iOS自己主动化測试的那些干货

前言

假设有測试大佬发现内容不正确。欢迎指正，我会及时改动。

大多数的iOS App(没有持续集成)迭代流程是这种

也就是说。測试是公布之前的最后一道关卡。假设bug不能在測试中发现，那么bug
就会抵达用户，所以測试的完整性和可靠性十分重要。

眼下，大多数App还停留在人工測试阶段，人工測试投入的成本最低，能够保证核心功能的使用，而且測试人员不须要会写代码。

可是，在非常多測试场景下。人工測试的效率太低，easy出错。

举两个常见的样例：

• 一个App的核心功能，在每一次公布版本号前的測试必然会跑一遍全部的測试用例，无论相应的业务在当前版本号有没有变化（天知道开发在做业务A的时候，对业务B有没有影响），假设这次測出新的bug，測试人员在下一次发版測试中，又不得不做这些反复的工作。
• 开发在写API请求相关代码的时候没有做数据容错，測试在人工測试的时候都是正常的数据，所以測试通过。

  上线了之后，后台配置数据的时候出了点小问题，导致大面积崩溃，boom～。

然后，老板就要过来找你了

本文所解说的均是基于XCode 8.2.1，有些概念可能不适用于低版本号的XCode

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自己主动化測试

自己主动化測试就是写一些測试代码。用代码取代人工去完毕模块和业务的測试。

事实上无论是开发还是測试，假设你在不断的做反复性工作的时候。就应该问自己一个问题：是不是有更高效的办法？

自己主动化測试有非常多长处：

• 測试速度快。避免反复性的工作
• 避免regression。让开发更有信心去改动和重构代码(个人觉得最大的长处)
• 具有一致性。
• 有了自己主动化測试，持续集成（CI）会变得更可靠。
• 迫使开发人员写出更高质量的代码。（自己主动化測试不通过，代码不同意合并）

当然，自己主动化測试也有一些缺点。

• 开发和维护成本高。

• 不能全然替代人工測试。
• 无法全然保证測试的准确性 - 让代码去推断一段逻辑是否正确非常easy，可是，让代码推断一个控件显示是否正确却没那么easy。

所以。在做自己主动化測试之前，首先要问自己几个问题？

• 这个測试业务的变动是否频繁？
• 这个測试业务是否属于核心功能？
• 编写測试代码的成本有多少？
• 自己主动化測试能保证測试结果的准确么？

通常，我们会选择那些业务稳定。须要频繁測试的部分来编写自己主动化測试脚本，其余的採用人工測试。人工測试仍然是iOS App开发中必不可少的一部分。

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測试种类

从是否接触源码的角度来分类：測试分为黑盒和白盒（灰盒就是黑盒白盒结合，这里不做讨论）。

白盒測试的时候，測试人员是能够直接接触待測试App的源码的。

白盒測试很多其它的是单元測试，測试人员针对各个单元进行各种可能的输入分析，然后測试其输出。白盒測试的測试代码通常由iOS开发编写。

黑盒測试。

黑盒測试的时候，測试人员不须要接触源码。

是从App层面对其行为以及UI的正确性进行验证。黑盒測试由iOS測试完毕。

从业务的层次上来说，測试金字塔如图：

而iOS測试通常仅仅有下面两个层次：

• Unit。单元測试，保证每个类能够正常工作
• UI，UI測试，也叫做集成測试，从业务层的角度保证各个业务能够正常工作。

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框架选择

啰里八嗦讲的这么多，自己主动化測试的效率怎么样。关键还是在測试框架上。

那么，怎样选择測试框架呢？框架能够分为两大类：XCode内置的和三方库。

选择框架的时候有几个方面要考虑

• 測试代码编写的成本
• 是否可调式
• 框架的稳定性
• 測试报告（截图，代码覆盖率，…）
• WebView的支持（非常多App都用到了H5）
• 自己定义控件的測试
• 是否须要源码
• 是否能须要连着电脑
• 是否支持CI（持续集成）
• ….

