appium 入门参考

本文摘要：重点介绍了 appium 方案与其他方案的优缺点对比，以及在环境配置、原生控件查找、图片识别方面的关键知识和常用问题解决方法。

本文适合：只有单一 iOS 开发或者自动化测试背景的人员，作为辅助文档阅读；不适合作为新手第一篇文档，或者已同时熟练掌握 iOS 开发、appium 自动化测试的人员阅读。

一、前言

游戏发行业务中，对游戏进行测试是保证游戏质量重要的一环。传统人工测试的方法费时费力、容易出错，所以自动化测试技术显然才是更好的解决方案。而 appium 就是自动化测试的最优秀的方案之一，新手上路可以通过 appium 官方的 Getting Started - Appium 快速入门。

二、iOS UI 测试方案对比

在讲解appium的相关内容之前，我们先看看目前有哪些主流的测试方案可以选择。

iOS 的 UI 测试的技术方案有两个大的方向：

1. 原生方向

2. 跨平台的方向

方案对比：

| 方向 | 框架 | 编程语言 | 原生控件查找 | 图片识别 | 更新维护 | 开发体验 |

| ------ | ------- | ------------------ | ------------ | -------- | ----------- | -------- |

| 原生 | XCTest | Objective-C、Swift | 最优 | **没有** | 最优 | 最优 |

| 跨平台 | appium | Python、JS 等 | 有 | 有 | 优 | 一般 |

| 跨平台 | airtest | Python | 有 | 有 | 一般（iOS） | 优 |

2.1 原生

原生方向优势在于原生控件识别的速度以及准确度，以及框架更新维护的及时性。劣势在于没有直接集成图片识别的功能，而图片识别是游戏的自动化 UI 测试关键的一环。因此原生方向是适合 App 的自动化 UI 测试方案，并不适合直接应用于游戏。此外，原生方向还对使用人员有掌握 iOS 开发的要求，不便于我们 iOS 开发与测试人员合作开发。

2.2 跨平台

跨平台方向是实现 iOS 手游 UI 自动化测试更好的选择。此方向的具体实现有很多，表格举了两个较为典型的例子：appium以及airtest。

2.2.1 appium

appium 是开源社区最为流行的移动 UI 测试框架，支持多种编程语言编写脚本。项目维护更新频繁，bug 修复及时。功能方面，原生控件识别、图片识别样样齐全。使用过程遇到的问题在社区中能较快找到解决方法。缺点在于 appium 的 IDE 等配套（指免费方案）不完善，且没有针对手游进行专门优化，实际使用需要自己实现较多的脚手架以及轮子。

2.2.2 airtest

airtest 是网易公司专门针对手游优化的 UI 测试方案，使用 Python 语言进行编写脚本。IDE、中文文档等配套完善易用，同时也是免费的。缺点在于，单就 iOS 而言，核心框架 iOS-Tagent的代码并不开源，且在新版 Xcode 适配，bug 修复等问题上都较慢。使用人员碰到问题往往比较被动，只能通过 Github 提交 issue ，然后静静等待官方修复。

综合考虑后，笔者选择了 appium 作为 iOS 手游 UI 测试方案。

三、appium 环境配置

appium 官方文档非常完善和友好，所以大家可以通过官方文档 Getting Started - Appium 快速上手，本文就简单列出一些关键点，理清一下思路。

安装命令行版 appium 需要使用 npm 命令执行，因为 appium 是基于 node 开发的。

npm install -g appium

此外，appium 还有一个桌面版，使用 Electron 编写。从 Github官方仓库 下载安装包，直接安装即可。

桌面版既可用于启动 appium 命令行版服务器，也可用于控件查找调试以及自动录制生成脚本，推荐新手安装。但桌面版本身并不是一个 IDE，需要使用另外的 IDE 编写 UI 测试脚本并运行。

安装完 appium，重要的一步是确保WebDriverAgent工程的WebDriverAgentRunner target 编译通过。找到工程的位置后，调整对应 target 的证书以及描述文件即可。

# 命令行版appium WebDriverAgent工程默认位置/usr/local/lib/node_modules/appium/node_modules/appium-webdriveragent/WebDriverAgent.xcodeproj
# 桌面版appium WebDriverAgent工程默认位置/Applications/Appium.app/Contents/Resources/app/node_modules/appium/node_modules/appium-webdriveragent/WebDriverAgent.xcodeproj

其他问题，Getting Started - Appium 已经写得较清晰，不再赘述。

四、appium 原生控件查找

下文所提控件一般都特指iOS原生控件，如UIButton、UITextField等。控件查找主要应用于原生 SDK 界面的自动化操作，如输入账号密码、点击 SDK 的登录按钮等。进行自动化操作，重点就在控件查找；而找到控件以后与其交互，只需调用对应的 click 之类 API，这个相对直接简单的。

appium 的原生控件查找的策略，笔者根据是否需要在 iOS 端提前适配，将其分为两种：

1. 侵入式

2. 非侵入式

4.1 侵入式查找策略

侵入式查找策略 原理是 iOS 端的对应控件提前适配一个标识符accessibility_id，然后 UI 测试脚本凭借该标识符查找到对应控件。代码示例如下：

// iOS端：SwiftloginBtn.accessibilityLabel = "login_vc_login_btn"

# appium脚本代码端：Pythondriver.find_element_by_accessibility_id('login_vc_login_btn')

侵入式方案优势在于测试端的自动化脚本容易编写。而劣势显而易见是，得为众多的 UI 控件添加唯一标识符（如果两个控件标识符相同，情况会变得复杂），对开发人员来说比较麻烦，尤其是在同时开发维护多套 SDK 的时候。

