UI Automator: co to je, klíčové pojmy a jak funguje

Co je UI Automator?

UI Automator je framework pro funkcionální UI testování Androidu, který pracuje na úrovni operačního systému. Poskytuje API pro přístup k libovolnému prvku na obrazovce zařízení, bez ohledu na to, ke které aplikaci patří — včetně systémového stavového řádku, dialogů oprávnění, domovské obrazovky a aplikací třetích stran. Díky tomu je nepostradatelný pro testování scénářů, které přesahují jednu aplikaci.

Architektonicky UI Automator používá Accessibility Service — stejnou službu, kterou používají TalkBack, Switch Access a další nástroje pro přístupnost. Prostřednictvím této služby framework získá úplný strom UI komponent aktuální obrazovky a umožňuje na nich provádět akce: kliknutí, posunutí, zadání textu, dlouhé stisknutí.

UI Automator se poprvé objevil v Android 4.3 (API 18) a od té doby je součástí Android Testing Support Library jako oficiální nástroj Googlu pro meziaplikační testování. V AndroidX Test je dostupný jako samostatný artefakt androidx.test.uiautomator:uiautomator verze 2.3.0 (2024), který podporuje všechny verze Android od API 18.

Jak funguje UI Automator

Princip fungování UI Automator je založen na skenování Accessibility stromu aktuální obrazovky. Při volání metody findObject(selector) framework prochází hierarchii View, najde první prvek splňující podmínky UiSelector a vrátí objekt UiObject — proxy pro interakci se skutečným View.

Životní cyklus testu UI Automator

Typický test UI Automator začíná získáním instance UiDevice, která představuje fyzické zařízení. UiDevice poskytuje metody pro vyhledávání prvků, správu stisků tlačítek (Home, Back, Recent), otáčení obrazovky a pořizování snímků obrazovky. Po nalezení prvku pomocí UiSelector se provádějí akce na UiObject.

Základní příklad

V níže uvedeném příkladu test otevře aplikaci Settings, najde položku „Baterie“ podle textu a klikne na ni. UI Automator nevyžaduje spuštění Activity — pracuje s libovolnou obrazovkou zařízení, včetně aplikací třetích stran.

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

// Otevřít obrazovku nastavení
device.pressHome()
device.wait(Until.hasObject(UiSelector().text("Nastavení")), 2000)

// Najít položku „Baterie“ a kliknout
val batteryItem = device.findObject(
    UiSelector().text("Baterie")
)
batteryItem.clickAndWait(Until.newWindow(), 3000)

UiDevice a UiSelector: klíčové třídy

UiDevice — hlavní třída pro interakci se zařízením. Poskytuje metody pro vyhledávání prvků, simulaci stisků hardwarových tlačítek (Home, Back, Menu, Volume), správu napájení, pořizování snímků obrazovky a čekání na konkrétní stavy obrazovky. UiDevice se vytváří jednou za test a znovu používá pro všechny operace.

UiSelector — je fluent API pro vyhledávání UI prvků. Na rozdíl od ViewMatchers v Espressu nevyžaduje UiSelector kompilaci — podmínky vyhledávání se tvoří řetězcem metod: text(), className(), description(), resourceId(), index(). Více podmínek se automaticky kombinuje pomocí logického AND.

Příklad vyhledávání s více podmínkami

Když je na obrazovce více prvků se stejným textem, UiSelector umožňuje kombinovat kritéria: najít kontejner podle ID, poté uvnitř něj — prvek podle textu a třídy. To zaručuje jedinečnou identifikaci požadovaného komponentu. Metoda childSelector zužuje oblast vyhledávání na určený kontejner, což urychluje navigaci v UI stromu.

