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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