) {
            super.onCancelled(gestureDescription);
            System.out.println("模拟手势失败");
        }
    }, null);
} else {
    System.out.println("系统不支持" + Build.VERSION.SDK_INT);
}

App 实现黑盒自动化测试痛点的解决

高版本系统通过 intent 启动 APP 失败

Android 高版本系统对后台程序启动应用做了严格限制，解决这个问题有下面两种方案

1. 辅助程序实现悬浮窗功能，在整个测试流程中 App 属于前台应用，具有启动其他 App 的权限。缺点：各版本系统适配麻烦，测试过程中会检测到悬浮窗。

2. 通过 UI 操作启动 App，在桌面滑动寻找被测应用的 Launcher 图标，然后通过点击操作打开 App。

AccessibilityNodeInfo 执行 performAction 失败

performAction 方法执行失败是因为对应的 AccessibilityNodeInfo 不具有对应的操作属性，比如执行点击操作时 AccessibilityNodeInfo#isClickable() 方法返回 false，此时点击操作就会失败。有两种解决方案：

1. 寻找响应事件的 AccessibilityNodeInfo 执行 performAction 操作 由于当前 AccessibilityNodeInfo 无法响应点击事件，那么寻找 AccessibilityNodeInfo#isClickable() 返回 true 的父控件执行操作。

public boolean clickNode(AccessibilityNodeInfo nodeInfo){
    AccessibilityNodeInfo actionNode=null;
    while (true){
        actionNode=nodeInfo.getParent();
        //循环时防止空指针异常
        if(actionNode==null){
            return false;
        }
        if(actionNode.isClickable()){
            break;
        }
    }
    //可能存在所有父控件均不可点击情况
    if(actionNode==null){
        return false;
    }
    actionNode.performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_CLICK);
    return false;
}

1. 如果 SDK >= 24，则计算 AccessibilityNodeInfo 的屏幕坐标，然后点击对应的屏幕坐标即可。

public boolean clickNode(AccessibilityNodeInfo nodeInfo){
    if(Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N){
        //获取控件的屏幕坐标
        Rect rect=new Rect();
        nodeInfo.getBoundsInScreen(rect);
        //点击屏幕坐标
        clickScreen(rect.centerX(),rect.centerY());
        return true;
    }else {
        return false;
    }
}

public void clickScreen(int x, int y) {
    Path mPath = new Path();
    mPath.moveTo(x, y);//配置点击坐标

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N) {
        dispatchGesture(new GestureDescription.Builder().addStroke(new GestureDescription.StrokeDescription
                (mPath, 50, 50)).build(), new GestureResultCallback() {
            @Override
            public void onCompleted(GestureDescription gestureDescription) {
                super.onCompleted(gestureDescription);
                System.out.println("点击成功");
            }

            @Override
            public void onCancelled(GestureDescription gestureDescription) {
                super.onCancelled(gestureDescription);
                System.out.println("点击失败");
            }
        }, null);
    } else {
        System.out.println("系统不支持" + Build.VERSION.SDK_INT);
    }
}

选择测试方案的建议

以上就是通过 App 实现黑盒测试的简单介绍，再具体的信息可以查阅 Android 源码，下面介绍一下几种测试方案的使用场景：

UiAutomator1.0

权限：Shell 权限，可以反射系统 API 实现常用功能，可以绕过 Android 安全机制，读取最近运行 APP、正在运行进程、强杀其他应用；

保活：保活能力较强，不会被 Android 系统释放，可以用 nohup 模式异步运行，即使拔掉数据线也不影响服务（诺基亚手机除外）；

场景推荐： 适用多 App 通用测试脚本，便于对脚本做项目扩展；提供远程手机服务接口。Android R（11）模拟器不支持，兼容 Android R 系统的脚本需要注意。

UiAutomator2.0

权限：与被测 App 运行在相同进程内部，与被测 APP 具有相同权限；

保活：保活能力差，被测 App 进程结束时，脚本即停止运行；

场景推荐：可以直接操作被测 App 的方法，可以用于白盒测试，对长期维护的重点项目可以用来进行单元测试和复杂业务测试。

辅助程序

权限：单独的 App，跨进程操作，需单独申请 app 权限；

保活：由于是 Android 专用场景的服务，所以保活能力非常强，部分机型即使重启后服务依然存在，且不影响 UiAutomator 测试用例的执行，用例执行结束后服务自动恢复；

场景推荐： 残障人士辅助 APP；设备维护服务；自动初始化程序运行环境等