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

// V seznamu najděte prvek s textem „Wi-Fi“
val wifiItem = scrollView.findObject(
    UiSelector().text("Wi-Fi")
wifiItem.click()

Cross-application testování s UI Automatorem

Cross-application (meziaplikační) testování — hlavní funkce, pro kterou se UI Automator vybírá. Framework může přepínat mezi aplikacemi, testovat přihlášení OAuth prostřednictvím prohlížeče, kontrolovat systémová dialogová okna (oprávnění, výběr aplikace) a interagovat se systémovým stavovým řádkem, panelem notifikací a uzamčenou obrazovkou.

Testování přihlášení OAuth

Typický scénář cross-app testu: aplikace otevře prohlížeč pro autorizaci OAuth, uživatel zadá uživatelské jméno a heslo, prohlížeč přesměruje zpět do aplikace. UI Automator přepíná mezi procesy, najde vstupní pole v prohlížeči, vyplní je a klikne na „Přihlásit se“.

// Čekání na objevení prohlížeče
device.wait(Until.hasObject(
    UiSelector().packageName("com.android.chrome")
), 5000)

// Hledání pole pro zadání emailu v prohlížeči
val emailField = device.findObject(
    UiSelector().className("android.widget.EditText").instance(0)
)
emailField.text = "user@example.com"

Kontrola systémových dialogů

UI Automator může kontrolovat a zavírat systémová dialogová okna — oprávnění pro geolokaci, notifikace, přístup k souborům. To je klíčové pro testování prvního spuštění aplikace, kdy systém postupně žádá o několik oprávnění. Bez UI Automator nelze takové scénáře automatizovat, protože systémová dialogová okna nepatří do procesu aplikace.

UI Automator vs Espresso: srovnání přístupů

Výběr mezi UI Automatorem a Espressem závisí na scénáři testování. Espresso je optimalizováno pro testování jedné aplikace s automatickou synchronizací a minimálním boilerplate. UI Automator je vhodný pro scénáře, kde je třeba interakce se systémem, prohlížečem nebo více aplikacemi.

V praxi se tyto frameworky často používají spolu: Espresso pokrývá UI testy hlavní aplikace s vysokou stabilitou a UI Automator se připojuje pro scénáře přesahující hranice aplikace — přihlášení OAuth, systémová oprávnění, práce se Share Intent. Tato kombinace poskytuje maximální pokrytí UI při minimálních nákladech na údržbu testů.

Nastavení UI Automator v Android projektu

Připojení UI Automator se provádí přidáním závislosti v build.gradle. Framework je součástí AndroidX Test a nevyžaduje další oprávnění v manifestu — přístup k Accessibility Service se konfiguruje automaticky při spuštění instrumentálního testu.

Závislosti Gradle

Minimální konfigurace zahrnuje artefakt uiautomator a standardní běhový test AndroidJUnitRunner. Testy UI Automator se umisťují do adresáře src/androidTest a spouštějí na emulátoru nebo fyzickém zařízení s 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 a konfigurace testů

Pro získání instance UiDevice se používá InstrumentationRegistry.getInstrumentation(). UiDevice by měl být vytvořen jednou v metodě setUp() a znovu použit ve všech testech třídy pro úsporu prostředků zařízení. Je důležité si uvědomit, že UiDevice není thread-safe — všechny operace musí být provedeny v jednom vláknu testovací metody. Vytváření nového UiDevice v každém testu vede k režii a zpomalení provádění. Doporučuje se vytvořit UiDevice jednou v metodě beforeClass a znovu jej použít pro všechny testy testovací třídy.

Čekání v UI Automator

Na rozdíl od Espressa nemá UI Automator automatickou synchronizaci. Pro čekání na výskyt prvků se používá metoda UiDevice.wait(condition, timeout) s objektem Until: Until.findObject(selector), Until.hasObject(selector), Until.gone(selector). Bez správného čekání se testy stávají nestabilními kvůli race condition — prvek se nemusí stihnout objevit na obrazovce do okamžiku vyhledávání. Doporučuje se nastavit časový limit alespoň 3-5 sekund pro stabilitu.