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Android Test Driven Development

Carlo Codega
carlo.codega@funambol.com
Milano, 21 Maggio 2010

Agenda
• Introduzione al Test Driven Development
• Unit testing vs Functional testing
• Unit testing:
– Componenti indipendenti da Android: JUnit
– Componenti dipendenti da Android, isolabili dal resto dell’applicazione
– Macro componenti: Application, Activity, Service e ContentProvider
– Generazione di test suite
– Esecuzione di test suite con adb (Android Debug Bridge)
• Functional testing:
– Componenti che hanno interfaccia utente: Activity
– Integration testing sull’intera applicazione: Instrumentation
• Stress testing: Monkey tool

Introduzione al TDD
Perché fare TDD in Android:

1. Scrivere codice che funziona :)
2. Scrivere i test prima dell’implementazione funzionale
3. Pensare al design dell’applicazione prima dell’implementazione
reale
4. Evitare i bachi di regression. Scrivere speciﬁci test case per ogni
bug trovato
5. Facilitare il refactoring del codice

Unit testing vs Functional testing
• Unit tests:
– Servono a veriﬁcare che tutte le componenti di un programma
funzionano correttamente
– Vengono fatti solitamente dagli stessi sviluppatori che hanno
implementato il codice
– Vengono scritti in un determinato linguaggio di programmazione

• Funcional tests (o acceptance tests):
– Servono a veriﬁcare se un programma risponde ai requisiti dell’utente
– Vengono fatti da persone di QA (Quality Assurance)
– Vengono scritti in un linguaggio di alto livello

Unit testing vs Functional testing
Unit testing Functional testing

Android testing framework
• Android integra al suo interno un framework per il testing:
– Package android.test

• Basato su JUnit 3
• Supporta:
– Unit testing: TestCase, AndroidTestCase
– Functional testing: InstrumentationTestCase

• Include delle utility per facilitare la creazione di test suite
• Android Debug Bridge (adb) per eseguire i test su emulatore o
device reale

Unit testing
• Componenti indipendenti da Android: JUnit classico

TestCase

• Aiuta a separare la logica dal contesto
• Esempio: MorseCode

Unit testing
• MorseCode (Android SDK)

Unit testing

= dipendende da Android
Activity
= indipendende da Android

MorseCode MorseCodeConverter

Unit testing
class MorseCodeConverter {
static final long SPEED_BASE = 100;
static final long DOT = SPEED_BASE;
static final long DASH = SPEED_BASE * 3;
static final long GAP = SPEED_BASE;

/** The characters from 'A' to 'Z' */
private static final long[][] LETTERS = new long[][] {
/* A */ new long[] { DOT, GAP, DASH },
/* B */ new long[] { DASH, GAP, DOT, GAP, DOT, GAP, DOT },
/* C */ new long[] { DASH, GAP, DOT, GAP, DASH, GAP, DOT },
...
};

/** The characters from '0' to '9' */
private static final long[][] NUMBERS = new long[][] {
/* 0 */ new long[] { DASH, GAP, DASH, GAP, DASH, GAP, DASH },
/* 1 */ new long[] { DOT, GAP, DASH, GAP, DASH, GAP, DASH },
...
};

Unit testing

/** Return the pattern data for a given character */
static long[] pattern(char c) {
...
}

/** Return the pattern data for a given string */
static long[] pattern(String str) {
...
}
}

Unit testing

TestCase

MorseCodeConverterTest

Unit testing

public class MorseCodeConverterTest extends TestCase {

public void testCharacterS() throws Exception {

long[] expectedBeeps = { MorseCodeConverter.DOT,
MorseCodeConverter.DOT,
MorseCodeConverter.DOT };

long[] beeps = MorseCodeConverter.pattern('s');

assertEquals(expectedBeeps, beeps);
}
}

Unit testing
• Componenti dipendenti da Android:

AndroidTestCase

• Viene utilizzato per le componenti che richiedono l’accesso al
Context:
– eseguire Intent, lanciare Activity e Service
– accedere al File System e ContentProvider

• Esempio: AndroidKeyValueStore

Unit testing

AndroidKeyValueStore Context

Unit testing
public class AndroidKeyValueStore {

private SQLiteDatabase dbStore;
private DatabaseHelper mDatabaseHelper;

public AndroidKeyValueStore(Context context) {
mDatabaseHelper = new DatabaseHelper(context,
"dbname”, "tablename");
open();
// Create table
dbStore.execSQL(...);
close();
}

public void open() {
if(dbStore == null) {
dbStore = mDatabaseHelper.getWritableDatabase();
}
}

Unit testing

public void close() {
dbStore.close();
dbStore = null;
}

public void put(String key, String value) {
}

public String get(String key) {
}
}

Unit testing

AndroidTestCase

AndroidKeyValueStoreTest

Unit testing
public class AndroidKeyValueStoreTest extends AndroidTestCase {

private AndroidKeyValueStore store;

protected void setUp() {
store = new AndroidKeyValueStore(getContext());
store.load();
}

protected void tearDown() {
store.close();
}

public void testPutGet() throws Exception {
store.put("aKey", "aValue");
String value = store.get(aKey);
assertEquals(value, "aValue");
}
}