我们首先来看看XCode内置的框架：XCTest。XCTest又能够分为两部分：Unit Test 和 UI Test，分别相应单元測试和UI測试。有一些三方的測试库也是基于XCTest框架的，这个在后文会讲到。因为是Apple官方提供的。所以这个框架会不断完好。

成熟的三方框架通常提供了非常多封装好的有好的接口。笔者综合对照了一些，推荐下面框架：

单元測试：

下面三个框架都是BDD(Behavior-driven development) - 行为驱动开发。行为驱动开发简单来说就是先定义行为。然后定义測试用例，接着再编写代码。 实践中发现。通常没有那么多时间来先定义行为。只是BDD中的domain-specific language (DSL)能够非常好的描写叙述用例的行为。

• Kiwi 老牌測试框架
• specta 另一个BDD优秀框架
• Quick 三个项目中Star最多，支持OC和Swift，优先推荐。

UI測试

• KIF 基于XCTest的測试框架。调用私有API来控制UI。測试用例用Objective C或Swift编写。
• appium 基于Client - Server的測试框架。

  App相当于一个Server，測试代码相当于Client，通过发送JSON来操作APP，測试语言能够是随意的，支持android和iOS。

篇幅有限。本文会先介绍XCtest。接着三方的Unit框架会以Quick为例，UI Test框架側重分析KIF，appium仅仅做原理解说。

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XCTest

对于XCTest来说。最后生成的是一个bundle。

bundle是不能直接运行的，必须依赖于一个宿主进程。关于XCTest进行单元測试的基础(XCode的使用，异步測试。性能測试，代码覆盖率等)。我在这篇文章里解说过，这里不再具体解说。

• iOS 单元測试之XCTest具体解释

单元測试用例

比方，我有下面一个函数：

//验证一段Text是否有效。
（不能以空字符开头，不能为空）
- (BOOL)validText:(NSString *)text error:(NSError *__autoreleasing *)error{
}

那么。我该怎样为这个函数编写单元測试的代码？通常，须要考虑下面用例：

1. 输入以空白字符或者换行符开头的，error不为空，返回 NO
2. 输入正确的内容，error为空。返回YES
3. 输入为nil,error不为空。返回 NO (边界条件)
4. 输入为非NSString类型。验证不通过，返回NO （错误输入）
5. 特殊输入字符（标点符号。非英文等等）

UI測试

UI測试是模拟用户操作。进而从业务处层面測试。关于XCTest的UI測试，建议看看WWDC 2015的这个视频：

• UI Testing in Xcode

关于UI測试，有几个核心类须要掌握

• XCUIApplication 測试应用的代理
• XCUIElement 一个UI上可见的视图对象
• XCUIElementQuery 查找XCUIElement

UI測试另一个核心功能是UI Recording。

选中一个UI測试用例，然后点击图中的小红点既能够開始UI Recoding。你会发现：

随着点击模拟器，自己主动合成了測试代码。（通常自己主动合成代码后。还须要手动的去调整）

在写UI測试用例的时候要注意：測试行为而不是測试代码。比方，我们測试这样一个case

进入Todo首页，点击add，进入加入页面，输入文字，点击save。

測试效果例如以下：

相应測试代码：

- (void)testAddNewItems{
    //获取app代理
    XCUIApplication *app = [[XCUIApplication alloc] init];
    //找到第一个tabeview，就是我们想要的tableview
    XCUIElement * table = [app.tables elementBoundByIndex:0];
    //记录下来加入之前的数量
    NSInteger oldCount = table.cells.count;
    //点击Add
    [app.navigationBars[@"ToDo"].buttons[@"Add"] tap];
    //找到Textfield
    XCUIElement *inputWhatYouWantTodoTextField = app.textFields[@"Input what you want todo"];
    //点击Textfield
    [inputWhatYouWantTodoTextField tap];
    //输入字符
    [inputWhatYouWantTodoTextField typeText:@"somethingtodo"];
    //点击保存
    [app.navigationBars[@"Add"].buttons[@"Save"] tap];
    //获取当前的数量
    NSInteger newCount = table.cells.count;
    //假设cells的数量加一，则觉得測试成功
    XCTAssert(newCount == oldCount + 1);
}

这里是通过前后tableview的row数量来断言成功或者失败。

等待

通常，在视图切换的时候有转场动画，我们须要等待动画结束,然后才干继续。否则query的时候非常可能找不到我们想要的控件。

比方。例如以下代码等待VC转场结束，当query仅仅有一个table的时候，才继续运行兴许的代码。

[self expectationForPredicate:[NSPredicate predicateWithFormat:@"self.count = 1"]
          evaluatedWithObject:app.tables
                      handler:nil];
[self waitForExpectationsWithTimeout:2.0 handler:nil];
//兴许代码....

