Appium是一款开源的跨平台移动应用自动化测试框架，允许你使用相同的 API 为 iOS、Android甚至Windows平台编写原生、混合及移动Web应用的测试脚本。主要优势是跨平台能力、多语言支持（如 Python, Java, JavaScript 等）以及对原生应用的无需修改就可以进行测试。

主要架构和工作原理

要精通 Appium，首先需理解Client/Server架构和工作流程。

架构组成

Appium Server：运行在电脑上的 HTTP 服务器，负责接收客户端脚本的指令并转发给移动设备。

客户端脚本：你使用 Appium 客户端库（如 Python 的 Appium-Python-Client）编写的测试代码。

设备/模拟器：安装有被测应用的实体设备或模拟器。Appium 通过特定驱动和设备交互。

通信流程

脚本（Client）通过WebDriver协议向Appium Server发送HTTP请求（如"点击"指令）。

Appium Server接收到请求后，会将转发给设备上对应的驱动，如Android的UiAutomator2或iOS的XCUITest。

设备驱动最终在设备上执行相应的自动化操作，并将结果沿原路返回给你的脚本。

设计思路

Appium按照四大设计思路：

你不需要为了自动化而重新编译或修改你的应用。

你不应被限制在某种特定的语言或框架中来编写和运行测试。

不应该为移动端自动化去重新造一套轮子（即 API）。

移动自动化测试框架是开源的。

环境搭建和配置

基础环境准备

Node.js：Appium Server基于Node.js运行，因此需要先安装它。

Java JDK：Android自动化需要Jav 环境。

Android SDK：用于连接和管理 Android 设备，提供adb等主要工具。

（对于 iOS）Xcode：在macOS上进行 iOS 自动化测试必备。

安装 Appium Server

通过NPM安装命令行版本的 Appium：npm install -g appium。

此外，也可以选择安装带有图形界面的Appium Desktop，它内置了Serve 和用于定位元素的Inspector工具。

安装驱动和客户端库

驱动安装：Appium通过驱动和设备交互。对于Android，强烈推荐安装UiAutomator2驱动：appium driver install uiautomator2。对于 iOS，则需要XCUITest驱动。

客户端库安装：根据你选择的编程语言安装对应的客户端库。例如，使用 Python 则运行：pip install Appium-Python-Client。

配置设备连接

确保你的设备可以通过 adb（Android）或 WebDriverAgent（iOS）正常连接。对于模拟器是否已启动。可以使用adb devices命令来验证Android设备是否被正确识别。

Desired Capabilities详解

Desired Capabilities是一个JSON对象，在初始化WebDriver会话时发送给Appium Server，用来告知Server本次测试的设备和应用配置。

以下是一些主要配置项

platformName：操作系统平台，如 "Android" 或 "iOS"。必填项。

platformVersion：设备系统的版本号，如 "11.4"。

deviceName：使用的设备名称，如 "Android Emulator" 或 "iPhone 6s"。必填项。

appPackage：待测应用的包名，如 "com.example.app"。

appActivity：待测应用的启动 Activity，如 ".MainActivity"。

automationName：指定自动化驱动引擎，如 "UiAutomator2"（Android）或 "XCUITest"（iOS）。

noReset：设为 true 可在会话间保留应用数据（如登录状态），避免重复重置。

unicodeKeyboard：设为 true 可启用 Unicode 输入法，方便输入非英文字符。

示例代码：

python

from appium import webdriver

desired_caps = {

    "platformName": "Android",

    "deviceName": "Android Emulator",

    "appPackage": "com.android.calculator2",

    "appActivity": ".Calculator",

    "automationName": "UiAutomator2",

    "noReset": True

}

driver = webdriver.Remote("http://localhost:4723/wd/hub", desired_caps)

注意：在实际脚本中，appPackage和appActivity可以通过检查APK文件或使用adb命令获取。

元素定位交互

自动化测试的主要是找到界面元素并和之交互。

元素定位

以下是Appium中常用的元素定位方法，建议优先使用Accessibility ID和ID，因为它们通常更稳定。

Accessibility ID：driver.find_element_by_accessibility_id("content-desc")

//对应元素的 content-desc (Android) 或 accessibilityIdentifier (iOS)。为元素添加可访问性标识。

ID：driver.find_element_by_id("com.taobao.taobao:id/tv_scan_text")

