Android App压力测试

前言：写这篇文章的目的，一是因为不少同学作为Android开发，很少会自己去做压力测试，不了解相关的技术，不知道压力测试是什么、怎么工作的；二是询问过身边的一些测试同学，他们进行压力测试的时候，很多情况只是执行monkey的随机操作，也有部分同学不会写测试脚本，那么本篇文章就应运而生了！

一、背景

1.为什么要进行压力测试？

我们都知道一款产品上线之前都需要进行的一步操作就是测试验收，那么人工手动的测试是带有一定的偶然性的，因为没有人知道哪一步操作会出现问题（例如Crash、ANR等），还有对于一些偶发现象，人为难以复现的场景，开发人员无法针对性的解决问题，那么进行压力测试就是尽可能的模拟各种使用场景，最大程度发现隐藏的问题。

压力测试的目标：

1.提高产品稳定性
产品的稳定性是App产品所有指标中非常重要的一项，有机构统计70%的用户在使用App时会遇到各种不稳定的问题，当出现异常问题时，有的用户会忍受继续使用，有的用户可能就会放弃使用直接卸载App了，这取决于应用的使用场景和发展阶段，例如微信、QQ、支付宝等等，人们已经离不开这些和生活息息相关的产品了，哪怕偶尔出现一两次不稳定的问题，用户很大程度上也不会卸载，但是如果这发生在一款初创期的App上，用户可能直接就卸载了，可能给公司带来致命的打击。
2.提高产品留存率
机构统计有5%的用户在遇到页面延时响应时间过长的时候，会选择放弃继续使用或者卸载App，当用户对这样的一款App产生反感情绪时，产品的DAU和留存率就会降低。所以提高产品的稳定性、提高产品的留存率，为公司带来更大的收益，压力测试势在必行！

2.什么时候进行压力测试？

这个没有明确的要求，但是一般会选择在首轮功能测试验收通过后进行，这样能最大程度避免因为功能性bug导致的压力测试结果异常。因为压力测试是自动化执行，所以当我们下班的时候，就可以执行测试脚本，第二天早上上班的时候来查看压力测试结果，测试工作互不耽误。

二、理论

1.手工测试场景

当我们手工模拟一个搜索操作时，会按照以上的步骤来：1.点击搜索框（弹起软键盘），2.输入关键词，3.点击搜索按钮，搜索结果就会出现在下面的网页中。

2.自动测试场景

将我们上述的手工操作，转换成机器语言，应该是什么样呢？

点击输入框 -> 输入关键词（键盘事件）-> 点击搜索 -> 选择想要查看的结果条目 -> 滚动浏览，这就是机器自动化的流程，那么我们应该做的就是模拟手工操作的事件流。

3.Monkey工具

1.什么是Monkey？
Monkey是Android SDK自带的测试工具，是一个命令行工具，可以运行在模拟器里或实际设备中。可以运行在模拟器中或者实际设备中，它向系统发送伪随机的用户事件流（如按键输入，触摸屏输入，手势输入等），实现对正在开发的应用程序进行压力测试。由于测试事件和数据都是随机的，不能自定义，所以有很大的局限性。
2.Monkey在哪儿？
存在于我们的Android手机中，需要借助ADB来和Monkey进行通信。

4.ADB命令

1.什么是ADB？
Android 调试桥 (adb) 是一种功能多样的命令行工具，可让您与设备进行通信。adb 命令便于执行各种设备操作（例如安装和调试应用），并提供对 Unix shell（可用来在设备上运行各种命令）的访问权限。
2.ADB在哪儿？
adb 包含在 Android SDK 平台工具软件包中。您可以使用 SDK 管理器下载此软件包，管理器会将此软件包安装在 android_sdk/platform-tools/。或者，如果您需要独立的 Android SDK 平台工具软件包，可以点击此处进行下载。

