截图原理（一）——Android自动化测试学习历程

把两节的内容汇总起来，第一节讲的是如何在apk中直接进行截屏，用到了Robotium的Solo类的takeScreenShot方法，有一个小的demo，以及从方法一直往里钻，知道它具体是怎么进行截屏的。

第二节讲的是脱离apk，直接在PC端截图，通过的是adb桥接的方式，调用ddmlib.jar包中的AndroidDebugBridge和IDevice的类，对其进行截屏，并保存到我想要的位置，是可以写成一个小工具的。

视频地址：http://study.163.com/course/courseLearn.htm?courseId=712011#/learn/video?lessonId=877120&courseId=712011

一、面试问题引入：

1、怎样在一个app崩溃前复现bug操作步骤？（非手工和人眼操作）

答：可以通过截图实现，在关键步骤处均进行截图操作，这样app崩溃了也能够根据之前的截图进行现场确认和步骤复现。那么如何实现截图？

可以通过：

1、monkeyrunner里面——device.takeSnapshot()

2、Robotium里面——solo.takeScreenshot(String pictureName)

面试问题：

（1）takeScreenshot的实现原理？通过哪些方法得到截图？是单线程还是多线程？得到的视图对象是单一View还是View数组？如果没有装载sdk卡，或者说想要保存在PC端，该如何处理呢？

二、Robotium实现截屏操作，及原理

具体的screenshot以及robotium在有源码的情况下的一个具体testcase类就是如下这样的示例：

package com.li.xiami.test;

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.After;

import org.junit.Before;

import org.junit.Test;

import com.android.robotium.solo.Solo;

import com.li.xiami.MainActivity;

import android.test.ActivityInstrumentationTestCase2;

public class ScreenShot extends ActivityInstrumentationTestCase2<MainActivity> {

    //包名

    static String packageName = "com.li.xiami";

    //声明一个robotium的solo类

    private Solo solo;

    private static String tag = "xiami";

    //构造方法中写好包名和类名，让ActivityInstrumentationTestCase2能够找到被测试的app

    //的MainActivity

    @SuppressWarnings("deprecation")

    public ScreenShot(){

        //super(packageName, MainActivity.class);

        super(MainActivity.class);

    }

    @Before

    protected void setUp() throws Exception {

        super.setUp();

        //初始化solo对象

        solo = new Solo(getInstrumentation(), getActivity());

    }

    @After

    protected void tearDown() throws Exception {

        solo.finishOpenedActivities();

    }

    @Test

    public void test() {

        solo.clickOnButton("OK");

        solo.sleep(1000);

        solo.takeScreenshot("123picture");

        solo.sleep(3000);

    }

}

第一次运行：

但是第一次运行的时候出现了这样的问题：提示：Test Run Failed：java.lang.ClassNotFoundException

但是我该配置的都配置了（包括bulid path的配置，solo包的导入以及jnuit4的包的导入等，以及类名也检查了好几遍都是对的啊），后来才找到了问题的原因：

我的project.properties中的target=android-18，然后我的AndroidManifest.xml中配置的uses-sdk的targetSdkVersion是写的17：

<uses-sdk
android:minSdkVersion="8"
android:targetSdkVersion="17" />

所以就出现了这个问题，把这个也修改成18之后，程序就能跑通了。。。

问题总结：

1、robotium中可能出现的Test run failed:classnotfoundexception的可能原因：

（1）jar包的导入有问题，需要确认build path的Libraries和Order and Export，都需要勾选上

（2）真的是待测的apk的MainActivity的类没找到，比如说有源码的情况，类名写错了；或者是无源码的情况，MainActivity的类名获取错误了进而也写错了导致出现的这个问题

（3）就是刚才出现的这个project.properties中的target与androidManifest.xml中配置的targetSdkVersion不匹配

