通过上一篇文章《Appium Android Bootstrap 源码分析之简介》我们对 bootstrap 的定义以及其在 appium 和 uiautomator 处于一个什么样的位置有了一个初步的了解，那么按照正常的写书的思路，下一个章节应该就要去看 bootstrap 是如何建立 socket 来获取数据然后怎样进行处理的了。但本人觉得这样子做并不会太好，因为到时整篇文章会变得非常的冗长，因为你在编写的过程中碰到不认识的类又要跳入进去进行说明分析。这里我觉得应该尝试吸取著名的《重构》这本书的建议：一个方法的代码不要写得太长，不然可读性会很差，尽量把其分解成不同的函数。那我们这里就是用类似的思想，不要尝试在一个文章中把所有的事情都做完，而是尝试先把关键的类给描述清楚，最后才去把这些类通过一个实例分析给串起来呈现给读者，这样大家就不会因为一个文章太长影响可读性而放弃往下学习了。

那么我们这里为什么先说 bootstrap 对控件的处理，而非刚才提到的 socket 相关的 socket 服务器的建立呢？我是这样子看待的，大家看到本人这篇文章的时候，很有可能之前已经了解过本人针对 uiautomator 源码分析那个系列的文章了，或者已经有 uiautomator 的相关知识，所以脑袋里会比较迫切的想知道究竟 appium 是怎么运用了 uiautomator 的，那么在 appium 中于这个问题最贴切的就是 appium 在服务器端是怎么使用了 uiautomator 的控件的。
这里我们主要会分析两个类：
AndroidElement:代表了 bootstrap 持有的一个 ui 界面的控件的类，它拥有一个 UiObject 成员对象和一个代表其在下面的哈希表的键值的 String 类型成员变量 id
AndroidElementsHash:持有了一个包含所有 bootstrap（也就是 appium）曾经见到过的（也就是脚本代码中 findElement 方法找到过的）控件的哈希表，它的 key 就是 AndroidElement 中的 id，每当 appium 通过 findElement 找到一个新控件这个 id 就会＋1，Appium 的 pc 端和 bootstrap 端都会持有这个控件的 id 键值，当需要调用一个控件的方法时就需要把代表这个控件的 id 键值传过来让 bootstrap 可以从这个哈希表找到对应的控件

1. AndroidElement 和 UiObject 的组合关系

从上面的描述我们可以知道，AndroidElement 这个类里面拥有一个 UiObject 这个变量：

public class AndroidElement {

  private final UiObject el;
  private String         id;
  ...
}

大家都知道 UiObject 其实就是 UiAutomator 里面代表一个控件的类，通过它就能够对控件进行操作（当然最终还是通过 UiAutomation 框架). AnroidElement 就是通过它来跟 UiAutomator 发生关系的。我们可以看到下面的 AndroidElement 的点击 click 方法其实就是很干脆的调用了 UiObject 的 click 方法：

public boolean click() throws UiObjectNotFoundException {
  return el.click();
}

当然这里除了 click 还有很多控件相关的操作，比如 dragTo,getText,longClick 等，但无一例外，都是通过 UiObject 来实现的，这里就不一一列举了。

1. 脚本的 WebElement 和 Bootstrap 的 AndroidElement 的映射关系

我们在脚本上对控件的认识就是一个 WebElement:

WebElement addNote = driver.findElementByAndroidUIAutomator("new UiSelector().text(\"Add note\")");

而在 Bootstrap 中一个对象就是一个 AndroidElement. 那么它们是怎么映射到一起的呢？我们其实可以先看如下的代码：

WebElement addNote = driver.findElementByAndroidUIAutomator("new UiSelector().text(\"Add note\")");
addNote.getText();
addNote.click();

做的事情就是获得 Notes 这个 app 的菜单，然后调用控件的 getText 来获得 ‘Add note'控件的文本信息，以及通过控件的 click 方法来点击该控件。那么我们看下调试信息是怎样的：

pc 端传过来的 json 字串有几个 fields：
cmd:代表这个是什么命令类型，其实就是 AndroidCommandType 的那两个值

package io.appium.android.bootstrap;

/**
 * Enumeration for all the command types.
 * 
 */
public enum AndroidCommandType {
  ACTION, SHUTDOWN
}

action: 具体命令
params: 提供的参数，这里提供了一个 elementId 的键值对
从上面的两条调试信息看来，其实没有明显的看到究竟使用的是哪个控件。其实这里不起眼的 elementId 就是确定用的是哪个控件的，注意这个 elementId 并不是一个控件在界面上的资源 id，它其实是 Bootstrap 维护的一个保存所有已经获取过的控件的哈希表的键值。如上一小节看到的，每一个 AndroidElement 都有两个重要的成员变量：
UiObject el ：uiautomator 框架中代表了一个真实的窗口控件
Sting id : 一个唯一的自动增加的字串类型整数，pc 端就是通过它来在 AndroidElementHash 这个类中找到想要的控件的

1. AndroidElement 控件哈希表

上一节我们说到 appium pc 端是通过 id 把 WebElement 和目标机器端的 AndroidElement 映射起来的，那么我们这一节就来看下维护 AndroidElement 的这个哈希表是怎么实现的。
首先，它拥有两个成员变量：
private final Hashtable elements;
private Integer counter;
elements ：一个以 AndroidElement 的 id 的字串类型为 key，以 AndroidElement 的实例为 value 的的哈希表
counter : 一个整型变量，有两个作用：其一是它代表了当前已经用到的控件的数目（其实也不完全是，你在脚本中对同一个控件调用两次 findElement 其实会产生两个不同 id 的 AndroidElement 控件），其二是它代表了一个新用到的控件的 id，而这个 id 就是上面的 elements 哈希表的键
这个哈希表的键值都是从 0 开始的，请看它的构造函数：