5.什么是MonkeyScript

MonkeyScript是官方提供的，除了像猴子一样随机乱点之外，还可以通过编写脚本的形式，完成一系列固定的操作。MonkeyScript提供一整套完善的API来进行支持，主要还是基于坐标点的操作，包含常用的：点击、长按、输入、等待等操作。

6.什么是MonkeyRunner

monkey和monkeyrunner都是android sdk提供的测试命令，但monkeyrunner和money没有什么直接的关系，monkey是在设备直接运行adb shell命令生成随机事件来进行测试的。相比较而言，monkeyrunner则是通过API发送特定的命令和事件通过工作站来控制设备。

7.MonkeyRunner API

MonkeyRunner工具主要有三个类：MonkeyRunner、MonkeyDevice、MonkeyImage。

1.MonkeyRunner类：提供连接真机和模拟器方法waitForConnection(float timeout,string deviceid)，还有显示提示显示信息的alert()方法。
2.MonkeyDevice类：提供了安装和卸载程序包、开启Activity、发送按键和点击事件、运行测试包等方法。
3.MonkeyImage类：在测试过程中用来保存测试截图，保存各种格式，并可以比较两个MonkeyImage对象。

三、实战

1.App压力测试实战

1.在手机开发者选项中，将USB调试勾选。
2.确认手机和电脑已经成功连接。

在连接设备列表中能发现自己的设备说明连接成功。
3.安装测试App
4.发送压力测试命令（随机）

adb shell monkey 100

这时手机就会模拟各种随机操作100次。

执行完后在命令行会看到以下内容：

可以看到我们设置的是执行100次操作，这里Events injected也收到了100次事件，说明过程中没有出现异常，否则Events injected数量会少于100，整个操作过程耗时5613ms。

5.获取App包名
以上我们执行的是随机命令，如果我们想针对某一个App进行压力测试怎么办呢？首先我们需要获取想要测试的App的包名，可以借助以下一行命令：

adb logcat | grep START

这里拿计算器应用为例，执行后，然后点击手机中的计算器应用，就会发现在最后一行会输出计算器的相关信息：

其中cmp=com.meizu.flyme.calculator就是计算器的包名了。

6.给指定App进行压力测试

adb shell monkey -p com.meizu.flyme.calculator 1000

这行代码会对我们的计算器应用执行1000次的随机操作。

2.Monkey高级参数的使用

1.throttle参数
指定事件之间的间隔（毫秒）

adb shell monkey --throttle <milliseconds>

2.seed参数
指定随机生成数的seed值

adb shell monkey -s <seed> <event-count>

我们利用monkey进行压力测试的时候，monkey生成的事件流都是随机的，如果在执行过程中发生异常的时候，测试同学可能找开发去修改，开发同学要求测试同学复现操作步骤，那么这个时候就很难复现了。如果我们能够指定seed值的话，那么monkey就会执行相同的操作序列，就能很方便的复现之前出现的异常问题。

3.触摸事件
设定触摸事件百分比

adb shell monkey --pct-touch <percent>

同样以计算器为例，在命令中增加一个-v参数，能够看出操作执行过程中的百分比：

Event 0代表的是touch事件，因为我们指定了–pct-touch 100，所以其他的触摸事件都是0，touch事件是100，另外下面的结果中出现了多次ACTION_DOWN和ACTION_UP，按下和弹起都是配对出现的，这就是模拟一次点击过程。

