前語(yǔ)

最近，Android手機(jī)上的手機(jī)管家更新了新版本，提供了紅包鬧鐘功能，只要有微信紅包或者QQ紅包，就會(huì)自動(dòng)提醒。恰逢最近又在做UI自動(dòng)化的工作，使用到UI Automator框架。幾行代碼，就可以讓手機(jī)自動(dòng)完成某些操作，很有意思，今天就來(lái)扒一扒這背后的原理。

UI Automator

傳統(tǒng)的手工測(cè)試，我們需要點(diǎn)擊一些控件元素，來(lái)查看輸出的結(jié)果是否符合預(yù)期。比如在登錄界面，輸入正確的用戶名和密碼，點(diǎn)擊登錄按鈕后，就可以正常登錄。

如果這些操作，每一次都需要手工執(zhí)行的話，是需要大量的人力成本的，比如手機(jī)QQ安卓端， 手工用例有上萬(wàn)條。所以就需要大力推廣自動(dòng)化測(cè)試。

UI自動(dòng)化作為測(cè)試金字塔的最頂層，承擔(dān)了端到端的需求回歸與灰度驗(yàn)證任務(wù)，其重要性不言而喻。

UI Automator作為一款Google谷歌推出的，用于UI自動(dòng)化測(cè)試的工具，有著優(yōu)秀的API與社區(qū)文檔。也是目前主流的Android自動(dòng)化測(cè)試框架。它提供了一系列用于獲取手機(jī)上頁(yè)面控件元素和操作元素的方法，非常方便。

注意：UI Automator測(cè)試框架是基于instrumentation的API，運(yùn)行在Android JunitRunner 之上，同時(shí)UI Automator Test只運(yùn)行在 Android 4.3(API level 18)以上版本。

從一次搶紅包說(shuō)起

想想我們平時(shí)搶紅包的流程是什么樣的呢？

假如你現(xiàn)在正在刷劇，這時(shí)候通知欄提醒你微信有紅包了，于是你點(diǎn)擊通知欄的消息，進(jìn)入了微信頁(yè)面，找到了紅包，再點(diǎn)擊拆紅包的按鈕，小手一抖，幾毛到手。

這么一想，其實(shí)這些步驟完全是一個(gè)體力活，要是有個(gè)機(jī)器人能自動(dòng)搶就好了！

這個(gè)機(jī)器人的背后就是AccessibilityService，當(dāng)然它的具體作用我們稍后再講。

按照我們的現(xiàn)有的邏輯，自動(dòng)搶紅包大致分為以下幾個(gè)步驟：

識(shí)別獲取通知欄的微信紅包的通知事件 點(diǎn)擊通知欄的消息 獲取紅包的消息 點(diǎn)擊按鈕拆紅包

這里面最最重要的兩個(gè)步驟就是識(shí)別，操作。接下來(lái)我們侃侃這兩步。

怎么識(shí)別頁(yè)面控件元素？

首先，我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下UI Automator viewer這個(gè)工具，位于<android-sdk>/tools/bin目錄下，他可以很方便地掃描和分析 Android 設(shè)備上當(dāng)前顯示的界面組件，展示一棵完整的控件樹，與某一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)（控件元素）的屬性。

從上圖我們可以看到，頁(yè)面的一個(gè)登錄按鈕元素，有自己的text屬性，resource-id屬性，content-desc屬性等等。

在UI Automator中，存在uiDevice類，可以通過(guò)findObject方法，查看到這些控件元素。

UiObject2 login_btn = uiDevice.findObject(By.desc('登錄'));

現(xiàn)在我們深入findObject方法，

public UiObject2 findObject(BySelector selector) {// 這里返回匹配選擇器的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果沒(méi)有找到匹配的話，就返回nullAccessibilityNodeInfo node = ByMatcher.findMatch(this, selector, getWindowRoots());return node != null ? new UiObject2(this, selector, node) : null; }

可以看到，這里傳入了一個(gè)選擇器selector，然后在ByMatcher的findMatch方法中查詢，如果找到了，就返回一個(gè)AccessibilityNodeInfo的node，如果沒(méi)有找到就返回null。

首先看ByMatcher是什么東東？這是一個(gè)實(shí)用工具類，通過(guò)它的方法，我們可以在一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)中搜索到匹配selector的節(jié)點(diǎn)。

findMatch方法很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始搜索的樹型搜索方法，不用多說(shuō)。

