UI Automator: ما هو، المفاهيم الأساسية وكيف يعمل

ما هو UI Automator؟

UI Automator هو إطار عمل لاختبار واجهة المستخدم الوظيفي لنظام Android يعمل على مستوى نظام التشغيل. يوفر API للوصول إلى أي عنصر على شاشة الجهاز، بغض النظر عن التطبيق الذي ينتمي إليه — بما في ذلك شريط حالة النظام، حوارات الأذونات، الشاشة الرئيسية والتطبيقات الخارجية. هذا يجعله لا غنى عنه لاختبار السيناريوهات التي تتجاوز تطبيقًا واحدًا.

من الناحية المعمارية، يستخدم UI Automator Accessibility Service — نفس الخدمة التي تستخدمها TalkBack وSwitch Access وأدوات الوصول الأخرى. من خلال هذه الخدمة، يحصل الإطار على شجرة مكونات واجهة المستخدم الكاملة للشاشة الحالية ويتيح تنفيذ الإجراءات عليها: النقر، السحب، إدخال النص والضغط المطول.

ظهر UI Automator لأول مرة في Android 4.3 (API 18) ومنذ ذلك الحين أصبح جزءًا من Android Testing Support Library كأداة رسمية من Google للاختبار عبر التطبيقات. في AndroidX Test، يتوفر كقطعة منفصلة androidx.test.uiautomator:uiautomator الإصدار 2.3.0 (2024)، الذي يدعم جميع إصدارات Android من API 18.

كيف يعمل UI Automator

مبدأ العمل: يعتمد UI Automator على مسح شجرة إمكانية الوصول للشاشة الحالية. عند استدعاء طريقة findObject(selector)، يجتاز الإطار التسلسل الهرمي للعرض، ويجد أول عنصر يطابق شروط UiSelector، ويعيد UiObject — وكيل للتفاعل مع العرض الفعلي.

دورة حياة اختبار UI Automator

يبدأ اختبار UI Automator النموذجي بالحصول على مثيل UiDevice، الذي يمثل الجهاز الفعلي. يوفر UiDevice طرقًا للعثور على العناصر، إدارة ضغطات الأزرار (الصفحة الرئيسية، العودة، الحديثة)، تدوير الشاشة وأخذ لقطات الشاشة. بعد العثور على عنصر عبر UiSelector، يتم تنفيذ الإجراءات على UiObject.

مثال أساسي

في المثال أدناه، يفتح الاختبار تطبيق الإعدادات، ويجد عنصر «البطارية» بالنص ويضغط عليه. لا يتطلب UI Automator تشغيل نشاط — فهو يعمل مع أي شاشة على الجهاز، بما في ذلك التطبيقات الخارجية.

val device = UiDevice.getInstance(InstrumentationRegistry.getInstrumentation())

// فتح شاشة الإعدادات
device.pressHome()
device.wait(Until.hasObject(UiSelector().text("الإعدادات")), 2000)

// البحث عن عنصر "البطارية" والضغط
val batteryItem = device.findObject(
    UiSelector().text("البطارية")
)
batteryItem.clickAndWait(Until.newWindow(), 3000)

UiDevice وUiSelector: الفئات الأساسية

UiDevice هي الفئة الرئيسية للتفاعل مع الجهاز. توفر طرقًا للعثور على العناصر، محاكاة ضغطات الأزرار المادية (الصفحة الرئيسية، العودة، القائمة، الصوت)، إدارة الطاقة، أخذ لقطات الشاشة وانتظار حالات شاشة محددة. يتم إنشاء UiDevice مرة واحدة لكل اختبار وإعادة استخدامه لجميع العمليات.

UiSelector هي API مرنة للعثور على عناصر واجهة المستخدم. على عكس Espresso ViewMatchers، لا يتطلب UiSelector تجميعًا — يتم تشكيل شروط البحث من خلال سلسلة من الطرق: text()، className()، description()، resourceId()، index(). يتم دمج الشروط المتعددة تلقائيًا عبر AND المنطقي.

مثال بحث بشروط متعددة

عند وجود عدة عناصر على الشاشة بنفس النص، يسمح UiSelector بدمج المعايير: العثور على حاوية بالمعرف، ثم داخلها — عنصر بالنص والصنف. هذا يضمن تحديدًا فريدًا للمكون المطلوب. طريقة childSelector تضيق نطاق البحث إلى حاوية محددة، مما يسرع التنقل في شجرة واجهة المستخدم.

val scrollView = device.findObject(
    UiSelector().resourceId("android:id/list")
)

// داخل القائمة، ابحث عن العنصر بالنص "Wi-Fi"
val wifiItem = scrollView.findObject(
    UiSelector().text("Wi-Fi")
wifiItem.click()

الاختبار عبر التطبيقات مع UI Automator

الاختبار عبر التطبيقات (بين التطبيقات) هو الميزة الرئيسية التي يختار من أجلها UI Automator. يمكن للإطار التبديل بين التطبيقات، اختبار تسجيل الدخول OAuth عبر المتصفح، التحقق من حوارات النظام (الأذونات، منتقي التطبيقات) والتفاعل مع شريط حالة النظام، لوحة الإشعارات وشاشة القفل.

