行為觸發之Android自動化測試instrumentation（一）

由於對測試並沒有太多的概念，一不小心搜索到各種前綴：Instrumentation、InstrumentationTestCase、InstrumentationTestSuite、InstrumentationTestRunner 傻了眼，但仔細一看把前綴去掉后大致就分類為了這三類：TestCase、TestSuite、TestRunner。用中文來翻譯應該可以認為是測試樣例，測試集合，測試運行工具吧。之后再官方文檔中搜索InstrumentationTestRunner，用法介紹http://developer.android.com/reference/android/test/InstrumentationTestRunner.html
常規Android自動化方法分3步走：
1、先繼承各種****TestCase完成測試樣例的編寫（這里有很多***TestCase，適用於不用場景，都可以使用，對於broadcastreceiver用intent可以觸發）
2、在Andriodmanifest中需要加入<instrumentation> 並配置些啥
3、完成之后可以adb shell am instrument ****執行我們的自動化測試

下面用一個小demo來完成入門，主要還是自己單獨建立一個測試項目，但重做安全的角度來說，我們更多的是在做黑盒測試，那么就會產生了不少疑問，在下面闡述。
1.先是需要測試的app，我這里簡單寫了一個

[java] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
package com.example.hello;  
  
import com.example.hello.R;  
  
import android.app.Activity;  
import android.os.Bundle;  
import android.util.Log;  
import android.view.Menu;  
import android.view.View;  
import android.view.View.OnClickListener;  
import android.widget.Button;  
import android.widget.EditText;  
import android.widget.Toast;  
  
public class HelloActivity extends Activity {  
  
    final String TAG = "helloactivity";  
    Button mButton;  
    EditText mEditText;  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        Log.i(TAG, "hello onCreate");  
        setContentView(R.layout.activity_hello_test);  
        mButton = (Button) findViewById(R.id.Button1);  
        mEditText = (EditText) findViewById(R.id.EditText1);  
        mEditText.setHint("INPUT");  
        mButton.setOnClickListener(new OnClickListener(){  
            public void onClick(View v){  
                String msg = mEditText.getText().toString();  
                if (msg.equals("1")) {  
                    Toast.makeText(getApplicationContext(), "hello_1", Toast.LENGTH_LONG).show();  
                } else if(msg.equals("2")){  
                    Toast.makeText(getApplicationContext(), "hello_2", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
                } else {  
                    Toast.makeText(getApplicationContext(), "hello_nothing", Toast.LENGTH_SHORT).show();  
                }  
            }  
        });  
    }  
  
    @Override  
    public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {  
        getMenuInflater().inflate(R.menu.hello_test, menu);  
        return true;  
    }  
  
    @Override  
    protected void onDestroy() {  
        super.onDestroy();  
        Log.i(TAG,"hello onDestroy");  
    }  

功能就是輸入1、2、其他字符串之后onClick之后會走不同路徑


2、編寫自動化測試的TestCase
官方推薦測試樣例項目建立路徑最好滿足一下規范（剛開始以為這樣子是為了更好的找到測試APP中相應的類，后來想想也不對，不是同一個項目，為啥能直接導入測試APP的類import com.example.hello.HelloActivity呢，自己還索性在其他路徑建了一個測試項目，發現com.example.hello.HelloActivity確實能導入，而其他項目的類則不行，后來想想應該是target的原因，ADT檢測該項目沒有該類，便自動以target為目標匹配吧）：
MyProject/
      AndroidManifest.xml
      res/
          ... (resources for main application)
      src/
          ... (source code for main application) ...
      tests/
          AndroidManifest.xml
          res/
              ... (resources for tests)
          src/
              ... (source code for tests)

上圖新建-》其他項目-》Android Test Project：



之后可以選擇需要測試的目標APP：



我們這里需要測試的是Hello，這樣自動生成后，ADT自動幫我們完成了第二步中在AndroiManifest里加入需要聲明的東西
[html] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    package="com.example.hello.test"  
    android:versionCode="1"  
    android:versionName="1.0" >  
  
    <uses-sdk android:minSdkVersion="8" />  
  
    <instrumentation  
        android:name="android.test.InstrumentationTestRunner"  
        android:targetPackage="com.example.hello"  
        android:label="the hello test" />  
  
    <application  
        android:icon="@drawable/ic_launcher"  
        android:label="@string/app_name" >  
        <uses-library android:name="android.test.runner" />  
    </application>  
  
</manifest>  

target指明了需要測試的目標，label為測試的標簽（在模擬器中使用dev tool可以看到對應的標簽），這里寫了個一個簡單的測試樣例，自動向編輯框中輸入1,2,3然后分別自動點擊按鈕
[java] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
package com.example.hello.test;  
  
import android.app.Instrumentation;  
import android.content.Intent;  
import android.os.SystemClock;  
import android.test.InstrumentationTestCase;  
import android.util.Log;  
import android.widget.Button;  
import android.widget.EditText;  
  
import com.example.hello.HelloActivity;  
import com.example.hello.R;  
  
public class TestHelloActiviry extends InstrumentationTestCase {  
      
    final String TAG = "TestHelloAppTestHelloApp";   
      