AccessibilityNodeInfo是什么呢？這相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，在AccessibilityService的角度來(lái)看，這就是一個(gè)可訪問(wèn)到的控件節(jié)點(diǎn)。

那這么來(lái)看，findMatch的第三個(gè)參數(shù)，就是傳入的控件樹的根節(jié)點(diǎn)了嗎？我們深入看一下這里的getWindowRoots方法的關(guān)鍵代碼，

/** 這里返回活動(dòng)窗口容器的root節(jié)點(diǎn)的列表 */ AccessibilityNodeInfo[] getWindowRoots() {// 等待線程空閑后再執(zhí)行waitForIdle();// 初始化一個(gè)root節(jié)點(diǎn)的集合Set<AccessibilityNodeInfo> roots = new HashSet();// 通過(guò)UiAutomation獲取當(dāng)前最底部的根窗口容器的root節(jié)點(diǎn)AccessibilityNodeInfo activeRoot = getUiAutomation().getRootInActiveWindow(); // 這里使用UiAutomation的方法if (activeRoot != null) { roots.add(activeRoot);}// 多窗口容器的搜索if (UiDevice.API_LEVEL_ACTUAL >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) { for (AccessibilityWindowInfo window : getUiAutomation().getWindows()) { // 這里使用UiAutomation的方法AccessibilityNodeInfo root = window.getRoot();…………roots.add(root); }}return roots.toArray(new AccessibilityNodeInfo[roots.size()]); }

這里要提一下，UiAutomation是Google在Android4.3的時(shí)候，發(fā)布的一個(gè)自動(dòng)化框架，它提供了與系統(tǒng)底層交互的能力。

再往下，我們看看UiAutomation的getWindows方法的關(guān)鍵代碼：

public List<AccessibilityWindowInfo> getWindows() { ……return AccessibilityInteractionClient.getInstance().getWindows(connectionId); }

這里獲取了AccessibilityInteractionClient的實(shí)例，然后返回了client的getWindows方法結(jié)果。然后再看一下這個(gè)getWindows方法的關(guān)鍵代碼，

public List<AccessibilityWindowInfo> getWindows(int connectionId) { …… IAccessibilityServiceConnection connection = getConnection(connectionId); if (connection != null) {// 首先去查詢緩存，如果緩存是有的，直接返回List<AccessibilityWindowInfo> windows = sAccessibilityCache.getWindows(); …… return windows;}…… // 如果上面的緩存不存在，就調(diào)用connection.getWindows方法 windows = connection.getWindows(); ……if (windows != null) { // 把上面獲取到的新的windows放置緩存，并返回 sAccessibilityCache.setWindows(windows); return windows;} } …… }

從IAccessibilityServiceConnection開(kāi)始，在IDE中就開(kāi)始提示Cannot resolve symbol ’IAccessibilityServiceConnection’,無(wú)法再跳轉(zhuǎn)追蹤了。這是因?yàn)檫@個(gè)文件屬于aidl文件，這是Android中用于跨進(jìn)程通信的接口文件，其具體源碼可以在GoogleSource上面看到，有興趣的同學(xué)可以去看一下：IAccessibilityServiceConnection.aidl。 這說(shuō)明，到這里，UI Automation進(jìn)程開(kāi)始了與AccessibilityService進(jìn)程的通信。我們把當(dāng)前的程序可以當(dāng)做是客戶端，那么Android系統(tǒng)服務(wù)就是服務(wù)端，從這里開(kāi)始，真正深入到Android系統(tǒng)的核心。在下面，就是Android Native的Library庫(kù)。

這里，我們可以用時(shí)序圖總結(jié)一下：

怎么操作頁(yè)面頁(yè)面元素？

我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了UI Automator是怎么識(shí)別控件的，那怎么操作控件元素呢？比如實(shí)現(xiàn)控件的自動(dòng)點(diǎn)擊。

我們還是從源碼開(kāi)始入手。比如一個(gè)控件元素的點(diǎn)擊動(dòng)作，在UiObject2類中，關(guān)鍵代碼如下：

public void click() {mGestureController.performGesture(mGestures.click(getVisibleCenter())); }

首先，getVisibleCenter方法可以根據(jù)控件節(jié)點(diǎn)信息，也就是上面提到的AccessibilityNodeInfo，獲取到這個(gè)控件節(jié)點(diǎn)的中心坐標(biāo)點(diǎn)。然后把這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)傳給mGesture的click方法，這里是為了封裝點(diǎn)擊動(dòng)作，最后交給mGestureController對(duì)象的performGesture方法去實(shí)施這個(gè)點(diǎn)擊動(dòng)作。

