1.前言
单元测试是应用程序测试策略中的基本测试。通过对代码创建和运行单元测试，可以轻松验证独立逻辑单元是否正确。每次构建后运行单元测试，有助于快速捕获和修复代码改变引入的软件问题。通常以可重复的方式执行尽可能小的代码单元的功能（可能是方法、类或组件）。当需要验证应用程序中指定代码的逻辑，应该构建单元测试。例如，正在单元测试一个类，可能会检查类的状态是否正确。代码单元是独立测试的，只影响和监听指定单元的改变，模拟框架可被用来隔离单元和它的依赖。
注意：单元测试不适合测试复杂的UI交互事件。应该使用UI测试框架，如自动化UI测试中描述的。
为了测试安卓应用程序，通常会创建这些类型的自动化单元测试：
●本地测试：只运行于本地机器的单元测试。这些测试编译运行于Java虚拟机（JVM）来减少执行时间，不依赖安卓框架或者可以使用模拟对象替代依赖项。
●设备测试：运行在安卓设备或模拟器上的单元测试。这些测试可以访问仪器的信息，例如被测试应用程序的上下文，这些不易被模拟对象替代的安卓依赖项。
下面将介绍如何构建这些类型的自动化单元测试。
2.本地单元测试
如果单元测试没有依赖或仅简单依赖安卓，应该在本地开发机器上运行测试。这种方式有助于避免每次运行测试，都加载目标应用程序和单元测试代码到物理设备或模拟器，大大减少单元测试的执行时间。为配合这种方式，通常使用类似Mockito的模拟框架来满足所有依赖关系。
2.1.设置测试环境
在Android Studio项目中，必须存储本地单元测试的源文件到模块名/src/test/java/目录（创建新项目时已存在）下。还需要使用JUnit 4框架提供的标准APIs，来配置项目的测试依赖。如果测试需要安卓的依赖配合，类似Mockito库可以简化本地单元测试，要了解关于使用模拟对象的更多信息，请参阅模拟Android依赖项。
在应用程序顶层build.gradle文件中（即工程目录，若仅哪个模块需要，在该模块下配置），需要指定这些库作为依赖：
dependencies { // Required -- JUnit 4 framework testCompile 'junit:junit:4.12' // Optional -- Mockito framework testCompile 'org.mockito:mockito-core:1.10.19' } |
2.2.创建本地单元测试类
本地单元测试类应该写成JUnit 4测试类。JUnit是最流行和广泛使用的Java单元测试框架，它最新的版本相比之前，允许以更简洁和灵活的方式编写测试。不同于基于JUnit 3的Android单元测试的做法，JUnit 4不需要扩展junit.framework.TestCase类，也不需要为测试方法名称加test关键字作为前缀，同时不需要使用junit.framework或junit.extensions包中的任何类。
创建基本的JUnit 4测试类（包含一个或多个测试方法的Java类）。每个测试方法以@Test注解开始，且包含用于执行和验证想要测试的组件中单一功能的代码。下面的例子展示如何实现本地单元测试类，测试方法emailValidator_CorrectEmailSimple_ReturnsTrue验证被测试的应用程序中isValidEmail()方法返回结果的正确性。
import org.junit.Test; import java.util.regex.Pattern; import static org.junit.Assert.assertFalse; import static org.junit.Assert.assertTrue; public class EmailValidatorTest { @Test public void emailValidator_CorrectEmailSimple_ReturnsTrue() { assertThat(EmailValidator.isValidEmail("name@email.com"), is(true)); } ... } |
为测试应用程序中的组件是否返回期望的结果，使用junit.Assert方法执行验证检查（或断言），来比较被测试组件的状态与一些期望的值。为了让测试更具可读性，可以使用Hamcrest匹配器（例如is()和equalTo()方法）来比较返回的结果和预期的结果。
2.3.模拟安卓依赖项
默认情况下，Gradle的安卓插件基于修改过的android.jar库（不包含任何实际代码），执行本地单元测试。在测试方法中调用安卓类时会引发异常，来确保只测试编写的代码，不依赖于Android平台的任何特有行为（当没有显式地模拟时）。
可以使用模拟框架模拟代码中的外部依赖项，从而很容易地按期望的方式测试需要与依赖交互的组件。不仅将单元测试与Android系统的其余部分隔离，同时验证那些依赖项中的正确方法是否被调用。支持Java的Mockito模拟框架（1.9.5版本及以上）提供对安卓单元测试的兼容，可以配置模拟对象被调用时返回一些特定的值。若要使用此框架向本地单元测试添加模拟对象，请遵循以下开发步骤：
●按照设置测试环境那节中描述的，在build.gradle文件中添加对Mockito库的依赖。
●在单元测试类的定义之前，加上@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)注解。这个注解告诉Mockito测试运行器去验证框架的使用是否正确，并且简化模拟对象的初始化。
●为安卓依赖项创建模拟对象时，在成员变量声明前添加@Mock注解。
●重写依赖项的行为，可以通过使用when()和thenReturn()方法，指定一个条件和当条件满足时返回的值。
下面的例子展示如何使用模拟的上下文对象创建单元测试。
