UI Automator: چیست، مفاهیم کلیدی و چگونه کار می‌کند

UI Automator چیست؟

UI Automator یک فریمورک برای تست عملکردی UI اندروید است که در سطح سیستم‌عامل کار می‌کند. این فریمورک API برای دسترسی به هر عنصر روی صفحه دستگاه، صرف‌نظر از اینکه متعلق به کدام اپلیکیشن است — از جمله نوار وضعیت سیستم، دیالوگ‌های مجوزها، صفحه اصلی و اپلیکیشن‌های شخص ثالث — ارائه می‌دهد. این ویژگی آن را برای تست سناریوهایی که فراتر از یک اپلیکیشن هستند، ضروری می‌کند.

از نظر معماری، UI Automator از Accessibility Service استفاده می‌کند — همان سرویسی که توسط TalkBack، Switch Access و سایر ابزارهای دسترس‌پذیری استفاده می‌شود. از طریق این سرویس، فریمورک درخت کامل کامپوننت‌های UI صفحه فعلی را دریافت کرده و امکان اجرای اقداماتی مانند کلیک، سوایپ، وارد کردن متن و فشار طولانی را فراهم می‌کند.

UI Automator اولین بار در اندروید 4.3 (API 18) ظاهر شد و از آن زمان بخشی از Android Testing Support Library به عنوان ابزار رسمی گوگل برای تست بین‌اپلیکیشنی است. در AndroidX Test به عنوان یک آرتیفکت جداگانه androidx.test.uiautomator:uiautomator نسخه 2.3.0 (2024) در دسترس است که از تمام نسخه‌های اندروید از API 18 پشتیبانی می‌کند.

UI Automator چگونه کار می‌کند

اصل کار UI Automator بر اساس اسکن درخت Accessibility صفحه فعلی است. هنگام فراخوانی متد findObject(selector)، فریمورک سلسله‌مراتب View را پیمایش کرده، اولین عنصر منطبق با شرایط UiSelector را پیدا کرده و یک شی UiObject — پروکسی برای تعامل با View واقعی — برمی‌گرداند.

چرخه حیات تست UI Automator

یک تست معمولی UI Automator با دریافت نمونه UiDevice شروع می‌شود که دستگاه فیزیکی را نشان می‌دهد. UiDevice متدهایی برای جستجوی عناصر، مدیریت فشار دکمه‌ها (Home، Back، Recent)، چرخش صفحه و اسکرین‌شات فراهم می‌کند. پس از پیدا شدن عنصر از طریق UiSelector، اقدامات روی UiObject انجام می‌شود.

مثال پایه

در مثال زیر، تست اپلیکیشن Settings را باز کرده، گزینه «باتری» را از طریق متن پیدا کرده و روی آن کلیک می‌کند. UI Automator نیازی به راه‌اندازی Activity ندارد — با هر صفحه‌ای از دستگاه، از جمله اپلیکیشن‌های شخص ثالث، کار می‌کند.

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

// باز کردن صفحه تنظیمات
device.pressHome()
device.wait(Until.hasObject(UiSelector().text("تنظیمات")), 2000)

// گزینه «باتری» را پیدا کرده و کلیک کنید
val batteryItem = device.findObject(
    UiSelector().text("باتری")
)
batteryItem.clickAndWait(Until.newWindow(), 3000)

UiDevice و UiSelector: کلاس‌های کلیدی

UiDevice — کلاس اصلی برای تعامل با دستگاه. این کلاس متدهایی برای جستجوی عناصر، شبیه‌سازی فشار دکمه‌های سخت‌افزاری (Home، Back، Menu، Volume)، مدیریت انرژی، اسکرین‌شات و انتظار برای وضعیت‌های خاص صفحه فراهم می‌کند. UiDevice یک بار در هر تست ایجاد شده و برای تمام عملیات استفاده مجدد می‌شود.

UiSelector — یک API روان (fluent) برای جستجوی عناصر UI است. برخلاف ViewMatchers در Espresso، UiSelector نیازی به کامپایل ندارد — شرایط جستجو از طریق زنجیره‌ای از متدها شکل می‌گیرد: text()، className()، description()، resourceId()، index(). چندین شرط به‌طور خودکار از طریق AND منطقی ترکیب می‌شوند.

مثال جستجو با چند شرط

وقتی چندین عنصر با متن یکسان روی صفحه وجود دارد، UiSelector امکان ترکیب معیارها را می‌دهد: پیدا کردن ظرف بر اساس ID، سپس داخل آن — عنصر بر اساس متن و کلاس. این کار شناسایی یکتای کامپوننت مورد نیاز را تضمین می‌کند. متد childSelector محدوده جستجو را تا ظرف مشخص شده محدود می‌کند که باعث تسریع پیمایش درخت UI می‌شود.