Tips: 当你的UI结构比較复杂的时候。比方各种嵌套childViewController，使用XCUIElementQuery的代码会非常长。也不好维护。

另外，UI測试还会在每一步操作的时候截图。方便对測试报告进行验证。

查看測试结果

使用基于XCTest的框架，能够在XCode的report navigator中查看測试结果。

当中：

• Tests 用来查看具体的測试过程
• Coverage 用来查看代码覆盖率
• Logs 用来查看測试的日志
• 点击图中的红色框指向的图标能够看到每一步UI操作的截图

除了利用XCode的GUI，还能够通过后文提到的命令行工具来測试。查看结果。

Stub/Mock

首先解释两个术语：

• mock 表示一个模拟对象
• stub 追踪方法的调用。在方法调用的时候返回指定的值。

通常，假设你採用纯存的XCTest。推荐採用OCMock来实现mock和stub，单元測试的三方库通常已集成了stub和mock。

那么，怎样使用mock呢？举个官方的样例：

//mock一个NSUserDefaults对象
id userDefaultsMock = OCMClassMock([NSUserDefaults class]);
//在调用stringForKey的时候，返回http://testurl
OCMStub([userDefaultsMock 
stringForKey:@"MyAppURLKey"]).andReturn(@"http://testurl");

再比方，我们要測试打开其它App，那么怎样推断确实打开了其它App呢？

id app = OCMClassMock([UIApplication class]);
OCMStub([app sharedInstance]).andReturn(app);
OCMVerify([app openURL:url] 

使用Stub能够让我们非常方便的实现这个。

关于OCMock的使用。推荐看看objc.io的这篇文章

• 置换測试: Mock, Stub 和其它

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Quick

Quick是建立在XCTestSuite上的框架，使用XCTestSuite同意你动态创建測试用例。所以，使用Quick,你仍让能够使用XCode的測试相关GUI和命令行工具。

使用Quick编写的測试用例看起来是这样子的：

import Quick
import Nimble

class TableOfContentsSpec: QuickSpec {
  override func spec() {
    describe("the 'Documentation' directory") {
      it("has everything you need to get started") {
        let sections = Directory("Documentation").sections
        expect(sections).to(contain("Organized Tests with Quick Examples and Example Groups"))
        expect(sections).to(contain("Installing Quick"))
      }

      context("if it doesn't have what you're looking for") {
        it("needs to be updated") {
          let you = You(awesome: true)
          expect{you.submittedAnIssue}.toEventually(beTruthy())
        }
      }
    }
  }
}

BDD的框架让測试用例的目的更加明白，測试是否通过更加清晰。使用Quick,測试用例分为两种：

单独的用例 - 使用it来描写叙述

it有两个參数。

• 行为描写叙述
• 行为的測试代码

比方，下面測试Dolphin行为。它具有行为is friendly和is smart

//Swift代码
class DolphinSpec: QuickSpec {
  override func spec() {
    it("is friendly") {
      expect(Dolphin().isFriendly).to(beTruthy())
    }

    it("is smart") {
      expect(Dolphin().isSmart).to(beTruthy())
    }
  }
}

能够看到。BDD的核心是行为。也就是说，须要关注的是一个类提供哪些行为。

用例集合。用describe和context描写叙述

比方。验证dolphin的click行为的时候。我们须要两个用例。一个是is loud,一个是has a high frequency，就能够用describe将用例组织起来。

class DolphinSpec: QuickSpec {
  override func spec() {
    describe("a dolphin") {
      describe("its click") {
        it("is loud") {
          let click = Dolphin().click()
          expect(click.isLoud).to(beTruthy())
        }

        it("has a high frequency") {
          let click = Dolphin().click()
          expect(click.hasHighFrequency).to(beTruthy())
        }
      }
    }
  }
}

context能够指定用例的条件：

比方

describe("its click") {
    context("when the dolphin is not near anything interesting") {
      it("is only emitted once") {
        expect(dolphin!.click().count).to(equal(1))
      }
    }
}

