单元测试框架:Robolectric

前言

前面我们介绍了单元测试框架 JUnit 和 Mockito 的使用（详情查看：单元测试框架:JUnit，单元测试框架:Mockito）,对于绝大多数的 Java 方法，上面两个框架的使用基本就能覆盖绝大多数测试用例编写。然而，如果我们要对 Android 代码进行测试，由于 Android 程序是跑在 Dalvik 虚拟机上的，跟普通 Java 代码跑在 JVM 上不同，因此，无法直接在 JVM 上运行 Android 程序。

Why Robolectric

由于无法直接在 JVM 上运行 Android 程序，因此平常我们对 Android 应用的测试都是通过直接将应用部署到虚拟机/真机上进行测试，而这个过程要经过打包、dexing、上传到device、安装，运行，打开界面等一系列过程，十分浪费时间，这对单元测试来说是无法忍受的。我们希望的 Android 单元测试是注重流程与实现，易于测试，时间快，耗时短，我们不想经历 dexing、打包、部署 apk 到设备这些过程，我们不需要看见界面是否出现，我们只想要测试相应的代码的逻辑与功能，因此，Robolectric 应运而生。

Robolectric 是一套单元测试框架，通过 Robolectric，我们可以在 Java 虚拟机（JVM）上对 Android 应用进行测试。

Robolectric 原理

Android 应用是运行在 Dalvik 虚拟机上的，而我们平常开发 Android app 是在 JVM 上的，因此Google 为我们开发 Android app 提供了 SDK（软件开发工具集），各个 API-level 对应的 SDK 都有相应的 android.jar 包，通过这个 androdi.jar 包，我们就可以在 JVM 上调用 Android 系统 api，进行 Android app 开发。然而，这个 android.jar 包的作用仅仅是起一个可以编译打包的功能，我们是没办法直接在 JVM 上运行 androdi.jar 的，可以在 android_sdk_home/platforms/ 查看下 android.jar 包内容，你会发现所有方法内部只有一个实现：throw RuntimeException("stub!!”);

因此，如果我们在单元测试中直接运行 Android 相关测试用例，那运行的时候就会抛出 RuntimeException("stub!!”) 异常。从这里，我们也可以知道为什么这两年 MVP,MVVM 这种框架流行的原因了，一个原因就是为了隔离 Java 层代码与 Android api 代码的耦合，方便单元测试。

这里要注意的是，当我们将写好的 Android 应用部署到虚拟机/真机时，android.jar 就会被替换成系统真正的实现，因此功能便能得到实现。

通过上面的讨论，我们可以知道，无法在 JVM 上运行 Android 代码，是因为 JVM 上 Android api 接口内部实现全部为throw RuntimeException("stub!!”);，因此，一个解决方法就是更改 android.jar 内容，真正实现 Android api 接口。而 Robolectric 的实现原理正是如此，Robolectric 为我们实现了一套 JVM 能运行的 Android api，而且是增强型的 Android api，其内部比原生 Android api 增加了更多的方法，方便我们进行调用测试。

Robolectric 优点

• 运行 Android 单元测试，无需启动虚拟机/真机
• 复写 Android 核心库（即 影子类 - Shadow Classes），扩展更多有用的功能。
• 可以对 Android 多个组件进行测试，比如：
  -- Activity
  -- Service
  -- Broadcast Receiver
  可以对应用资源进行测试，比如：
  -- string.xml
  -- 应用属性配置（Configuration），比如横屏或者竖屏
  -- Styles and themes
  可以进行测试的还有：
  -- 多渠道（Multiple product flavors）

Integrate

via Gradle:

testImplementation "org.robolectric:robolectric:3.4.2"
//required  Android Studio 3.0 alpha 5
android {
  testOptions {
    unitTests {
      includeAndroidResources = true
    }
  }
} 

最新的版本可以在这里查找：Robolertic-newest-version

更多配置详情，请查看：Getting Started

如果使用的是 Android Studio，那么在运行测试用例时如果出现错误：

android.content.res.Resources$NotFoundException: String resource ID #0x7f0b001f

那么，还需进行如下配置：
在 gradle.properties 中添加内容：android.enableAapt2=false
For more detailed information,please see here

如果出现以下错误：

No such manifest file: build\intermediates\bundles\debug\AndroidManifest.xml

那么，还需进行如下配置：

Edit Configurations Working directory

Sample

• Activity

1. Activity跳转测试：摘自官方 Demo
   假设布局如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">

    <Button
        android:id="@+id/login"
        android:text="Login"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"/>

</LinearLayout>

我们希望测试当点击按钮时，启动了LoginActivity

public class WelcomeActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.welcome_activity);

        final View button = findViewById(R.id.login);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                startActivity(new Intent(WelcomeActivity.this, LoginActivity.class));
            }
        });
    }
}

我们通过按钮点击启动LoginActivity，但是由于 Robolectric 是一个单元测试框架，它并不会真正启动LoginActivity，所以我们可以通过查看 WelcomeActivity是否发出了正确的intent即可：

@RunWith(RobolectricTestRunner.class)
@Config(constants = BuildConfig.class) 
public class WelcomeActivityTest {

    @Test
    public void clickingLogin_shouldStartLoginActivity() {
        WelcomeActivity activity = Robolectric.setupActivity(WelcomeActivity.class);
        activity.findViewById(R.id.login).performClick();