所有说各种问题啊，不一定报的这个exception，就一定是你class not found。。。

第二次运行：

第二次运行好不容易跑通了，但是通过DDMS里面的File Explorer工具查看mnt/sdcard/Robotium-Screenshots目录下查看是否生成了我想要的文件，结果发现根本就没有Robotium-Screenshots文件夹，也就是说当第一次往sdk卡里面写东西的时候，竟然连文件夹都没有建立起来，那就要想到是不是权限问题？

然后就需要配置uses-permission节点：

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission>

配置这个节点的具体位置在：manifest里面，但是在Application节点之外，而且在Application节点以上，否则会报错。。。

三、Robotium的截屏处理的代码分析

步骤：

（1）

代码分析：

追本溯源，开始找路。。。

第一步跳转到的函数：takeScreenshot(String name)

/**

     * Takes a screenshot and saves it with the specified name in "/sdcard/Robotium-Screenshots/".

     * Requires write permission (android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) in AndroidManifest.xml of the application under test.

     *

     * @param name the name to give the screenshot

     *

     */
//上面的话翻译下来就是：存储的位置确定了，就是在mnt/sdcard/Robotium-Screenshots/目录下
//但是需要写sd卡的权限，需要给under test的application在AndroidManifest.xml中配置permission，那么这里也就解释了我上面的运行过程中第二个问题

    public void takeScreenshot(String name){

        takeScreenshot(name, 100);

    }

第二步跳转到的函数：takeScreenshot(String name, int quality)

/**

     * Takes a screenshot and saves the image with the specified name in "/sdcard/Robotium-Screenshots/".

     * Requires write permission (android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) in AndroidManifest.xml of the application under test.

     *

     * @param name the name to give the screenshot

     * @param quality the compression rate. From 0 (compress for lowest size) to 100 (compress for maximum quality)

     *

     */
//上面的话翻译下来就是：图片存储位置以及读写权限与第一步中相同
//参数分别表示picture的name，以及清晰度（从0到100），默认是100，当然你也可以直接在函数中调用这个函数，然后设置这个quality的值

    public void takeScreenshot(String name, int quality){

        screenshotTaker.takeScreenshot(name, quality);

    }

第三步跳转到的函数：screenshotTaker.takeScreenshot(String name, int quality)

/**

     * Takes a screenshot and saves it in "/sdcard/Robotium-Screenshots/".

     * Requires write permission (android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) in AndroidManifest.xml of the application under test.

     *

     * @param view the view to take screenshot of

     * @param name the name to give the screenshot image

     * @param quality the compression rate. From 0 (compress for lowest size) to 100 (compress for maximum quality).

     */
//第三步走到了一个新的类中，是screenShotTaker的类
//这个才是真正的执行Screenshot的函数，这个才是截图的逻辑

    public void takeScreenshot(final String name, final int quality) {

        //1、得到目前屏幕所有视图

        View decorView = getScreenshotView();

        if(decorView == null)

            return;

        //2、初始化

        initScreenShotSaver();

        //3、实例化截图对象

        ScreenshotRunnable runnable = new ScreenshotRunnable(decorView, name, quality);

        //4、调用截图对象的run方法

        activityUtils.getCurrentActivity(false).runOnUiThread(runnable);

    }

第四步（1 得到屏幕所有视图）跳转到的函数：getScreenshotView()

/**

     * Gets the proper view to use for a screenshot.

     */

    private View getScreenshotView() {

        //获取到屏幕上的view

        View decorView = viewFetcher.getRecentDecorView(viewFetcher.getWindowDecorViews());

        final long endTime = SystemClock.uptimeMillis() + Timeout.getSmallTimeout();

        while (decorView == null) {    

            final boolean timedOut = SystemClock.uptimeMillis() > endTime;

            if (timedOut){

                return null;

            }

            sleeper.sleepMini();

            decorView = viewFetcher.getRecentDecorView(viewFetcher.getWindowDecorViews());

        }

        wrapAllGLViews(decorView);

        return decorView;

    }

第五步跳转到的函数：viewFetcher.getWindowDecorViews()

/**

     * Returns the WindorDecorViews shown on the screen.