import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat; import static org.hamcrest.CoreMatchers.*; import static org.mockito.Mockito.*; import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.mockito.Mock; import org.mockito.runners.MockitoJUnitRunner; import android.content.SharedPreferences; @RunWith(MockitoJUnitRunner.class) public class UnitTestSample { private static final String FAKE_STRING = "HELLO WORLD"; @Mock Context mMockContext; @Test public void readStringFromContext_LocalizedString() { // Given a mocked Context injected into the object under test... when(mMockContext.getString(R.string.hello_word)) .thenReturn(FAKE_STRING); ClassUnderTest myObjectUnderTest = new ClassUnderTest(mMockContext); // ...when the string is returned from the object under test... String result = myObjectUnderTest.getHelloWorldString(); // ...then the result should be the expected one. assertThat(result, is(FAKE_STRING)); } } |
要了解更多关于使用Mockito框架，请参阅Mockito API参考和样例代码中的SharedPreferencesHelperTest类。
2.4.Error:"Method ... not mocked"
如果运行测试时，调用了安卓SDK中没有模拟的API，将会接收到一个此方法没有被模拟的错误，这是因为运行单元测试使用的android.jar文件不包含任何实际代码（这些APIs仅由设备上安卓系统镜像提供）。通过默认引发异常，来确保只测试编写的代码，不依赖于Android平台的任何特有行为（当没有显式地模拟时，例如使用Mockito）。当不希望测试中抛出异常时，可以通过给项目顶层的build.gradle文件（若仅针对模块，就用模块下的）中添加如下的配置来改变行为，让方法能够返回null或0：
android { ... testOptions { unitTests.returnDefaultValues = true } } |
注意：设置returnDefaultValues属性为true时，应当谨慎。以null/0作为返回值会在测试中传递，这很难调试，而且可能会导致失败的测试通过，所以把它当作最后的手段。
2.5.运行本地单元测试
要运行本地单元测试，请执行以下步骤：
●通过点击工具栏中同步工程按钮，确保项目被Gradle同步。
●用下面的方式之一运行测试：
运行单一测试方法，打开Project窗口，然后右击一个测试方法并点击Run选项。
运行类中所有测试方法，右击这个类或测试文件中的方法并点击Run选项。
运行目录下所有测试方法，右击这个目录并点击Run tests选项。
Gradle的安卓插件会编译位于默认目录（src/test/java/）下的本地单元测试代码，构建一个测试应用程序，并且使用默认的测试运行器类来本地执行它，然后Android Studio在Run窗口中展示结果。
3.设备单元测试
设备单元测试是运行在物理设备和模拟器的测试，可以使用安卓框架APIs和支持的APIs，例如安卓测试支持库。当测试需要访问设备信息（例如目标应用程序的上下文）或需要安卓框架组件的真正实现（例如Parcelable或SharedPreferences对象）时，才创建设备单元测试。使用设备单元测试也有助于减少需要编写和维护模拟代码的工作量，同时可以使用模拟框架来模拟任何依赖关系。
3.1.设置测试环境
在Android Studio项目中，必须存储设备测试的源文件到模块名/src/androidTest/java/目录下，此目录创建新项目时已存在并包含设备测试样例。
首先应该下载安卓测试支持库，它提供为应用程序快速构建和运行设备测试代码的APIs，同时包含JUnit 4测试运行器（AndroidJUnitRunner）和UI功能测试（Espresso和UI Automator）所需的APIs。接着，需要配置工程的安卓测试依赖项，来使用测试支持库提供的测试运行器和规定的APIs。为了简化测试开发，也应该包含Hamcrest库，从而使用它的匹配APIs来创建更灵活的断言。
在应用程序顶层build.gradle文件中（即工程目录，若仅哪个模块需要，在该模块下配置），需要指定这些库作为依赖：