如果我们不指定–pct-touch 100，来看看执行效果：

可以看出事件很随机的分布，其中touch事件占了15%，从下面打出的日志可以看出，还有像Traceball和rotation这些事件的触发。

4.动作事件
设定动作事件百分比

adb shell monkey --pct-motion <percent>

这里需要注意一点是动作事件和其他事件百分比的和要等于100，如果不等于100的话，则会将剩余部分随机操作。

这里我们指定了touch事件50%，motion事件30%，所以剩下的8种事件类型占比是随机分配的。

5.轨迹球事件
设定轨迹球事件百分比

adb shell monkey --pct-traceball <percent>

6.基本导航事件
设定基本导航事件百分比，输入设备的上、下、左、右

adb shell monkey --pct-nav <percent>

7.主要导航事件
设定主要导航事件百分比，兼容中间键、返回键、菜单键

adb shell monkey --pct-majornav <percent>

8.系统导航事件
设定系统导航事件百分比，HOME、BACK、拨号和音量键

adb shell monkey --pct-syskeys <percent>

9.启动Activity事件
设定启动Activity事件百分比，会在多个app之间进行切换

adb shell monkey --pct-appswitch <percent>

10.不常用事件
设定不常用事件百分比

adb shell monkey --pct-anyevent <percent>

11.崩溃事件
忽略崩溃和异常

在monkey执行过程中，如果遇到一次crash，则进程会中断，不会继续往下进行，那么我们如果希望monkey能够执行完所有的事件的话，就需要用到这个参数。

adb shell monkey --ignore-crashes <event-count>

12.超时事件
忽略超时事件

和崩溃事件一样，如果monkey遇到ANR时，也会中断，所以我们需要忽略超时事件的话，可以用到这个参数。

adb shell monkey --ignore-timeouts <event-count>

3.Crash结果分析

1.安装一个会发生Crash的app
2.执行monkey进行压力测试
3.分析Crash的Exception信息

可以看到当monkey触发了某一个crash事件时，进程停止了，同时会打印出crash的相关信息，这是Event injected事件是533，我们命令中指定的是1000，所以当异常发生时，不会继续执行剩下的操作。

注意到在log的最后有一行：

System appears to have crashed at event 533 of 1000 using seed 1574782034909

前面我们说过，如果我们想要重复上一次的过程的话，需要指定一个seed值去模拟上一次的操作，这里可以使用seed 1574782034909，这样执行过程就会和上次一模一样，这样就可以复现我们刚才崩溃的场景。

如果我们希望出现crash时，monkey仍然执行完1000次操作时，这时就可以用到上面介绍到的–ignore-crashes。

可以看到，我们指定了seed，模拟上一次的操作流，同时也使用了–ignore-crashes，crash发生了，但是仍会执行完，所以Event injected为1000，但是这个时候想看到seed值会发现没有了，因为当crash发生时，仍然要求monkey继续执行，所以就会随机生成一个新的seed值。

4.ANR结果分析

1.安装一个会发生ANR的app
2.执行monkey进行压力测试
3.分析ANR的Exception信息

日志非常多，截取部分日志来看看：

可以看到当执行到第84个操作时，就发生了ANR，发生的原因在日志中也有具体的描述，如果我们希望复现这个ANR的话，可以依靠此次产生的seed。同理如果希望事件继续执行完，可以借助–ignore-timeouts命令。

5.MonkeyScript实战

在monkey帮我们完成稳定性测试之后，我们如果有一种需求，模拟重复操作事件流100次，而monkey是随机操作，那么这时候就要使用MonkeyScript了。

adb shell monkey -f <script-file> <event-count>

在编写MonkeyScript之前，来先了解一些常用命令：
1.DispatchTrackball命令
轨迹球事件

DispatchTrackball(long downtime,long eventide,int action,float x,float y,
float pressure,float size,int metastate,float xprecision,float yprecision,
int device,int edgeflags)

long downtime指键最初被按下的时间
long eventtide指事件发生的时间
int action指具体操作的动作，如按下
float x,float y指x和y的坐标
float pressure压力事件的大小（0~1）
float size指触摸的记事值（0~1）
int metastate指当前按下mate键的标识
float xprecision，float yprecision指x和y坐标的精确值
int device事件的来源（0~x）
int edgeflags指超出屏幕了范围

我们这里用三个参数就可以了，分别是：
int action（0表示按下，1表示弹起）
如果我们想要模拟点击事件的话，需要传输两个参数，一个命令传输0，表示按下，另一个传输1，表示弹起，这样我们可以实现点击的过程。

