你好,我是茹炳晟。我今天分享的主题是“与时俱进:浅谈移动应用测试方法与思路”。

在 GUI 自动化测试这个系列,我讲了很多基于浏览器的业务测试的内容,你可能会说,现在移动 App 大行其道,对移动应用测试的方法和思路才更重要。

确实,现今移动互联网蓬勃发展,很多互联网应用的流量大部分已经不是来自于传统 PC 端的 Web 浏览器,而是来自于移动端。

图 1 展示了最近 12 个月来亚洲地区的流量分布统计,可见,现如今将近三分之二的流量是来自于手机端的,剩下的三分之一来自于传统 PC 端,还有很少一部分流量来自于平板电脑(其实这部分也可以归为移动端)。

图 1 Mobile 端和 PC 端流量统计数据

但是,在我看来无论是移动端测试还是 PC 端测试,都属于 GUI 测试的范畴,所以基本的测试思路,比如基于页面对象封装和基于业务流程封装的思想是相通的,之前介绍的那些脚本分层的实现方法也都同样适用于移动端的 GUI 测试。

与此同时,移动端应用的测试也会因为其自身特点,有一些独特的测试方法与思路。严格来讲,移动端应用又可以进一步细分为三大类:Web App、Native App 和 Hybrid App。所以,我今天分享的内容重点就是,这三类移动应用的测试方法,以及移动专项测试的思路与方法。

三类移动应用的特点

Web App 指的是移动端的 Web 浏览器, 其实和 PC 端的 Web 浏览器没有任何区别,只不过 Web 浏览器所依附的操作系统不再是 Windows 和 Linux 了,而是 iOS 和 Android 了。

Web App 采用的技术主要是,传统的 HTML、JavaScript、CSS 等 Web 技术栈,当然现在 HTML5 也得到了广泛的应用。另外,Web App 所访问的页面内容都是放在服务器端的,本质上就是 Web 网页,所以天生就是跨平台的。

Native App 指的是移动端的原生应用, 对于 Android 是 apk,对于 iOS 就是 ipa。Native App 是一种基于手机操作系统(iOS 和 Android),并使用原生程序编写运行的第三方应用程序。

Native App 的开发,Android 使用的语言通常是 Java,iOS 使用的语言是 Objective-C。通常来说,Native App 可以提供比较好的用户体验以及性能,而且可以方便地操作手机本地资源。

Hybrid App(俗称:混血应用),是介于 Web App 和 Native App 两者之间的一种 App 形式。

Hybrid App 利用了 Web App 和 Native App 的优点,通过一个原生实现的 Native Container 展示 HTML5 的页面。更通俗的讲法可以归结为,在原生移动应用中嵌入了 Webview,然后通过该 Webview 来访问网页。

Hybrid App 具有维护更新简单,用户体验优异以及较好的跨平台特性,是目前主流的移动应用开发模式。

图 2 三类移动应用的架构原理

三类不同移动应用的测试方法

了解了 Web App、Native App 和 Hybrid App 这三类应用的特性,接下来,我就跟你说说它们的测试方法。

好了,我们已经知道了移动应用的三个主要种类,接下来我们从测试的角度再来看看这三类不同的移动应用。

对于 Web App,显然其本质就是 Web 浏览器的测试,我在前面文章中介绍的所有 GUI 自动化测试的方法和技术,比如数据驱动、页面对象模型、业务流程封装等,都适用于 Web App 的测试。

如果你的 Web 页面是基于自适应网页设计(即符合 Responsive Web 设计的规范),而且你的测试框架如果支持 Responsive Page,那么原则上你之前开发的运行在 PC Web 端的 GUI 自动化测试用例,不做任何修改就可以直接在移动端的浏览器上直接执行,当然运行的前提是你的移动端浏览器必须支持 Web Driver。

其中,自适应网页设计(Responsive Web Design)是指,同一个网页能够自动识别屏幕分辨率、并做出相应调整的网页设计技术。比如,图 3 所示的例子就是同一个网页在不同分辨率下的不同展示效果。

图 3 自适应网页设计实例

对 Native App 的测试,虽然不同的平台会使用不同的自动化测试方案(比如,iOS 一般采用 XCUITest Driver,而 Android 一般采用 UiAutomator2 或者 Espresso 等),但是数据驱动、页面对象以及业务流程封装的思想依旧适用,你完全可以把这些方法应用到测试用例设计中。

对 Hybrid App 的测试,情况会稍微复杂一点,对 Native Container 的测试,可能需要用到 XCUITest 或者 UiAutomator2 这样的原生测试框架,而对 Container 中 HTML5 的测试,基本和传统的网页测试没什么区别,所以原本基于 GUI 的测试思想和方法都能继续适用。

唯一需要注意的是,Native Container 和 Webview 分别属于两个不同的上下文(Context),Native Container 默认的 Context 为“NATIVE APP",而 Webview 默认的 Context 为“WEBVIEW_+ 被测进程名称”。

所以,当需要操作 Webview 中的网页元素时,需要先切换到 Webview 的 Context 下,如图 4 所示代码就完成了这一切换操作。

图 4 Hybrid App 中切换 Context 的代码示例

如此看来,移动端的测试除了使用的测试框架不同以外,测试设计本身和 GUI 测试有异曲同工之妙,似乎并没有什么新的内容,那真的是这样吗?