對(duì)于mGesture的click方法，這個(gè)mGesture是一個(gè)構(gòu)造工廠，它的click方法直接生成了一個(gè)PointerGesture對(duì)象，這個(gè)對(duì)象表示的是執(zhí)行手勢(shì)操作時(shí)的動(dòng)作。比如手勢(shì)的開(kāi)始坐標(biāo)點(diǎn)，結(jié)束坐標(biāo)點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間，移動(dòng)方向，速度等等。

重點(diǎn)看一下mGestureController對(duì)象的performGesture方法，其關(guān)鍵代碼如下：

public void performGesture(PointerGesture ... gestures) { ………… // 執(zhí)行傳入的手勢(shì)操作動(dòng)作MotionEvent event; // 這個(gè)是關(guān)于運(yùn)動(dòng)事件for (……) { ………… // 初始化運(yùn)動(dòng)事件，并調(diào)用UI Automation的injectInputEvent注入事件，異步執(zhí)行event = getMotionEvent(……);getDevice().getUiAutomation().injectInputEvent(event, true);………… } …………}}

這里可以看到事件的注入，也是通過(guò)UI Automation來(lái)完成的。看一下injectInputEvent方法的關(guān)鍵代碼，

public boolean injectInputEvent(InputEvent event, boolean sync) {…………// 異步執(zhí)行，這段代碼之前有關(guān)于鎖的操作return mUiAutomationConnection.injectInputEvent(event, sync);………… }

我們發(fā)現(xiàn)也是通過(guò)一個(gè)connection來(lái)執(zhí)行操作的，這個(gè)connection對(duì)象對(duì)應(yīng)的IUiAutomationConnection類，也屬于一個(gè)aidl文件。

這里也放一個(gè)時(shí)序圖，

AccessibilityService

AccessibilityService根據(jù)官方說(shuō)明，是指開(kāi)發(fā)者通過(guò)增加類似contentDescription的屬性，從而在不修改代碼的情況下，讓殘障人士能夠獲得使用體驗(yàn)的優(yōu)化，大家可以打開(kāi)AccessibilityService來(lái)試一下，點(diǎn)擊區(qū)域，可以有語(yǔ)音或者觸摸的提示，幫助殘障人士使用App。

當(dāng)然，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)，AccessibilityService已經(jīng)被玩兒壞了，越來(lái)越多的App借用AccessibilityService來(lái)實(shí)現(xiàn)了一些其它功能，甚至是灰色產(chǎn)品。

在國(guó)內(nèi)，通過(guò)AccessibilityService實(shí)現(xiàn)的功能包括免Root自動(dòng)安裝，自動(dòng)搶紅包，微信消息自動(dòng)回復(fù)等等黑科技。

當(dāng)然也有一些惡意功能，比如軟件防卸載。當(dāng)用戶想要卸載你的App的時(shí)候，一般會(huì)來(lái)到設(shè)置界面，找到你的App然后選擇卸載，那么如果我們監(jiān)控這個(gè)頁(yè)面，如果發(fā)現(xiàn)是自己的App，就直接退出，這樣不就無(wú)法卸載了嗎？是的，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，但是背后的惡意卻讓人心寒。

使用AccessibilityService做自動(dòng)化的步驟

大家看了上面的分析，可能對(duì)自動(dòng)化有了一點(diǎn)興趣，其實(shí)歸納起來(lái)，步驟很簡(jiǎn)單：

分析整個(gè)操作流程，拆解成關(guān)于每個(gè)控件的識(shí)別與操作。 利用uiautomatorviewer等工具，查看對(duì)應(yīng)UI控件的屬性，進(jìn)行唯一性識(shí)別 編寫代碼，查找到元素后，進(jìn)行點(diǎn)擊等操作 兼容性處理結(jié)語(yǔ)

大家經(jīng)常說(shuō)“面試造火箭，工作擰螺絲”。其實(shí)大家平時(shí)工作可能都是“擰擰螺絲”，但是站在個(gè)人職業(yè)發(fā)展角度來(lái)看，是不可取的。只有不斷挖深自己的技術(shù)護(hù)城河，才能提高個(gè)人的不可替代性。在“擰螺絲”的時(shí)候，我們不妨抬頭看看，整個(gè)“火箭”是的構(gòu)造。

以上就是淺談Android手機(jī)的搶紅包插件的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Android搶紅包插件的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！