//对应元素的 resource-id 属性 (Android)。

XPath：driver.find_element_by_xpath("//*[@text='扫一扫']")

//功能强大但性能较差，应作为最后手段。谨慎使用，表达式可能随UI微小改动而失效。

UIAutomator (Android)：driver.find_element_by_android_uiautomator('new UiSelector().text("text文本")')

//Android 专属，功能强大且速度快。支持文本、类名、滚动查找等。

元素交互操作

定位到元素后，可以模拟各种用户操作：

点击：element.click()

输入文本：element.send_keys("your text")

清除文本：element.clear()

手势操作

Appium 支持复杂的手势操作，如滑动、长按、拖拽等。你可以使用TouchAction或W3C Actions来实现。如，在 Android 中，可以使用UiAutomator的滚动查找功能来滑动到指定元素：

python

driver.find_element_by_android_uiautomator(

    'new UiScrollable(new UiSelector().scrollable(true).instance(0)).'

    'scrollIntoView(new UiSelector().text("目标文本").instance(0));'

).click()

等待机制：用来提升脚本稳定性

动态加载的界面元素是自动化测试的主要难点，正确的等待脚本很重要。

隐式等待

设置一个全局的超时时间，在查找元素时，如果元素没有立即出现，WebDriver会轮询查找直到超时。

python

driver.implicitly_wait(10)  # 单位：秒

只需在创建 Driver 后设置一次即可。

显式等待

这是更推荐、更精确的等待方式。它针对某个特定元素设置等待条件，在指定时间内根据条件进行轮询。

python

from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait

from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC

from selenium.webdriver.common.by import By

# 等待最多10秒，直到元素可被点击

element = WebDriverWait(driver, 10).until(

    EC.element_to_be_clickable((By.ID, "com.example:id/button"))

)

element.click()

显式等待可以等待元素处于特定状态，如 可点击、可见、存在 等，这比简单的"存在"检查要可靠得多。

示例加技巧

完整实战：Android计算器自动化

下面是一个模拟用户在计算器上执行 "1+2=3" 操作的完整脚本：

python

from appium import webdriver

from appium.webdriver.common.appiumby import AppiumBy  # 推荐使用新的 By 策略

desired_caps = {

    "platformName": "Android",

    "deviceName": "Android Emulator",

    "appPackage": "com.android.calculator2",

    "appActivity": ".Calculator",

    "automationName": "UiAutomator2"

}

driver = webdriver.Remote("http://localhost:4723/wd/hub", desired_caps)

try:

    # 使用新的定位符 (AppiumBy)

    driver.find_element(by=AppiumBy.ID, value="com.android.calculator2:id/digit_1").click()

    driver.find_element(by=AppiumBy.ID, value="com.android.calculator2:id/op_add").click()

    driver.find_element(by=AppiumBy.ID, value="com.android.calculator2:id/digit_2").click()

    driver.find_element(by=AppiumBy.ID, value="com.android.calculator2:id/eq").click()

    result = driver.find_element(by=AppiumBy.ID, value="com.android.calculator2:id/result").text

    print(f"计算结果：{result}")  # 预期输出：3

finally:

    driver.quit()  # 确保无论发生什么，最后都会退出驱动

技巧方面

使用 Page Object Model (POM)：将页面元素定位和操作封装在单独的类中，使测试逻辑和页面细节分离。

利用 Appium Inspector：这是一个类似Selenium IDE的工具，可以录制操作、查看应用层次结构并生成元素定位代码。

参数化和数据驱动：将测试数据（如用户名、密码）从脚本中分离出来，通过外部文件（如 CSV、JSON）读取，使得一套脚本可以覆盖多种测试场景。

跨应用交互：Appium支持在多个应用间切换，例如，可以从通讯录应用切换到短信应用，实现复杂的跨应用流程测试。

常见故障问题排查

会话启动失败：首先检查Desired Capabilities是否填写正确，特别是appPackage和appActivity。保证Appium Server已启动（默认端口 4723）。

元素找不到：

确认定位表达式是否正确。使用 Appium Inspector 复核。

添加强制的 time.sleep() 临时等待，判断是否是因应用响应慢导致（长期解决方案应是显式等待）。

检查元素是否在 WebView 中，这需要特殊的上下文切换。

脚本不稳定：

避免使用 time.sleep()，改用显式等待。

减少对 XPath 的依赖，尤是复杂的表达式。

在主要操作前后添加截图功能，便于失败时分析。