dependencies { androidTestCompile 'com.android.support:support-annotations:24.0.0' androidTestCompile 'com.android.support.test:runner:0.5' androidTestCompile 'com.android.support.test:rules:0.5' // Optional -- Hamcrest library androidTestCompile 'org.hamcrest:hamcrest-library:1.3' // Optional -- UI testing with Espresso androidTestCompile 'com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2' // Optional -- UI testing with UI Automator androidTestCompile 'com.android.support.test.uiautomator:uiautomator-v18:2.1.2' } |
注意：如果构建配置的依赖包括compile注解支持库和androidTestCompileEspresso核心库，那么依赖冲突可能会导致构建失败。要解决此问题，按下面的方式更新对Espresso核心库的依赖：
androidTestCompile('com.android.support.test.espresso:espresso-core:2.2.2', { exclude group: 'com.android.support', module: 'support-annotations' }) |
为了使用JUnit 4测试类，通过在app模块下的build.gradle文件中添加以下设置，确保指定AndroidJUnitRunner作为工程的默认设备测试运行器：
android { defaultConfig { testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner" } } |
3.2.创建设备单元测试类
设备单元测试类应该写成JUnit 4测试类。要了解更多关于创建JUnit 4测试类和使用JUnit 4断言及注解，请参阅创建本地单元测试类。为创建设备的JUnit 4测试类，在定义此类之前添加@RunWith(AndroidJUnit4.class)注解，也需要指定安卓测试支持库提供的AndroidJUnitRunner类为默认测试运行器。下面例子展示如何编写设备单元测试，来验证LogHistory类是否正确实现了Parcelable接口：
import android.os.Parcel; import android.support.test.runner.AndroidJUnit4; import android.util.Pair; import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import java.util.List; import static org.hamcrest.Matchers.is; import static org.junit.Assert.assertThat; @RunWith(AndroidJUnit4.class) @SmallTest public class LogHistoryAndroidUnitTest { public static final String TEST_STRING = "This is a string"; public static final long TEST_LONG = 12345678L; private LogHistory mLogHistory; @Before public void createLogHistory() { mLogHistory = new LogHistory(); } @Test public void logHistory_ParcelableWriteRead() { // Set up the Parcelable object to send and receive. mLogHistory.addEntry(TEST_STRING, TEST_LONG); // Write the data. Parcel parcel = Parcel.obtain(); mLogHistory.writeToParcel(parcel, mLogHistory.describeContents()); // After you're done with writing, you need to reset the parcel for reading. parcel.setDataPosition(0); // Read the data. LogHistory createdFromParcel = LogHistory.CREATOR.createFromParcel(parcel); List<Pair<String, Long>> createdFromParcelData = createdFromParcel.getData(); // Verify that the received data is correct. assertThat(createdFromParcelData.size(), is(1)); assertThat(createdFromParcelData.get(0).first, is(TEST_STRING)); assertThat(createdFromParcelData.get(0).second, is(TEST_LONG)); } } |
3.3.创建测试套件