在点击的过程中，我们需要确定点击的点，这里就是指需要确定点击的范围，即就是x和y的坐标：float x和float y。

2.DispatchPointer命令
点击事件

DispatchPointer(long downtime,long eventtide,int action,float x,float y,
float pressure,float size,int metastate,float xprecision,float yprecision,
int device,int edgeflags)

参数含义和DispatchTrackball一样。

3.DispatchString命令
输入字符串命令

DispatchString(String text)

接收一个要输入的字符串。

4.LaunchActivity命令
启动应用

LaunchActivity(package,Activity)

#package指App包名
#Activity指被启动页面的名称

5.UserWait命令
等待事件

UserWait(1000)

等待的时间，单位为毫秒

6.DispatchPress命令
按下键值

DispatchPress(int keycode)

keycode 66 回车键
根据自己的需要传入具体对应的键值即可

MonkeyScript实战部分
在了解完上述的几个命令之后，我们正式开始编写脚本。这里我们模拟一个用户在浏览器搜索100次的场景。用户每次的操作流程如下：

那我们将这几个步骤转化为MonkeyScript支持的语言。

首先MonkeyScript有一些固定的脚本头，需要写在脚本的最前面。

type=user
count = 1
speed = 1.0
start data >>

然后才是我们要执行的步骤脚本，完整的脚本如下：

type=user
count = 1
speed = 1.0
start data >>LaunchActivity(com.zhangyan.monkeydemo,com.zhangyan.monkeydemo.MainActivity)
UserWait(2000)
DispatchPointer(10,10,0,200,200,1,1,-1,1,1,0,0)
DispatchPointer(10,10,1,200,200,1,1,-1,1,1,0,0)
DispatchString(China)
UserWait(1000)
DispatchPress(66)
UserWait(1000)
DispatchPointer(10,10,0,1350,250,1,1,-1,1,1,0,0)
DispatchPointer(10,10,1,1350,250,1,1,-1,1,1,0,0)
UserWait(6000)
DispatchPointer(10,10,0,1200,250,1,1,-1,1,1,0,0)
DispatchPointer(10,10,1,1200,250,1,1,-1,1,1,0,0)
UserWait(3000)

解释一下参数：

DispatchPointer(10,10,0,200,200,1,1,-1,1,1,0,0)
DispatchPointer(10,10,1,200,200,1,1,-1,1,1,0,0)

这是一个模拟点击事件，所以按下和弹起是成对出现的，第三个参数action分别是0和1表示down和up，第四位和第五位参数是点击的x和y坐标点，那么这个点如何获取呢？需要借助Android SDK中的一个uiautomatorviewer，它的路径在我的/Library/Android/sdk/tools/bin/下，你们可以在你们对应的安装目录下找到这个命令。运行起来后如下所示：

我们可以借助这个获取我们想要的x和y值，放到参数中就行了。

脚本写完了保存一下，此时执行adb shell monkey -f monkey.script 2是无效的，为什么呢？
因为monkey是存在我们的手机设备中的，而我的monkey.script脚本存在我的电脑中的，所以手机中的monkey是无法直接获取到电脑设备的脚本的，所以我们需要将monkey.script放到手机中去，执行以下这段命令：

adb push monkey.script /data/local/tmp/

然后执行这条命令，注意路径得写文件的绝对路径，也就是我们刚才设置的路径。

adb shell monkey -f /data/local/tmp/monkey.script 2

可以看到脚本执行起来后，app就会按照我们设定的操作执行，重复的次数就是我们设置的2次，当操作全部执行完成后，终端会有如下信息：

那么这里为什么Event injected等于30呢？其实这个操作的个数就是我们脚本里的命令数，执行多少次就是它的乘积。

6.MonkeyRunner实战

MonkeyScript虽然很强大，能够帮助我们完成丰富的操作，但是它也有很多限制之处，比如我们在自动化过程中想要完成截屏操作，那它就无法完成了，此时就需要用到MonkeyRunner了。

