江南機電設(shè)計研究所 賈俊輝

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基于Android平臺的動態(tài)行為檢測軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

江南機電設(shè)計研究所 賈俊輝

【摘要】隨著Android系統(tǒng)的普及，新興的移動軟件產(chǎn)業(yè)獲得快速發(fā)展。然而，基于Android平臺的軟件檢測技術(shù)與方法卻相對滯后，原有的軟件測評方式不能很好地對Android平臺軟件進行各種指標檢測。本項目在Android 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、多線程開發(fā)技術(shù)、Linux系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了Android檢測軟件“Android Scan”，該軟件具備App事件監(jiān)聽、實時檢測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)資源監(jiān)聽、數(shù)據(jù)記錄等功能，該工具能夠作為Android軟件壓力檢測、臨界測試的測試輔助軟件，為測試人員提供數(shù)據(jù)分析支持。

【關(guān)鍵詞】動態(tài)檢測；Android應(yīng)用技術(shù)；多線程

1 研究背景

Android移動應(yīng)用軟件檢測平臺在國內(nèi)已經(jīng)有了一部分研究成果，但是，普遍的研究成果都沒有對UI功能測試提供很好的支持；并且，對于一些尚未發(fā)布的移動設(shè)備或者軟件應(yīng)用來說，采用商業(yè)檢測平臺，對商業(yè)私密性也不能得到很好的保護。

國外常見工具如Google提供的Android SDK中，給出了三種自動化測試工具，即Monkey、MonkeyRunner 和Instrumentation。其中，Monkey是一個隨機壓力測試工具。Monkey通過向系統(tǒng)發(fā)送偽隨機的用戶事件流（如按鍵輸入、觸摸屏輸入、手勢輸入等），對應(yīng)用程序進行壓力測試。由于Monkey測試使用的事件流數(shù)據(jù)流是隨機不能進行自定義，因此Monkey不符合可控測試的要求。MonkeyRunner是由Python編寫的測試工具，可以通過編寫Python代碼調(diào)用Android的API，從而達到自動化測試的目的；Instrumentation可理解為一種沒有圖形界面的、具有啟動能力、用于監(jiān)控其他類的工具類。然而，MonkeyRunner與Instrumentation框架對測試人員的代碼編寫能力較高，并且腳本編寫環(huán)境要求多變復(fù)雜，對于測試項目而言成本較高。

本項目在Android應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、多線程開發(fā)技術(shù)、Linux系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了Android檢測軟件“Android Scan”，該軟件具備App事件監(jiān)聽、實時檢測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)資源監(jiān)聽、數(shù)據(jù)記錄等功能。該工具能夠作為Android軟件壓力檢測的測試輔助軟件，為測試人員提供數(shù)據(jù)分析支持。

2 Android Scan軟件設(shè)計

Android系統(tǒng)是一個權(quán)限分離的系統(tǒng)。Android Scan利用Linux已有的權(quán)限管理機制，通過為每一個App分配不同的uid和gid，從而使得不同的App之間的私有數(shù)據(jù)和訪問達到隔離的目的。與此同時，利用Android提供的permission機制，用來對App可以執(zhí)行的某些具體操作進行權(quán)限細分和訪問控制，進而利用Android的權(quán)限機制進行權(quán)限安全分析。

Android Scan主要采用進行輔助壓力測試。壓力測試通過接入外部設(shè)備在短時間內(nèi)發(fā)送大量信息，同時并接收大量的信息，來驗證同一個軟件是否可以同時多個窗口進行操作，操作時軟件對該情況進行的處理及響應(yīng)等。并且，通過長時間使軟件持續(xù)運行，檢測溫度、電壓等數(shù)據(jù)等，用來評估系統(tǒng)與軟件可靠性。

Android Scan采用JAVA語言在Eclipse 3.5.1、Android Development Tools平臺上開發(fā)，可以實時監(jiān)視目標App、采集目標動態(tài)數(shù)據(jù)，包括：硬件信息、 App權(quán)限、App包數(shù)據(jù)信息、內(nèi)存消耗、CPU使用信息、網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)、溫度、存儲消耗、電壓等數(shù)據(jù)信息。并且，通過記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，保存原始數(shù)據(jù)，為評價與統(tǒng)計分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。Android Scan的設(shè)計架構(gòu)方法如圖1所示。

圖1 Android Scan的設(shè)計架構(gòu)

Android Scan啟動以后，會通過App事件監(jiān)聽線程實時監(jiān)測目標手機軟件的目標動態(tài)信息，并將目標動態(tài)信息如 App權(quán)限、App包數(shù)據(jù)信息、內(nèi)存消耗、CPU使用信息、網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、反饋到Android Scan實時檢測數(shù)據(jù)界面之中，再將其傳入數(shù)據(jù)記錄模塊。同時，系統(tǒng)資源監(jiān)聽線程將Android系統(tǒng)總內(nèi)存消耗、總CPU使用、總網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)、溫度、存儲消耗、電壓等信息記錄到數(shù)據(jù)記錄模塊中。最后，退出Android Scan后會將數(shù)據(jù)記錄器中的數(shù) 據(jù)生成文本文件，測試人員可以利用腳本工具將數(shù)據(jù)文本生成報表。

3 結(jié)束語

本項目在Android 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)、多線程開發(fā)技術(shù)、Linux系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了Android檢測軟件“Android Scan”，該軟件具備App事件監(jiān)聽、實時檢測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)資源監(jiān)聽、數(shù)據(jù)記錄等功能。該工具能夠作為Android軟件壓力檢測、臨界測試的測試輔助軟件，為測試人員提供數(shù)據(jù)分析支持。Android Scan在UI上進行實時檢測，解決了國內(nèi)普遍的研究成果都沒有對UI功能測試提供很好的支持的問題；同時，該軟件為自主開發(fā)，可以很好地保護用戶商業(yè)私密性。并且，在實際應(yīng)用之中結(jié)合FindBugs、LogCat、MonkeyRunner、LoadRunner等，可以搭建成為Android軟件測試工具平臺。通過該平臺，實現(xiàn)Android軟件靜態(tài)、動態(tài)、并發(fā)、負載性能、異常處理等方面的檢測。

參考文獻

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[3]謝紅霞,吳紅梅.基于Android 的自動化測試的設(shè)計與實現(xiàn)[J].Computer Era,2012(2).

賈俊輝（1987—），男，貴州貴陽人，碩士，現(xiàn)供職于江南機電設(shè)計研究所，助理工程師，研究方向：軟件測試。

作者簡介：