     *

     * @return the WindorDecorViews shown on the screen

     */

    //翻译下来就是：获取到展示在screen上的所有WindowDecorViews，是一个View的数组，然后这个view的数组返回后，再作为viewFetcher.getRecentDecorView的参数
    //用反射方法去获取 View 视图数组
　　　　

    @SuppressWarnings("unchecked")

    public View[] getWindowDecorViews()

    {

        Field viewsField;

        Field instanceField;

        try {

            viewsField = windowManager.getDeclaredField("mViews");

            instanceField = windowManager.getDeclaredField(windowManagerString);

            viewsField.setAccessible(true);

            instanceField.setAccessible(true);

            Object instance = instanceField.get(null);

            View[] result;

            if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 19) {

                result = ((ArrayList<View>) viewsField.get(instance)).toArray(new View[0]);

            } else {

                result = (View[]) viewsField.get(instance);

            }

            return result;

        } catch (SecurityException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (NoSuchFieldException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalArgumentException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalAccessException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        return null;

    }

第六步跳转到的函数：viewFetcher.getRecentDecorView(View[] views)

/**

     * Returns the most recent DecorView

     *

     * @param views the views to check

     * @return the most recent DecorView

     */
     //翻译下来就是：返回最近的DecorView

     public final View getRecentDecorView(View[] views) {

         if(views == null)

             return null;

         final View[] decorViews = new View[views.length];

         int i = 0;

         View view;

　　　　　　//通过遍历View数组，来得到most recent DecorView

         for (int j = 0; j < views.length; j++) {

             view = views[j];

             if (view != null && view.getClass().getName()

                     .equals("com.android.internal.policy.impl.PhoneWindow$DecorView")) {

                 decorViews[i] = view;

                 i++;

             }

         }

         return getRecentContainer(decorViews);

     }

第七步：（1中的获取屏幕已经结束，看2的init操作）

/**

     * This method initializes the aysnc screenshot saving logic

     */
　　//翻译下来就是：初始化一个aysnc（异步）的sreenshot的保存逻辑

    private void initScreenShotSaver() {

        if(screenShotSaverThread == null || screenShotSaver == null) {

            //声明一个HandlerThread对象

            screenShotSaverThread = new HandlerThread("ScreenShotSaver");

            screenShotSaverThread.start();

            //把screenShotSaverThread捆绑到handler

            screenShotSaver = new ScreenShotSaver(screenShotSaverThread);

        }

    }

但是这里用到了HandlerThread和Handler，看之。。。

第八步跳转的函数：ScreenShotSaver(HandlerThread thread)

/**

     * This class is a Handler which deals with saving the screenshots on a separate thread.

     *

     * The screenshot logic by necessity has to run on the ui thread.  However, in practice

     * it seems that saving a screenshot (with quality 100) takes approx twice as long

     * as taking it in the first place.

     *

     * Saving the screenshots in a separate thread like this will thus make the screenshot

     * process approx 3x faster as far as the main thread is concerned.

     *

     */
　　　//翻译下来就是：这是一个继承自Handler，在一个单独的thread上处理如何存储sreenchots的类
     //screenshot的逻辑必须要跑在ui线程上，然而，事实上，好像这个保存screenshot反而花费了将近2倍的时间
     //保存这个screenshots在另一个线程中，就会使得这个处理能够快三倍，当然是与跑在主线程上相比而言

    private class ScreenShotSaver extends Handler {

        public ScreenShotSaver(HandlerThread thread) {

            super(thread.getLooper());

        }

第九步跳转到的函数：（3、实例化截图对象）ScreenshotRunnable(View view, String name, int quality)

这个ScreenshotRunnable类是实现了Runnable接口中的run方法，在其中根据不同的view类型进行不同的bitmap的转换，得到bitmap对象，之后若该bitmap不为空，则存储到sd卡中（调用的 screenShotSaver.saveBitmap(BitMap b, String name, int quality)），然后这里的这个screenShotSaver是一个继承自Handler的类

/**

     * Here we have a Runnable which is responsible for taking the actual screenshot,

     * and then posting the bitmap to a Handler which will save it.