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

// داخل لیست عنصر با متن «Wi-Fi» را پیدا کنید
val wifiItem = scrollView.findObject(
    UiSelector().text("Wi-Fi")
wifiItem.click()

تست Cross-application با UI Automator

Cross-application (تست بین‌اپلیکیشنی) — اصلی‌ترین قابلیتی است که UI Automator برای آن انتخاب می‌شود. این فریمورک می‌تواند بین اپلیکیشن‌ها جابه‌جا شود، ورود OAuth را از طریق مرورگر تست کند، دیالوگ‌های سیستمی (مجوزها، انتخاب اپلیکیشن) را بررسی کرده و با نوار وضعیت سیستم، پنل اعلان‌ها و صفحه قفل تعامل داشته باشد.

تست ورود OAuth

یک سناریوی معمول تست cross-app: اپلیکیشن مرورگر را برای احراز هویت OAuth باز می‌کند، کاربر نام کاربری و رمز عبور را وارد می‌کند، مرورگر به اپلیکیشن بازمی‌گرداند. UI Automator بین فرآیندها جابه‌جا می‌شود، فیلدهای ورود را در مرورگر پیدا کرده، پر می‌کند و روی «ورود» کلیک می‌کند.

// انتظار برای ظاهر شدن مرورگر
device.wait(Until.hasObject(
    UiSelector().packageName("com.android.chrome")
), 5000)

// جستجوی فیلد ورود ایمیل در مرورگر
val emailField = device.findObject(
    UiSelector().className("android.widget.EditText").instance(0)
)
emailField.text = "user@example.com"

بررسی دیالوگ‌های سیستمی

UI Automator می‌تواند دیالوگ‌های سیستمی را بررسی و ببندد — مجوزهای موقعیت جغرافیایی، اعلان‌ها، دسترسی به فایل‌ها. این برای تست اولین راه‌اندازی اپلیکیشن حیاتی است، زمانی که سیستم به‌طور متوالی چندین مجوز درخواست می‌کند. بدون UI Automator چنین سناریوهایی قابل خودکارسازی نیستند، زیرا دیالوگ‌های سیستمی به فرآیند اپلیکیشن تعلق ندارند.

UI Automator در مقابل Espresso: مقایسه رویکردها

انتخاب بین UI Automator و Espresso به سناریوی تست بستگی دارد. Espresso برای تست یک اپلیکیشن با همگام‌سازی خودکار و حداقل کد قالبی بهینه شده است. UI Automator برای سناریوهایی مناسب است که نیاز به تعامل با سیستم، مرورگر یا چندین اپلیکیشن دارند.

در عمل، این فریمورک‌ها اغلب با هم استفاده می‌شوند: Espresso تست‌های UI اپلیکیشن اصلی را با پایداری بالا پوشش می‌دهد و UI Automator برای سناریوهای فراتر از مرزهای اپلیکیشن — ورود OAuth، مجوزهای سیستمی، کار با Share Intent — به کار گرفته می‌شود. چنین ترکیبی حداکثر پوشش UI را با حداقل هزینه نگهداری تست‌ها فراهم می‌کند.

راه‌اندازی UI Automator در پروژه اندروید

اتصال UI Automator از طریق افزودن وابستگی در build.gradle انجام می‌شود. این فریمورک بخشی از AndroidX Test است و نیازی به مجوزهای اضافی در مانیفست ندارد — دسترسی به Accessibility Service هنگام اجرای تست ابزاری به‌طور خودکار پیکربندی می‌شود.

وابستگی‌های Gradle

پیکربندی حداقلی شامل آرتیفکت uiautomator و اجراکننده تست استاندارد AndroidJUnitRunner است. تست‌های UI Automator در دایرکتوری src/androidTest قرار گرفته و روی شبیه‌ساز یا دستگاه فیزیکی با Android API 18+ اجرا می‌شوند.

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 و پیکربندی تست‌ها

برای دریافت نمونه UiDevice از InstrumentationRegistry.getInstrumentation() استفاده می‌شود. UiDevice باید یک بار در متد setUp() ایجاد شده و در تمام تست‌های کلاس برای صرفه‌جویی در منابع دستگاه استفاده مجدد شود. توجه داشته باشید که UiDevice thread-safe نیست — تمام عملیات باید در یک رشته از متد تست انجام شوند. ایجاد UiDevice جدید در هر تست منجر به سربار و کندی اجرا می‌شود. توصیه می‌شود UiDevice یک بار در متد beforeClass ایجاد و برای تمام تست‌های کلاس تست استفاده مجدد شود.

انتظار در UI Automator

برخلاف Espresso، UI Automator همگام‌سازی خودکار ندارد. برای انتظار برای ظاهر شدن عناصر از متد UiDevice.wait(condition, timeout) با شی Until استفاده می‌شود: Until.findObject(selector)، Until.hasObject(selector)، Until.gone(selector). بدون انتظارات صحیح، تست‌ها به دلیل شرایط مسابقه ناپایدار می‌شوند — ممکن است عنصر تا زمان جستجو روی صفحه ظاهر نشود. برای پایداری، توصیه می‌شود حداقل 3-5 ثانیه زمان انتظار تنظیم شود.