اختبار تسجيل الدخول OAuth

سيناريو اختبار عبر التطبيقات نموذجي: يفتح التطبيق متصفحًا لتسجيل الدخول OAuth، يدخل المستخدم اسم المستخدم وكلمة المرور، ويعيد المتصفح التوجيه إلى التطبيق. يتبدل UI Automator بين العمليات، ويجد حقول الإدخال في المتصفح، يملؤها ويضغط «تسجيل الدخول».

// انتظار ظهور المتصفح
device.wait(Until.hasObject(
    UiSelector().packageName("com.android.chrome")
), 5000)

// البحث عن حقل إدخال البريد الإلكتروني في المتصفح
val emailField = device.findObject(
    UiSelector().className("android.widget.EditText").instance(0)
)
emailField.text = "user@example.com"

التحقق من حوارات النظام

يمكن لـ UI Automator التحقق من حوارات النظام وإغلاقها — أذونات الموقع، الإشعارات، الوصول إلى الملفات. هذا مهم جدًا لاختبار سيناريوهات التشغيل الأول عندما يطلب النظام عدة أذونات بالتسلسل. بدون UI Automator، لا يمكن أتمتة هذه السيناريوهات لأن حوارات النظام لا تنتمي إلى عملية التطبيق.

UI Automator مقابل Espresso: مقارنة الأساليب

الاختيار بين UI Automator وEspresso يعتمد على سيناريو الاختبار. Espresso محسّن لاختبار تطبيق واحد مع مزامنة تلقائية وحد أدنى من النموذج. UI Automator مناسب للسيناريوهات التي تتطلب التفاعل مع النظام أو المتصفح أو تطبيقات متعددة.

في الممارسة العملية، غالبًا ما تُستخدم هذه الأطر معًا: يغطي Espresso اختبارات واجهة المستخدم للتطبيق الرئيسي باستقرار عالٍ، بينما يُستخدم UI Automator للسيناريوهات التي تتجاوز حدود التطبيق — تسجيل الدخول OAuth، أذونات النظام، العمل مع مشاركة النية. هذا المزيج يوفر أقصى تغطية لواجهة المستخدم بأقل تكاليف صيانة للاختبارات.

إعداد UI Automator في مشروع Android

التكامل يتم إضافة UI Automator من خلال إضافة تبعية في build.gradle. الإطار جزء من AndroidX Test ولا يتطلب أذونات إضافية في البيان — يتم تكوين الوصول إلى Accessibility Service تلقائيًا عند تشغيل الاختبار الآلي.

تبعيات Gradle

يتضمن الحد الأدنى من التكوين القطعة uiautomator ومشغل الاختبار القياسي AndroidJUnitRunner. توضع اختبارات UI Automator في دليل src/androidTest وتُشغّل على محاكي أو جهاز فعلي يعمل بنظام Android API 18+.

dependencies {
    androidTestImplementation("androidx.test.uiautomator:uiautomator:2.3.0")
    androidTestImplementation("androidx.test.ext:junit:1.2.1")
    androidTestImplementation("androidx.test:runner:1.6.1")
}

UiDevice وتكوين الاختبارات

للحصول على مثيل UiDevice، يُستخدم InstrumentationRegistry.getInstrumentation(). يجب إنشاء UiDevice مرة واحدة في طريقة setUp() وإعادة استخدامه عبر جميع اختبارات الفئة للحفاظ على موارد الجهاز. من المهم ملاحظة أن UiDevice ليس آمنًا للخيوط — يجب تنفيذ جميع العمليات في نفس الخيط لطريقة الاختبار. إنشاء UiDevice جديد في كل اختبار يؤدي إلى تكاليف إضافية وإبطاء التنفيذ. يُوصى بإنشاء UiDevice مرة واحدة في طريقة beforeClass وإعادة استخدامه لجميع اختبارات فئة الاختبار.

الانتظار في UI Automator

على عكس Espresso، لا يحتوي UI Automator على مزامنة تلقائية. لانتظار ظهور العناصر، تُستخدم طريقة UiDevice.wait(condition, timeout) مع كائن Until: Until.findObject(selector)، Until.hasObject(selector)، Until.gone(selector). بدون انتظار مناسب، تصبح الاختبارات غير مستقرة بسبب ظروف السباق — قد لا يظهر العنصر على الشاشة بحلول وقت البحث. يُوصى بتعيين مهلة زمنية لا تقل عن 3–5 ثوانٍ للاستقرار.