此外，侵入式方案的查找效率往往会比下面介绍的非侵入式方案更慢，可以使用桌面版 appium 进行控件查找时间测试。

4.2 非侵入式查找策略

非侵入式查找策略原理是通过规则匹配的方式查找控件，无需 iOS 端提前适配，且识别速度会更快。

4.2.1 ios-class-chain 上手使用

非侵入式查找策略有多种，但此处只介绍其中的集大成者 ios-class-chain 查找策略。先看代码：

# appium脚本代码driver.find_element_by_ios_class_chain('**/XCUIElementTypeButton[`label == "登录"`]')

这是典型的使用场景，作用是：查找 label 属性等于登录的按钮元素，别的元素也能以类似的方式进行查找。find_element_by_ios_class_chain 是 appium 提供的 API。函数需要的参数， 本文称之为selector。

4.2.2 ios-class-chain selector 分析

使用 ios-class-chain 查找策略的关键就在于编写 selector，我们还是用上面的例子对 selector 进行拆解分析。

# selector'**/XCUIElementTypeButton[`label == "登录"`]'

**/ 符号放在了 selector 开头，作用是避免在根层级直接查找元素。此外，正如 ios-class-chain 名称本身所示，我们能链式组合出更精确更复杂的 selector 去满足查找需求，**/ 符号此时可能出现在 selector 中间。含义指后面的元素不是当前层级的直接子代（child），是间接子代（子代的子代，descendant）。

**/XCUIElementTypeCell[`name BEGINSWITH "D"`]/**/XCUIElementTypeButton

XCUIElementTypeButton 是按钮元素在 iOS 的 XCTest 框架的枚举名称表示。查看 XCTest文档 可以查看更多其他可用控件元素名称。

[`label == "登录"`]

方括号里面的表达式叫谓词表达式，是被查找控件的约束条件。

此谓词表达式的含义是：label 属性等于登录。除了表示相等的==运算符，表达式能用的运算符，还有逻辑表达式的 AND,字符串比较的BEGINSWITH等等。appium 的 iOS谓词指南以 及苹果的 谓词编程指南 作了更详细的介绍。

表达式左边使用了label属性。label 一般是用户能直接看到的内容。如一个文字按钮文本写的是立即登录，那按钮 label 属性值就是立即登录。但如果这个按钮的内容不是文字，而是一张图片，那按钮 label 属性值是由图片的文件名经过命名规则的转换而来的。编写脚本的人员往往不知道图片文件名，这时候可以用桌面版 appium 调试工具查看最终的selector结果。

表达式左边还有一个属性也很常见：name。假如在 iOS 端已经给控件提前适配了标识符(参考侵入式查找策略一节)，名为：ctrl_access_id，谓词表达式就可写成：

[`name == "ctrl_access_id"`]

4.2.3 ios-class-chain 总结

appium 的 ios-class-chain 查找策略会将 selector 转换成一系列苹果原生 API（XCUITest）的直接调用，而不是递归地构建整个 UI 树，所以往往会比其他策略更高效。再加上此策略无需 iOS 端提前适配，综合下来，是笔者首选使用的查找策略。

它的劣势在于 selector 编写会比直接的标识符复杂一些。所幸我们只要掌握要一些常用规则，足以应付多数情况，而且桌面版的 appium 也能作为参考工具。

五、appium 图片识别

appium 能实现原生控件查找，是因为底层的 WebDriverAgent 框架把脚本命令转换了成原生 XCTest 框架的调用。而游戏引擎生成的游戏画面内容不能像原生控件一样去查找，因此就需要用到图片识别的技术。

appium 的图片识别依赖于 openCV ，请先根据命令行引导安装好环境，否者在调用 find_element_by_image API 时会抛出异常。图片识别值得讲的点不如原生控件查找的多。比较常用的一些配置和笔者碰到的问题例举如下，供大家参考：

• getMatchedImageResult： 设置为 True 能保留查找到的图片的 base64 字符串表示，从而进行图片识别的 debug。

• imageMatchThreshold： 控制图片准确度阈值，默认值是 0.4。实际使用发现经常会误识别，所以笔者一般会调高此值。

• fixImageTemplateScale： 调整基准图片的比例。图片识别最终是转换成了屏幕坐标点。一般手动截图往往是是 2 倍或者 3 倍图，因此需要先调整图片分辨率比例，才能转换成正确的坐标点。这个配置理论上是用来自动调整比例的。但在编写本文的此时，这个配置实测有 bug，笔者只能用自己的脚本另行处理。

六、总结

本文简要对比了游戏自动化测试方案、appium 的入门参考知识以及常见问题解答。appium 原生控件查找一节重点分析了ios-class-chain策略的使用方法。

在游戏自动化测试方案选型问题上，如果只是简单使用，现成的整合方案如 airtest 是较好的选择。如果想长期稳定使用、且有能力进行脚手架开发的情况下，可考虑采用 appium 这样的跨平台方案。

在 appium 的控件查找方案问题上，如果想要脚本端容易编写，可以选择提前适配 accessibility_id 的侵入式方案。如果不能（想）对源代码进行修改，那本文重点介绍的非侵入式策略 ios-class-chain 是首选。

大家有任何问题，欢迎在评论区一起交流啊~

七、参考链接

• https://appium.io/docs/en/about-appium/getting-started/

• https://appiumpro.com/editions/8-how-to-find-elements-in-ios-not-by-xpath

• https://github.com/facebookarchive/WebDriverAgent/wiki/Class-Chain-Queries-Construction-Rules