/**
 * Constructor
 */
public AndroidElementsHash() {
  counter = 0;
  elements = new Hashtable<String, AndroidElement>();
}

而它在整个 Bootstrap 中是有且只有一个实例的，且看它的单例模式实现：

public static AndroidElementsHash getInstance() {
  if (AndroidElementsHash.instance == null) {
    AndroidElementsHash.instance = new AndroidElementsHash();
  }
  return AndroidElementsHash.instance;
}

以下增加一个控件的方法 addElement 充分描述了为什么说 counter 是一个自增加的 key，且是每个新发现的 AndroidElement 控件的 id：

public AndroidElement addElement(final UiObject element) {
  counter++;
  final String key = counter.toString();
  final AndroidElement el = new AndroidElement(key, element);
  elements.put(key, el);
  return el;
}

从 Appium 发过来的控件查找命令大方向上分两类：

1. 直接基于 Appium Driver 来查找，这种情况下 appium 发过来的 json 命令是不包含控件哈希表的键值信息的

WebElement addNote = driver.findElement(By.name("Add note"));

1. 基于父控件查找：

WebElement el = driver.findElement(By.className("android.widget.ListView")).findElement(By.name("Note1"));

以上的脚本会先尝试找到 Note1 这个日记的父控件 ListView,并把这个控件保存到控件哈希表，然后再根据父控件的哈希表键值以及子控件的选择子找到想要的 Note1:

AndroidElementHash 的这个 getElement 命令要做的事情就是针对这两点来根据不同情况获得目标控件

/** 
 * Return an elements child given the key (context id), or uses the selector 
 * to get the element. 
 *  
 * @param sel 
 * @param key 
 *          Element id. 
 * @return {@link AndroidElement} 
 * @throws ElementNotFoundException 
 */  
public AndroidElement getElement(final UiSelector sel, final String key)  
    throws ElementNotFoundException {  
  AndroidElement baseEl;  
  baseEl = elements.get(key);  
  UiObject el;  

  if (baseEl == null) {  
    el = new UiObject(sel);  
  } else {  
    try {  
      el = baseEl.getChild(sel);  
    } catch (final UiObjectNotFoundException e) {  
      throw new ElementNotFoundException();  
    }  
  }  

  if (el.exists()) {  
    return addElement(el);  
  } else {  
    throw new ElementNotFoundException();  
  }  
}  

如果是第 1 种情况就直接通过选择子构建 UiObject 对象，然后通过 addElement 把 UiObject 对象转换成 AndroidElement 对象保存到控件哈希表
如果是第 2 种情况就先根据 appium 传过来的控件哈希表键值获得父控件，再通过子控件的选择子在父控件的基础上查找到目标 UiObject 控件，最后跟上面一样把该控件通过上面的 addElement 把 UiObject 控件转换成 AndroidElement 控件对象保存到控件哈希表

1. 求证

上面有提过，如果 pc 端的脚本执行对同一个控件的两次 findElement 会创建两个不同 id 的 AndroidElement 并存放到控件哈希表中，那么为什么 appium 的团队没有做一个增强，增加一个 keyMap 的方法（算法）和一些额外的信息来让同一个控件使用不同的 key 的时候对应的还是同一个 AndroidElement 控件呢？毕竟这才是哈希表实用的特性之一了，不然你直接用一个 Dictionary 不就完事了？网上说了几点 hashtable 和 dictionary 的差别，如多线程环境最好使用哈希表而非字典等，但在 bootstrap 这个控件哈希表的情况下我不是很信服这些说法，有谁清楚的还劳烦指点一二了
这里至于为什么 appium 不去提供额外的 key 信息并且实现 keyMap 算法，我个人倒是认为有如下原因：
有谁这么无聊在同一个测试方法中对同一个控件查找两次？
如果同一个控件运用不同的选择子查找两次的话，因为最终底层的 UiObject 的成员变量 UiSelector mSelector 不一样，所以确实可以认为是不同的控件
但以下两个如果用同样的 UiSelector 选择子来查找控件的情况我就解析不了了，毕竟在我看来 bootstrap 这边应该把它们看成是同一个对象的：
同一个脚本不同的方法中分别对同一控件用同样的 UiSelelctor 选择子进行查找呢？
不同脚本中呢？
这些也许在今后深入了解中得到解决，但看家如果知道的，还望不吝赐教

1. 小结

最后我们对 bootstrap 的控件相关知识点做一个总结
AndroidElement 的一个实例代表了一个 bootstrap 的控件
AndroidElement 控件的成员变量 UiObject el 代表了 uiautomator 框架中的一个真实窗口控件，通过它就可以直接透过 uiautomator 框架对控件进行实质性操作
pc 端的 WebElement 元素和 Bootstrap 的 AndroidElement 控件是通过 AndroidElement 控件的 String id 进行映射关联的
AndroidElementHash 类维护了一个以 AndroidElement 的 id 为键值，以 AndroidElement 的实例为 value 的全局唯一哈希表，pc 端想要获得一个控件的时候会先从这个哈希表查找，如果没有了再创建新的 AndroidElement 控件并加入到该哈希表中，所以该哈希表中维护的是一个当前已经使用过的控件

作者：天地会珠海分舵
http://techgogogo.com
http://blog.csdn.net/zhubaitian