答案显然是否定的。

移动应用专项测试的思路和方法

对于移动应用,顺利完成全部业务功能测试往往是不够的。如果你的关注点只是业务功能测试,那么,当你的移动应用被大量用户安装和使用时,就会暴露出很多之前完全没有预料到的问题,比如:

  • 流量使用过多;
  • 耗电量过大;
  • 在某些设备终端上出现崩溃或者闪退的现象;
  • 多个移动应用相互切换后,行为异常;
  • 在某些设备终端上无法顺利安装或卸载;
  • 弱网络环境下,无法正常使用;
  • Android 环境下,经常出现 ANR(Application Not Responding);

这样的问题还有很多,为了避免或减少此类情况的发生,所以移动应用除了进行常规的功能测试外,通常还会进行很多移动应用所特有的专项测试。

今天这篇文章,我就从交叉事件测试、兼容性测试、流量测试、耗电量测试、弱网络测试、边界测试这 6 个最主要的专项测试来展开。

第一,交叉事件测试

交叉事件测试也叫中断测试,是指 App 执行过程中,有其他事件或者应用中断当前应用执行的测试。

比如,App 在前台运行过程中,突然有电话打进来,或者收到短信,再或者是系统闹钟等等情况。所以,在 App 测试时,就需要把这些常见的中断情况考虑在内,并进行相关的测试。

注意,此类测试目前基本还都是采用手工测试的方式,并且都是在真机上进行,不会使用模拟器。

首先,采用手工测试的原因是,此类测试往往场景多,而且很多事件很难通过自动化的方式来模拟,比如呼入电话、接收短信等,这些因素都会造成自动化测试的成本过高,得不偿失,所以工程实践中,交叉事件测试往往全是基于手工的测试。

其次,之所以采用真机,是因为很多问题只会在真机上才能重现,采用模拟器测试没有意义。

交叉事件测试,需要覆盖的场景主要包括:

  • 多个 App 同时在后台运行,并交替切换至前台是否影响正常功能;
  • 要求相同系统资源的多个 App 前后台交替切换是否影响正常功能,比如两个 App 都需要播放音乐,那么两者在交替切换的过程中,播放音乐功能是否正常;
  • App 运行时接听电话;
  • App 运行时接收信息;
  • App 运行时提示系统升级;
  • App 运行时发生系统闹钟事件;
  • App 运行时进入低电量模式;
  • App 运行时第三方安全软件弹出告警;
  • App 运行时发生网络切换,比如,由 Wifi 切换到移动 4G 网络,或者从 4G 网络切换到 3G 网络等;

其实你可以发现,这些需要覆盖的场景,也是我们今后测试的测试用例集,每一场景都是一个测试用例的集合。

第二,兼容性测试

兼容性测试顾名思义就是,要确保 App 在各种终端设备、各种操作系统版本、各种屏幕分辨率、各种网络环境下,功能的正确性。常见的 App 兼容性测试往往需要覆盖以下的测试场景:

  • 不同操作系统的兼容性,包括主流的 Andoird 和 iOS 版本;
  • 主流的设备分辨率下的兼容性;
  • 主流移动终端机型的兼容性;
  • 同一操作系统中,不同语言设置时的兼容性;
  • 不同网络连接下的兼容性,比如 Wifi、GPRS、EDGE、CDMA200 等;
  • 在单一设备上,与主流热门 App 的兼容性,比如微信、抖音、淘宝等;

兼容性测试,通常都需要在各种真机上执行相同或者类似的测试用例,所以往往采用自动化测试的手段。 同时,由于需要覆盖大量的真实设备,除了大公司会基于 Appium + Selenium Grid + OpenSTF 去搭建自己的移动设备私有云平台外,其他公司一般都会使用第三方的移动设备云测平台完成兼容性测试。

第三方的移动设备云测平台,国外最知名的是 SauceLab,国内主流的是 Testin。

第三,流量测试

由于 App 经常需要在移动互联网环境下运行,而移动互联网通常按照实际使用流量计费,所以如果你的 App 耗费的流量过多,那么一定不会很受欢迎。

流量测试,通常包含以下几个方面的内容:

  • App 执行业务操作引起的流量;
  • App 在后台运行时的消耗流量;
  • App 安装完成后首次启动耗费的流量;
  • App 安装包本身的大小;
  • App 内购买或者升级需要的流量。