为组织设备单元测试的执行，可以收集一系列测试类到一个测试套件类中，然后一起运行这些测试。测试套件可以被嵌套，即收集其它测试套件到自己测试套件中，然后一起运行所有的测试类。测试套件包含在测试包中，类似于主应用程序包，命名通常以.suite结尾作为后缀（例如，com.example.android.testing.mysample.suite）。
为单元测试创建测试套件，需导入JUnit中RunWith和Suite类。在套件中添加@RunWith(Suite.class)和@Suite.SuitClasses()注解，并在@Suite.SuitClasses()注解中分别列出测试类或测试套件作为参数。下面的例子展示，如何实现名为UnitTestSuite的测试套件，它收集并一起运行 CalculatorInstrumentationTest和CalculatorAddParameterizedTest测试类。
import com.example.android.testing.mysample.CalculatorAddParameterizedTest; import com.example.android.testing.mysample.CalculatorInstrumentationTest; import org.junit.runner.RunWith; import org.junit.runners.Suite; // Runs all unit tests. @RunWith(Suite.class) @Suite.SuiteClasses({CalculatorInstrumentationTest.class, CalculatorAddParameterizedTest.class}) public class UnitTestSuite {} |
3.4.运行设备单元测试
●按照下面这些步骤运行设备测试：
●通过点击工具栏中同步工程按钮，确保项目被Gradle同步。
用下面的方式之一运行测试：
运行单一测试方法，打开Project窗口，然后右击一个测试方法并点击Run选项。
运行类中所有测试方法，右击这个类或测试文件中的方法并点击Run选项。
运行目录下所有测试方法，右击这个目录并点击Run tests选项。
Gradle的安卓插件会编译位于默认目录（src/androidTest/java/）下的设备测试代码，构建一个测试应用包和产品应用包，安装到连接的设备或模拟器上，并且运行测试，随后Android Studio在Run窗口中展示结果。
注意：当运行或调试设备测试时，Android Studio不注入Instant Run所需的额外方法，并将功能关闭。
3.5.在Firebase上运行测试
使用Firebase测试实验室，可以在谷歌数据中心的物理和虚拟设备中，选择多款流行安卓设备和不同配置（地区、横竖屏、屏幕尺寸和平台版本），同时测试应用程序。可以从Android Studio或命令行，直接部署应用程序到测试实验室。测试结果提供日志，并包括应用程序失败的所有详细信息。
在开始使用Firebase测试实验室之前，需要做到以下几点，除非已经拥有谷歌账号和Firebase工程：
●如果还没有，创建谷歌账号。
●在Firebase控制台中，点击Create New Project选项。
在Spark计划的每日免费额度内，使用测试实验室测试应用程序不收取费用。Android Studio提供集成工具，用来配置希望如何部署测试到Firebase测试实验室。当按照规定的步骤创建完Firebase工程，就可以创建测试配置和运行测试：
●在主菜单点击Run > Edit Configurations选项。
●点击Add New Configuration选项并选择Android Tests。
●在安卓测试配置对话框内：
输入或选择测试的详细信息，例如测试名称、模块类型、测试类型和测试类。
从Deployment Target Options功能区的Target下拉菜单中，选择Firebase Test Lab Device Matrix选项。
如果还没有登录，点击Connect to Google Cloud Platform，并允许Android Studio访问自己的账户。
接着是Cloud Project，点击Settings按钮并从列表中选择自己的Firebase工程。
●创建和配置测试矩阵：
接着是Matrix Configuration下拉列表，点击Open Dialog按钮。
点击Add New Configuration (+)。
在Name字段处，输入新配置的名字。
选择想要测试应用程序的设备、安卓版本、区域和横竖屏。Firebase测试实验室将在选择的每种组合下测试应用程序，并生成测试结果。
点击OK保存配置。
●点击Run/Debug Configurations对话框中的OK按钮退出。
●通过点击Run按钮运行测试。
Config.png
当Firebase测试实验室完整运行了测试，Run窗口将打开并显示结果，如下图所示。可能需要点击Show Passed按钮来查看所有执行过的测试。
Results.png
也可以通过点击Run窗口中，显示在测试执行日志开头的链接，到网页上分析测试。要了解更多关于网页展示结果的分析，请参阅分析Firebase安卓测试实验室的结果。
3.6.附加示例代码
要下载关于设备单元测试的示例应用程序，请参阅Android ActivityInstrumentation Sample。
4.总结
单元测试可以说是程序员在开发时，最常用的自检技术。通过它确定业务逻辑当中，输入和输出的对应关系（与函数式编程观点类似，有兴趣可以研究），方便开发人员确定自己编码的正确性，减少安装到设备上调试的频率，大大提高了工作效率，希望大家可以重视。
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