     * 这是把runnable对象放进Handler对象里面通过得到的view去变成bitmap

     * 把runnable的run方法实现，首先把view转成bitmap对象，之后调用之前的screenShotSaver的

     * Handler对象save这个bitmap的对象

     * This Runnable is run on the UI thread.

     */

    private class ScreenshotRunnable implements Runnable {

        private View view;

        private String name;

        private int quality;

        public ScreenshotRunnable(final View _view, final String _name, final int _quality) {

            view = _view;

            name = _name;

            quality = _quality;

        }

        public void run() {

            if(view !=null){

                Bitmap  b;

                //根据是否是WebView做出不同的处理

                if(view instanceof WebView){

                    b = getBitmapOfWebView((WebView) view);

                }

                else{

                    b = getBitmapOfView(view);

                }

                if(b != null)

                    //如果bitmap对象不为空，就存到sd卡里

                    screenShotSaver.saveBitmap(b, name, quality);

                else

                    Log.d(LOG_TAG, "NULL BITMAP!!");

            }

        }

    }

第十步跳转到的函数：saveBitmap(Bitmap bitmap, String name, int quality)，这里会产生一个message，然后通过handlemessage来处理这个message

/**

         * This method posts a Bitmap with meta-data to the Handler queue.

         *

         * @param bitmap the bitmap to save

         * @param name the name of the file

         * @param quality the compression rate. From 0 (compress for lowest size) to 100 (compress for maximum quality).

         */

        public void saveBitmap(Bitmap bitmap, String name, int quality) {

            //获取一个message对象，然后把bitmap的信息存储到这个message中

            //将这个message发出去，发送到looper，然后这个message会被handleMessage接收
　　　　　　　//这里没有直接存储，而使用message，是想要用到looper，使用looper的好处是：可以短时间内放10个左右的截图

            Message message = this.obtainMessage();

            message.arg1 = quality;

            message.obj = bitmap;

            message.getData().putString("name", name);

            this.sendMessage(message);

        }

具体的handleMessage函数如下所示，也是位于这个screenShotSaver的类中：

/**

         * Here we process the Handler queue and save the bitmaps.

         *

         * @param message A Message containing the bitmap to save, and some metadata.

         */

        public void handleMessage(Message message) {

            //复写Handler的handleMessage方法，然后获取到message对象，之后调用saveFile方法方法保存bitmap对象

            String name = message.getData().getString("name");

            int quality = message.arg1;

            Bitmap b = (Bitmap)message.obj;

            if(b != null) {

                saveFile(name, b, quality);

                b.recycle();

            }

            else {

                Log.d(LOG_TAG, "NULL BITMAP!!");

            }

        }

接下来就到了saveFile的函数中：

/**

         * Saves a file.

         *

         * @param name the name of the file

         * @param b the bitmap to save

         * @param quality the compression rate. From 0 (compress for lowest size) to 100 (compress for maximum quality).

         *

         */

        private void saveFile(String name, Bitmap b, int quality){

            //构造一个File输出流，写bitmap对象到sd卡

            FileOutputStream fos = null;

            String fileName = getFileName(name);

　　　　　　　//

            File directory = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/Robotium-Screenshots/");

            directory.mkdir();

            File fileToSave = new File(directory,fileName);

            try {

                //初始化一个File的输入输出类，用以进行file的存储，之后调用compress方法写入

                fos = new FileOutputStream(fileToSave);

                if (b.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, fos) == false)

                    Log.d(LOG_TAG, "Compress/Write failed");

                fos.flush();

                fos.close();

            } catch (Exception e) {

                Log.d(LOG_TAG, "Can't save the screenshot! Requires write permission (android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) in AndroidManifest.xml of the application under test.");

                e.printStackTrace();

            }

        }

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