流量测试,往往借助于 Android 和 iOS 自带的工具进行流量统计,也可以利用 tcpdump、Wireshark 和 Fiddler 等网络分析工具。

对于 Android 系统,网络流量信息通常存储在 /proc/net/dev 目录下,也可以直接利用 ADB 工具获取实时的流量信息。另外,我还推荐一款 Android 的轻量级性能监控小工具 Emmagee,类似于 Windows 系统性能监视器,能够实时显示 App 运行过程中 CPU、内存和流量等信息。

对于 iOS 系统,可以使用 Xcode 自带的性能分析工具集中的 Network Activity,分析具体的流量使用情况。

但是,流量测试的最终目的,并不是得到 App 的流量数据,而是要想办法减少 App 产生的流量。虽然,减少 App 消耗的流量不是测试工程师的工作,但了解一些常用的方法,也将有助于你的测试日常工作:

  • 启用数据压缩,尤其是图片;
  • 使用优化的数据格式,比如同样信息量的 JSON 文件就要比 XML 文件小;
  • 遇到既需要加密又需要压缩的场景,一定是先压缩再加密;
  • 减少单次 GUI 操作触发的后台调用数量;
  • 每次回传数据尽可能只包括必要的数据;
  • 启用客户端的缓存机制;

第四,耗电量测试

耗电量也是一个移动应用能否成功的关键因素之一。

在目前的生态环境下,能提供类似服务或者功能的 App 往往有很多,如果在功能类似的情况下,你的 App 特别耗电、让设备发热比较严重,那么你的用户一定会卸载你的 App 而改用其他 App。最典型的就是地图等导航类的应用,对耗电量特别敏感。

耗电量测试通常从三个方面来考量:

  • App 运行但没有执行业务操作时的耗电量;
  • App 运行且密集执行业务操作时的耗电量;
  • App 后台运行的耗电量。

耗电量检测既有基于硬件的方法,也有基于软件的方法。我所经历过的项目都是采用软件的方法,Android 和 iOS 都有各自自己的方法:

  • Android 通过 adb 命令“adb shell dumpsys battery”来获取应用的耗电量信息;
  • iOS 通过 Apple 的官方工具 Sysdiagnose 来收集耗电量信息,然后,可以进一步通过 Instrument 工具链中的 Energy Diagnostics 进行耗电量分析。

第五,弱网络测试

与传统桌面应用不同,移动应用的网络环境比较多样,而且经常出现需要在不同网络之间切换的场景,即使是在同一网络环境下,也会出现网络连接状态时好时坏的情况,比如时高时低的延迟、经常丢包、频繁断线,在乘坐地铁、穿越隧道,和地下车库的场景下经常会发生。

所以,移动应用的测试需要保证在复杂网络环境下的质量。具体的做法就是:在测试阶段,模拟这些网络环境,在 App 发布前尽可能多地发现并修复问题。

在这里,我推荐一款非常棒的开源移动网络测试工具:Facebook 的 Augmented Traffic Control(ATC)。

ATC 最好用的地方在于,它能够在移动终端设备上通过 Web 界面随时切换不同的网络环境,同时多个移动终端设备可以连接到同一个 Wifi,各自模拟不同的网络环境,相互之间不会有任何影响。也就是说,只要搭建一套 ATC 就能满足你所有的网络模拟需求。

如果你对 ATC 感兴趣,可以在它的官方网站找到详细的使用说明。

第六,边界测试

边界测试是指,移动 App 在一些临界状态下的行为功能的验证测试,基本思路是需要找出各种潜在的临界场景,并对每一类临界场景做验证和测试。 主要的场景有:

  • 系统内存占用大于 90% 的场景;
  • 系统存储占用大于 95% 的场景;
  • 飞行模式来回切换的场景;
  • App 不具有某些系统访问权限的场景,比如 App 由于隐私设置不能访问相册或者通讯录等;
  • 长时间使用 App,系统资源是否有异常,比如内存泄漏、过多的链接数等;
  • 出现 ANR 的场景;
  • 操作系统时间早于或者晚于标准时间的场景;
  • 时区切换的场景;

总结

好了,最后我来总结一下今天的主要的知识点:

移动应用根据技术架构的不同,主要分为 Web App、Native App 和 Hybrid App 三大类,这三类应用的测试方法本质上都属于 GUI 测试的范畴。

从业务功能测试的角度看,移动应用的测试用例设计和传统 PC 端的 GUI 自动化测试策略比较类似,只是测试框架不同,数据驱动、页面对象模型和业务流程封装依旧适用;

各种专项测试是移动应用的测试重点,也有别于传统 GUI 测试。专项测试包括:交叉事件测试、兼容性测试、流量测试、耗电量测试、弱网络测试和边界测试。

思考题

请你谈谈对移动应用测试的看法,你所在的企业,是如何开展移动测试的?你们又涉及了哪些类型的专项测试?

欢迎你给我留言。