除了这些之外，Quick也支持一些切入点。进行測试前的配置：

• beforeEach
• afterEach
• beforeAll
• afterAll
• beforeSuite
• afterSuite

Nimble

因为Quick是基于XCTest，开发人员当然能够收使用断言来定义測试用例成功或者失败。Quick提供了一个更有好的Framework来进行这种断言：Nimble

比方，一个常见的XCTest断言例如以下：

XCTAssertTrue(ConditionCode, "FailReason")

在出错的时候，会提示

XCAssertTrue failed, balabala

这时候，开发人员要打个断点。查看下上下文。看看具体失败的原因在哪。

使用Nimble后，断言变成类似

expect(1 + 1).to(equal(2))
expect(3) > 2
expect("seahorse").to(contain("sea"))
expect(["Atlantic", "Pacific"]).toNot(contain("Mississippi"))

而且。出错的时候，提示信息会带着上下文的值信息。让开发人员更easy的找到错误。

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让你的代码更easy单元測试

測试的准确性和工作量非常大程度上依赖于开发人员的代码质量。

通常。为了单元測试的准确性，我们在写函数(方法)的时候会借鉴一些函数式编程的思想。

当中最重要的一个思想就是

• pure function(纯函数)

何为Pure function？就是假设一个函数的输入一样，那么输出一定一样。

比方。这种一个函数就不是pure function。因为它依赖于外部变量value的值。

static NSInteger value = 0;

- (NSInteger)function_1{
    value = value + 1;
    return value;
}

而这个函数就是pure function，因为给定输入，输出一定一致。

- (NSInteger)function_2:(NSInteger)base{
    NSInteger value = base + 1;
    return value;
}

所以。假设你写了一个没有參数，或者没有返回值的方法，那么你要小心了。非常可能这种方法非常难測试。

关于MVC

在良好的MVC架构的App中。

• View仅仅做纯粹的展示型工作，把用户交互通过各种方式传递到外部
• Model仅仅做数据存储类工作
• Controller作为View和Model的枢纽，往往要和非常多View和Model进行交互，也是自己主动化包含代码维护的痛点。

所以，对Controller瘦身是iOS架构中比較重要的一环。一些通用的技巧包含：

逻辑抽离：

• 网络请求独立。

  能够每个网络请求以Command模式封装成一个对象，不要直接在Controller调用AFNetworking。

• 数据存储独立。建立独立的Store类，用来做数据持久化和缓存。

• 共同拥有数据服务化（协议）。

  比方登录状态等等，通过服务去訪问。这样服务提供者之须要处理服务的质量，服务使用者则信任服务提供者的结果。

Controller与View解耦合

• 建立ViewModel层，这样Controller仅仅须要和ViewModel进行交互。
• 建立UIView子类作为容器，将一些View放到容器后再把容器作为SubView加入到Controller里
• 建立可复用的Layout层，无论是AutoLayout还是手动布局。

Controller与Controller解耦合

• 建立页面路由。每个界面都抽象为一个URL，跳转仅仅通过Intent或者URL跳转，这样两个Controller全然独立。

假设你的App用Swift开发。那么面向协议编程和不可变的值类型会让你的代码更easy測试。

当然，iOS组建化对自己主动化測试的帮助也非常大，因为无论是基础组件还是业务组件，都能够独立測试。组建化又是一个非常大的课题，这里不深入解说了。

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KIF

KIF的全称是Keep it functional。

它是一个建立在XCTest的UI測试框架，通过accessibility来定位具体的控件。再利用私有的API来操作UI。因为是建立在XCTest上的，所以你能够完美的借助XCode的測试相关工具（包含命令行脚本）。

> KIF是个人非常推荐的一个框架，简单易用。

使用KIF框架强制要求你的代码支持accessibility。假设你之前没接触过，能够看看Apple的文档

• Accessibility Programming Guide for iOS

简单来说。accessibility能够让视觉障碍人士使用你的App。

每个控件都有一个描写叙述AccessibilityLabel。

在开启VoiceOver的时候，点击控件就能够选中而且听到相应的描写叙述。

通常UIKit的控件是支持accessibility的。自定定义控件能够通过代码或者Storyboard上设置。

在Storyboard上设置：

• 上面的通过Runtime Attributes设置（KVC）
• 下面的通过GUI来设置

通过代码设置：

[alert setAccessibilityLabel:@"Label"];
[alert setAccessibilityValue:@"Value"];
[alert setAccessibilityTraits:UIAccessibilityTraitButton];