Unit testing
• Test di macro componenti in ambiente controllato:
– Controllo globale sul ciclo di vita del componente
– Application:
• ApplicationTestCase <T extends Application>

– Activity (functional test):
• ActivityTestCase
• ActivityInstrumentationTestCase<T extends Activity> (deprecato)
• ActivityInstrumentationTestCase2<T extends Activity>

– Service:
• ServiceTestCase<T extends Service>

– ContentProvider:
• ProviderTestCase <T extends ContentProvider> (deprecato)
• ProviderTestCase2 <T extends ContentProvider>

Unit testing

AndroidTestCase

ApplicationTestCase ServiceTestCase ProviderTestCase

Unit testing

InstrumentationTestCase

ActivityInstrumentationTestCase

Instrumentation = Functional testing !!

Unit testing
Generazione di test suite per raggruppare e classiﬁcare i TestCase:

TestSuite

MyTestSuite TestSuiteBuilder

Unit testing
Includere tutti i test case appartenenti ad un package:

public class SomeTests extends TestSuite {
public static Test suite() {
return new TestSuiteBuilder(SomeTests.class)
.includePackages("com.myapp.package1", "com.myapp.package2")
.build();
}
}

public class AllTests extends TestSuite {
public static Test suite() {
return new TestSuiteBuilder(AllTests.class)
.includeAllPackagesUnderHere().build();
}
}

Unit testing
Struttura dei test:

> AndroidManifest.xml
src
res
tests > AndroidManifest.xml
src > com > myapp > AllTests.java
SomeTests.java
package1 > TestCase1.java
TestCase2.java
package2 > AndroidTestCase1.java
AndroidTestCase2.java

Unit testing
AndroidManifest.xml

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.myapp.tests">

<application>
<uses-library android:name="android.test.runner” />
</application>

<instrumentation android:name="android.test.InstrumentationTestRunner”
android:targetPackage="com.myapp”
android:label=”MyApp Tests"/>

</manifest>

Unit testing
Eseguire test suite con adb (Android Debug Bridge):

• Eseguire tutti i test:
– adb shell am instrument -w com.myapp/android.test.InstrumentationTestRunner

• Eseguire una singola TestSuite o un singolo TestCase:
– adb shell am instrument -w -e class com.myapp.SomeTests
com.myapp/android.test.InstrumentationTestRunner
– adb shell am instrument -w -e class com.myapp.package1.TestCase1

• Eseguire solo unit tests:
– Test che non derivano da InstrumentationTestCase
– adb shell am instrument -w -e unit true

Unit testing
• Classiﬁcare per dimensione:
– adb shell am instrument -w -e size small
– Classiﬁcati in base alle annotazioni:
• @SmallTest > -e size small
• @MediumTest > -e size medium
• @LargeTest > -e size large

• Output da adb:

com.myapp.package1.TestCase1:........
com.myapp.package1.TestCase2:.....
com.myapp.package2.AndroidTestCase1:.........
com.myapp.package2.AndroidTestCase1:......
Test results for InstrumentationTestRunner=............................
Time: 124.526

OK (28 tests)

Unit testing
• Eseguire i test direttamente dall’emulatore:

Functional testing
• Componenti che hanno interfaccia utente: Activity


• Integration testing sull’intera applicazione:

Instrumentation

Functional testing
• Componenti che hanno interfaccia utente: Activity

InstrumentationTestCase


Functional testing
ActivityInstrumentationTestCase2<T extends Activity>

• Testing isolato per una singola Activity
• Tramite l’oggetto Instrumentation si può interagire con l’interfaccia
utente
• È possibile utilizzare le TouchUtils per simulare eventi touch

Functional testing
• Instrumentation:
– sendCharacterSync(int keyCode)
– sendKeySync(KeyEvent event)
– sendPointerSync(MotionEvent event)
– sendStringSync(String text)
– setInTouchMode(boolean inTouch)

Functional testing
• TouchUtils:
– clickView(InstrumentationTestCase test, View v)
– drag(InstrumentationTestCase test, float fromX, float toX, float fromY,
float toY, int stepCount)
– longClickView(InstrumentationTestCase test, View v)
– scrollToBottom(InstrumentationTestCase test, ViewGroup v)
– tapView(InstrumentationTestCase test, View v)

Functional testing
• Calculator

Functional testing

Activity

Calculator Logic

Functional testing

ActivityInstrumentationTestCase<Calculator>

CalculatorTest

Functional testing
public class CalculatorTest extends
ActivityInstrumentationTestCase<Calculator> {

Calculator mActivity = null;
Instrumentation mInst = null;

public CalculatorTest() {
super("com.android.calculator2", Calculator.class);
}

protected void setUp() throws Exception {
super.setUp();
mActivity = getActivity();
mInst = getInstrumentation();
}

Functional testing
private void press(int keycode) {
mInst.sendKeyDownUpSync(keycode);
}

private boolean tap(int id) {
View view = mActivity.findViewById(id);
if(view != null) {
TouchUtils.clickView(this, view);
return true;
}
return false;
}
private String displayVal() {
CalculatorDisplay display = (CalculatorDisplay)
mActivity.findViewById(R.id.display);
EditText box = (EditText)display.getCurrentView();
return box.getText().toString();
}