在使用MonkeyRunner之前，来先了解一些常用命令。

MonkeyRunner API 主要通过下面三个包：
MonkeyRunner： 主要提供了MonkeyRunner应用的辅助方法以及用来连接设备或是模拟器的方法，并提供UI支持等。
MonkeyDevice： 代表一个设备或是模拟器，提供安装、卸载应用的方法，启动一个 Activity，发送按键或是Touch事件等。
MonkeyImage： 代表一个截屏图像，可以截取不同格式的图像，比较两个MonkeyImage图像，保存图像等。

1.MonkeyRunner API - alert
警告框

void alert(String message,String title,String okTitle)

下面来写一段python脚本：

#!/usr/bin/python
#-*- UTF-8 -*-
from com.android.monkeyrunner import MonkeyRunner
MonkeyRunner.alert('Hello World','MonkeyRunner','OK')

执行命令monkeyrunner demo.py

2.MonkeyRunner API - waitForConnection
等待设备连接，有多个device id，需要指明具体哪个设备

waitForConnection(float timeout,String deviceId)//timeout单位为秒

3.MonkeyRunner API - drag
拖动

drag(tuple start,tuple end,float duration,integer steps)

start：启动位置
end：终点位置
duration：手势持续的时间
插值点的步数，默认是10

4.MonkeyRunner API - press
按键

press(String keycode,dictionary type)

keycode：按键的code
type：按键类型：DOWN、UP、DOWN_AND_UP

5.MonkeyDevice API - startActivity
启动应用

startActivity(package+"/"+activity)

6.MonkeyDevice API - touch
点击事件

touch(integer x,integer y,integer type)

7.MonkeyDevice API - type
输入事件

type(String message)

8.MonkeyDevice API - takeSnapshot
截屏事件

MonkeyImage takeSnapshot()

9.MonkeyImage API - sameAs
图像对比

boolean sameAs(MonkeyImage other,float percent)

10.MonkeyImage API - writeToFile
保存图像文件

void writeToFile(String path,String format)

MonkeyRunner实战部分
我们仍然模拟上面的操作，用MonkeyRunner脚本来实现一遍，完整代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
from com.android.monkeyrunner import MonkeyRunner,MonkeyDevice,MonkeyImage
#连接设备
device = MonkeyRunner.waitForConnection(3,"793QADSKAR5G4")
#启动app
device.startActivity("com.zhangyan.monkeydemo/com.zhangyan.monkeydemo.MainActivity")
MonkeyRunner.sleep(2)
#点击搜索框
device.touch(200,200,"DOWN_AND_UP")
MonkeyRunner.sleep(1)
#输入关键词
device.type("China")
MonkeyRunner.sleep(1)
#点击回车键
device.press("KEYCODE_ENTER","DOWN_AND_UP")
MonkeyRunner.sleep(1)
#点击搜索
device.touch(1350,250,"DOWN_AND_UP")
MonkeyRunner.sleep(3)
#截图
image = device.takeSnapshot()
image.writeToFile('./takeSnapshot.png','png')
#点击清除按钮
device.touch(1200,250,"DOWN_AND_UP")
MonkeyRunner.sleep(3)

我的python脚本放在桌面上，所以进入到桌面目录，执行以下命令：

monkeyrunner monkeyrunner.py

等待几秒设备连接成功，就会看到手机出现和MonkeyScript一样的操作，不过我们的python脚本中有一个截屏的操作，等待脚本执行完，会看到桌面上有一张我们命名好的图片，打开看看图片的内容：

可以看到在我们点击搜索按钮后，就执行了截屏命令，保存到指定路径。

到这里MonkeyRunner的基本用法就讲完了，我们可以看到MonkeyRunner帮助我们完成了整个自动化的过程，如果想要MonkeyRunner执行多次的话，就需要借助python脚本做这样的事情，这样可以完成重复的操作过程。

四、结束语

这篇文章简单的介绍了Monkey相关的知识，包括基础的MonkeyScript使用、MonkeyRunner的使用，大家可以借助这些命令实现自己的一个自动化压力测试的功能，感谢！