        Intent expectedIntent = new Intent(activity, LoginActivity.class);
        Intent actual = ShadowApplication.getInstance().getNextStartedActivity();
        assertEquals(expectedIntent.getComponent(), actual.getComponent());
    }
}

更多 [Robolertic] Sample，请查看：robolectric-samples

配置 Robolectric

• @Config Annotation
  为一个类或者方法进行配置，可以使用注解@Config ，该注解可应用于类和方法上；方法上的注解会覆盖类上注解。
  如果你发现在多个测试用例上注解了相同内容，那么你可以创建一个基类，将注解移到基类上即可。

  @Config(sdk=JELLYBEAN_MR1,
      manifest="some/build/path/AndroidManifest.xml",
      shadows={ShadowFoo.class, ShadowBar.class})
  public class SandwichTest {
  }

• Configurables - 配置属性

1. Configure SDK Level - 配置 SDK 版本
   Robolectric 默认会以manifest中的targetSdkVersion运行你的测试代码。如果你想要代码运行在其他的 SDK 中，可以使使用 sdk，minSdk和maxSdk属性。

@Config(sdk = { JELLY_BEAN, JELLY_BEAN_MR1 })
public class SandwichTest {

    public void getSandwich_shouldReturnHamSandwich() {
      // will run on JELLY_BEAN and JELLY_BEAN_MR1
    }

    @Config(sdk = KITKAT)
    public void onKitKat_getSandwich_shouldReturnChocolateWaferSandwich() {
      // will run on KITKAT
    }
    
    @Config(minSdk=LOLLIPOP)
    public void fromLollipopOn_getSandwich_shouldReturnTunaSandwich() {
      // will run on LOLLIPOP, M, etc.
    }
}

2. Configure Application Class - 配置 Application 类
   Robolectric 默认会创建在manifest中指定的Application实例，如果你想要自定义另一个Application实现，可以进行如下设置：

@Config(application = CustomApplication.class)
public class SandwichTest {

    @Config(application = CustomApplicationOverride.class)
    public void getSandwich_shouldReturnHamSandwich() {
    }
}

3. Configure Resource and Asset Paths - 配置 Resource和Asset路径
   Robolectric 对于 Gradle 和 Maven，有默认提供的配置，但是它也允许你自己自定义manifest，resource和assets的路径。这个特定对于自定义构建系统是十分有用的，你可以自己指定这些属性：

@Config(resourceDir = "some/build/path/res")
public class SandwichTest {

    @Config(assetDir = "other/build/path/ham-sandwich/res")
    public void getSandwich_shouldReturnHamSandwich() {
    }
}

更多配置详情，请查看：Configuring Robolectric

Driving the Activity Lifecycle - 控制 Activity 生命周期

1. 获取一个初始化的Activity

Activity activity = Robolectric.buildActivity(MyAwesomeActivity.class).create().get();

上面的代码会创建一个MyAwesomeActivity实例，并且经历了生命周期onCreate。

2. 测试事件在onCreate未发生，在onResume发生

ActivityController controller = Robolectric.buildActivity(MyAwesomeActivity.class).create().start();
Activity activity = controller.get();
// assert that something hasn't happened
activityController.resume();
// assert it happened!

3. 模拟使用Intent启动Activity

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
Activity activity = Robolectric.buildActivity(MyAwesomeActivity.class).withIntent(intent).create().get();

4. 模拟Activity异常恢复启动

Bundle savedInstanceState = new Bundle();
···
Activity activity = Robolectric.buildActivity(MyAwesomeActivity.class)
    .create()
    .restoreInstanceState(savedInstanceState)
    .get();

更多ActivityController方法说明，请查看文档：ActivityController

5. 控制Activity生命周期，并执行控件操作

Activity activity = Robolectric.buildActivity(MyAwesomeActivity.class).create().start().resume().visible().get();
// now you can interacte with the views inside the Activity

上面代码的visible()表达的是Activity的视图可见，visible()调用后我们就可以对Activity视图进行操作。因为在真实的 Android app 中，Activity的视图层级是在onCreate()调用后某个时间后才附着到Activity上的，在此之前，Activity上的视图是不可见的，这意味着你不能对其视图进行点击等操作，Activity视图层级在Activity经历onPostResume()后才会附着到窗口上。与其臆测视图更新为可见，Robolectric 为开发者提供了这种自己控制视图可见性的功能。

所以，当你想操作Activity界面视图（views）时，你应当在create()后调用visible()。

Using Add-On Modules - 使用附加模块

为了减小测试应用外部依赖的数量，Robolectric 影子类被切分多个附加模块。Robolectric 主模块只提供了基础 Android SDK 影子类，其他一些类似appcompat和support library的影子类在其他的附加模块中。下表列举了附件模块影子类包名：

SDK Package	Robolectric Add-On Package
com.android.support.support-v4	org.robolectric:shadows-support-v4
com.android.support.multidex	org.robolectric:shadows-multidex
com.google.android.gms:play-services	org.robolectric:shadows-play-services
com.google.android.maps:maps	org.robolectric:shadows-maps
org.apache.httpcomponents:httpclient	org.robolectric:shadows-httpclient

对于上面列举的附加模块最新版本，可以在 Maven 中进行查询。

参考

用Robolectric来做Android unit testing

Robolectric, Unit testing framework for Android