Functional testing
public void testPressSomeKeys() {

// Make sure that we clear the output
press(KeyEvent.KEYCODE_ENTER);
press(KeyEvent.KEYCODE_CLEAR);

// 3 + 4 * 5 => 23
press(KeyEvent.KEYCODE_3);
press(KeyEvent.KEYCODE_PLUS);
press(KeyEvent.KEYCODE_9 | KeyEvent.META_SHIFT_ON);
press(KeyEvent.KEYCODE_ENTER);

assertEquals(displayVal(), "23");
}

Functional testing
public void testTapSomeButtons() {

// Make sure that we clear the output
tap(R.id.equal);
tap(R.id.del);

// 567 / 3 => 189
tap(R.id.digit5);
tap(R.id.digit6);
tap(R.id.digit7);
tap(R.id.div);
tap(R.id.digit3);
tap(R.id.equal);

assertEquals(displayVal(), "189");

Functional testing

// make sure we can continue calculations also
// 189 - 789 => -600
tap(R.id.minus);
tap(R.id.digit7);
tap(R.id.digit8);
tap(R.id.digit9);
tap(R.id.equal);

assertEquals(displayVal(), ”-600");
}
}

• Le primitive sono semplici e astratte: press, tap, assert

Functional testing
• Integration testing sull’intera applicazione:
– Deﬁnire un linguaggio di alto livello per testare l’applicazione dal
punto di vista dell’utente
– Implementare un interprete del linguaggio per tradurre i comandi in
azioni effettuate tramite l’oggetto Instrumentation

• Implementare un custom Instrumentation ci permette di avere il
totale controllo sull’applicazione

• Il manifest di test deve contenere una copia del manifest
dell’applicazione originale e la deﬁnizione di un nuovo
Instrumentation per poter eseguire i test di integrazione

Functional testing
AndroidManifest.xml

<manifest package="com.myapp">

<application android:label=”MyApp">
<activity android:name="com.myapp.Activity" />
<service android:name="com.myapp.Service" />
<uses-library android:name="android.test.runner" />
</application>

<instrumentation
android:name="android.test.InstrumentationTestRunner"
android:targetPackage="com.myapp"
android:label="MyApp Tests" />

<instrumentation android:name="com.myapp.CustomInstrumentation”
android:targetPackage="com.myapp"
android:label="MyApp Integration Tests" />

</manifest>

Functional testing
• Deﬁnire un linguaggio di alto livello per simulare le azioni
dell’utente (esempio: Funambol integration tests):
– StartMainApp()
– KeyPress(String command, int count)
– WriteString(String text)
– CreateEmptyContact()
– DeleteAllContacts()
– Include(String scriptUrl)

• Linguaggio utilizzato dal QA per scrivere i test partendo dagli
acceptance tests

Functional testing

Instrumentation

CustomInstrumentation CommandRunner Robot

Functional testing
• CustomInstrumentation:
– Carica lo script di test e lo esegue tramite il CommandRunner
• CommandRunner:
– Interpreta lo script
– Traduce ogni comando in azione eseguita tramite il Robot
• Robot:
– Esegue delle azioni sull’applicazione tramite un riferimento
all’oggetto Instrumentation

Functional testing
• Acceptance test case:
1. “On Device add a record in the Contacts section ﬁlling in all possible
ﬁelds”
2. “Fire synchronization and wait for sync complete”
3. “Check the new contact is added to the server”

Functional testing
# Create on Device side a new Contact (Andrea Bianchi)
CreateEmptyContact()
SetContactField(FirstName,"Andrea")
SetContactField(LastName, "Bianchi")
SetContactField(TelHome, "0382665765979")
SetContactField(TelCell, "3445674")
SetContactField(Birthday, "1987-09-13")
...
SaveContact()

# Fire the synchronization and wait that is complete
KeyPress(KeyFire)
WaitForSyncToComplete(2,20)

# Verify Exchanged Data
CheckExchangedData("Contacts",1,0,0,0,0,0)
RefreshServer()

# Verify if the contact is added on the Server
CheckNewContactOnServer("Andrea", "Bianchi", true)

Functional testing
• Eseguire i test di integrazione:
– adb shell am instrument [options] -w
com.myapp/com.myapp.CustomInstrumentation

– È possibile speciﬁcare dei parametri aggiuntivi tramite il ﬂag -e (extra)

– I parametri vengono passati tramite una Bundle attraverso il metodo
onCreate() dell’oggetto Instrumentation:
• public void onCreate(Bundle arguments)

– Dall’emulatore:
• Dev Tools / Instrumentation / MyApp Integration Tests

Stress testing
• Monkey tool:
– Applicazione command line che può essere eseguita su emulatore o
device reale
– Genera eventi utente pseudo-casuali:
• Click
• Touch
• Gestures
– Conﬁgurabile:
• -p <allowed-package-name>: lista dei package sui quali è possibile
generare eventi
– Usage:
• adb shell monkey [options] <event-count>

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