    Button mHelloTestButton;  
    EditText mHelloEditText;  
    HelloActivity mHelloTestActivity;  
    Instrumentation mInstrumentation;  
      
    public void testHelloActivity() {  
        Log.i(TAG, "call testHelloActivity()");  
        mHelloTestButton = (Button)mHelloTestActivity.findViewById(R.id.Button1);  
        mHelloEditText = (EditText)mHelloTestActivity.findViewById(R.id.EditText1);  
        for (int i = 0; i < 3; i++) {  
            //設置事件在主線程中執行  
            mInstrumentation.runOnMainSync(new Click(mHelloTestButton,mHelloEditText,Integer.toString(i)));  
            SystemClock.sleep(3000);  
        }  
          
    }  
      
    public void testHelloActivity2() {  
          
    }  
      
    private class Click implements Runnable{  
        Button button;  
        EditText editText;  
        String str;  
        Click(Button b,EditText e,String s){  
            button = b;  
            editText = e;  
            str = s;  
        }  
        @Override  
        public void run() {  
            editText.setText(str);    
            button.performClick();  
              
        }  
    }  
      
    //負責testcase開始前的初始化工作  
    @Override  
    protected void setUp() throws Exception {  
        super.setUp();  
        Log.i(TAG, "call setUp()");  
        mInstrumentation = getInstrumentation();  
        Intent intent = new Intent();  
        intent.setClassName("com.example.hello", "com.example.hello.HelloActivity");  
        intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);  
        //通過intent觸發activity  
        mHelloTestActivity = (HelloActivity)mInstrumentation.startActivitySync(intent);  
    }  
  
  
    @Override  
    protected void tearDown() throws Exception {  
        super.tearDown();  
          
        Log.i(TAG, "tearDown()");  
    }  
      
      
}  

3、運行起來吧
接下來要么直接在ADT中run as-》Android jUnit test，但這樣太智能了，我們並不知道實際上做了什么，對於我們安全來說，我們肯定不能開個ADT直接點點點吧。索性跟蹤了一下console發現如下：
[html] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
trouble writing output: already prepared  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] ------------------------------  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] Android Launch!  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] adb is running normally.  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] Performing android.test.InstrumentationTestRunner JUnit launch  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] Automatic Target Mode: using device '?'  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] Uploading tests.apk onto device '?'  
[2014-03-15 18:40:42 - tests] Installing tests.apk...  
[2014-03-15 18:41:09 - tests] Success!  
[2014-03-15 18:41:09 - tests] Project dependency found, installing: Hello  
[2014-03-15 18:41:14 - Hello] Uploading Hello.apk onto device '?'  
[2014-03-15 18:41:14 - Hello] Installing Hello.apk...  
[2014-03-15 18:41:41 - Hello] Success!  
[2014-03-15 18:41:41 - tests] Launching instrumentation android.test.InstrumentationTestRunner on ?  
[2014-03-15 18:41:43 - tests] Sending test information to Eclipse  

其實是在安裝tests.apk時候，ADT根據target檢測到依賴關系，接着自動安裝了Hello.apk。接着運行instrumentation，也就是之前提到的命令
[java] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
am instrument -w com.example.hello.test/android.test.InstrumentationRunner  

然后這條am是不需要ROOT權限的，具體命令深入研究的話查看相關文檔，你懂得我懂得。暫時還沒測試但是據一些資料查閱，需要被測試與測試樣例有同一簽名才能進行測試，這或許也是需要重打包的另一個因素。

順便補充一條命令：
[html] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
pm list instrumentation   
可以查看手機目前裝了那些instrumentation

4.回到正題
前面介紹了那么多，其實只是為了搞安全行為觸發做鋪墊，為了解決之前開篇的論文疑惑做鋪墊。假設我們接觸不到源碼，假設我們也需要腳本自動化完成觸發，那這時候不肯能在ADT ADT的叫叫叫了！
走到這里，有沒有發現其實重打包可能是為了被測試APP，測試樣例APP有同一個簽名。同時為了提示數據被傳輸，需要Toast，或許重打包另一些原因就在於這吧，數據觸發的時候把相應的事件打印出來（因為測試樣例的APP是不能彈出來的，最多log），所以論文里的重打包或許只是在做這些。或者就是他們采用的方法不一樣，是把測試樣例smali放入被測試smali文件夾，修改打印內容下並修改AndroidManifest（有的測試寫在單獨程序java包中,而不是單獨一個測試工程）
通過一些自動化逆向工具，分析被測試APP自然能看到一些有用的信息，通過AndroidManifest可以看到組件、intent。或許我們還需要view控件，那么我們可以通過解析出來的文件查看，最后保證簽名一樣就可以更為完整測試了：

layout->activity_main可以看到控件信息主要是id，通過values的public我們可以找到對應id的數值，那么這時候就不存在R.id.xxxxx了，填入解析出來的數字就好了
[java] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
mHelloTestButton = (Button)mHelloTestActivity.findViewById(xxxxx);  
mHelloEditText = (EditText)mHelloTestActivity.findViewById(xxxxx);  
逆向看了一下，暫時沒有什么特別的地方，要有問題也就是能不能找到target對應的import 類了，畢竟有時候需要里面的內容，暫時只思考到了這里，還有很多API是很有用的，期待下次繼續吧！