假设你有些Accessibility的经验。那么你肯定知道。像TableView的这种不应该支持VoiceOver的。我们能够用条件编译来仅仅对測试Target进行设置：

#ifdef DEBUG
[tableView setAccessibilityValue:@"Main List Table"];
#endif

#ifdef KIF_TARGET (这个值须要在build settings里设置)
[tableView setAccessibilityValue:@"Main List Table"];
#endif

使用KIF主要有两个核心类：

• KIFTestCase XCTestCase的子类
• KIFUITestActor 控制UI，常见的三种是：点击一个View，向一个View输入内容。等待一个View的出现

我们用KIF来測试加入一个新的ToDo

- (void)testAddANewItem{
    [tester tapViewWithAccessibilityLabel:@"Add"];
    [tester enterText:@"Create a test to do item" intoViewWithAccessibilityLabel:@"Input what you want todo"];
    [tester tapViewWithAccessibilityLabel:@"Save"];
    [tester waitForTimeInterval:0.2];
    [tester waitForViewWithAccessibilityLabel:@"Create a test to do item"];
}

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命令行

自己主动化測试中，命令行工具能够facebook的开源项目：

• xctool

这是一个基于xcodebuild命令的扩展，在iOS自己主动化測试和持续集成领域非常实用,而且它支持-parallelize并行測试多个bundle，大大提高測试效率。

安装XCTool,

brew install xctool

使用

path/to/xctool.sh 
  -workspace YourWorkspace.xcworkspace 
  -scheme YourScheme 
  -reporter plain:/path/to/plain-output.txt 
  run-test

而且。xctool对于持续集成非常实用，iOS经常使用的持续集成的server有两个：

• Travis CI 对于公开仓库（比方github）免费。私有仓库收费
• Jenkins 免费

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优化你的測试代码

准确的測试用例

通常，你的你的測试用例分为三部分：

• 配置測试的初始状态
• 对要測试的目标运行代码
• 对測试结果进行断言（成功 or 失败）

測试代码结构

当測试用例多了。你会发现測试代码编写和维护也是一个技术活。

通常。我们会从几个角度考虑：

• 不要測试私有方法（封装是OOP的核心思想之中的一个。不要为了測试破坏封装）
• 对用例分组（功能，业务类似）
• 对单个用例保证測试独立（不受之前測试的影响，不影响之后的測试）。这也是測试是否准确的核心。

• 提取公共的代码和操作，降低copy/paste这类工作。測试用例是上层调用，仅仅关心业务逻辑，不关心内部代码实现。

一个常见的測试代码组织例如以下：

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appium

appium採用了Client Server的模式。对于App来说就是一个Server，基于WebDriver JSON wire protocol对实际的UI操作库进行了封装，而且暴露出RESTFUL的接口。

然后測试代码通过HTTP请求的方式，来进行实际的測试。

当中，实际驱动UI的框架依据系统版本号有所不同：

• < 9.3 採用UIAutomation
• >= 9.3 XCUITest

原因也比較简单：Apple在10.0之后。移除了UIAutomation的支持，仅仅支持XCUITest。

对照KIF。appium有它的长处：

• 跨平台，支持iOS。Android
• 測试代码能够由多种语言编写，这对測试来说门槛更低
• 測试脚本独立与源码和測试框架

当然，不论什么框架都有缺点：

• 自己定义控件支持不好
• WebView的支持不好

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总结

因为我不是专业的iOS測试，关于測试的一点见解例如以下：

• 单元測试还是选择BDD框架。毕竟可读性高一些，推荐Quick（Swift）。Kiwi(Objective C)
• UI測试优先推荐KIF，假设须要兼顾安卓測试，或者測试人员对OC/Swift非常陌生，能够採用appium

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參考资料

• Testing with Xcode 官方文档。关于XCTest以及XCode有具体的解说
• objc.io关于測试的资料对于官方文档的补充
• 腾讯移动品质中心 鹅厂移动品质中心，有非常多好文章，强力推荐。

• 基于 KIF 的 iOS UI 自己主动化測试和持续集成 美团点评技术团队写的一篇博客
• testing-in-swift
• 微信读书排版引擎自己主动化測试方案

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