CN117707877A - 一种用于协议测试的Android模拟器及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于协议测试的Android模拟器及实现方法，包括：模拟器的构建单元，用于在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，虚拟设备共享物理设备的系统资源；模拟器的运行单元，用于在待测服务器压力测试过程中，实现多个虚拟设备与待测服务器的协议指令交互；模拟器的监控单元，用于对模拟器运行过程中的物理设备进行性能监控，并根据监控结果动态调整模拟器的并发运行数。本发明可以实现在服务器压力测试下，通过一个Android物理设备开启多个Android虚拟设备的形式，来实现与待测服务器的指令交互，十分适用于由于Android物理设备匮乏导致无法进行真实压力测试的场景。

Description

一种用于协议测试的Android模拟器及实现方法

技术领域

本发明属于电子信息科学技术领域，尤其涉及一种用于协议测试的Android 模拟器及实现方法。

背景技术

传统的服务器压力测试通常是在服务器端开启Jmeter等类似服务，Jmeter通过多线程的方式来进行协议的报文发送，从而模拟真实的用户负载，缺点在于非实际使用场景，未对协议报文在网路传输过程中的损耗进行计入；开启多线程占用服务器自身的资源，测试结果不真实；只考虑了服务器的接收压力，没有服务器的发送压力测试，测试结果不全面；没有图形化界面用于对测试结果进行展示，效果不直观。

为此，我们提出一种用于协议测试的Android模拟器以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于协议测试的Android 模拟器及实现方法，解决了现有技术中由于未考虑网路损耗、系统资源占用、实际业务场景、用户体验导致的测试结果不真实的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于协议测试的Android模拟器，包括：

模拟器构建单元：用于在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，并对Android虚拟设备进行注册，所述多个Android虚拟设备共享Android物理设备的CPU和内存；

模拟器运行单元：用于对待测服务器进行压力测试，实现多个Android虚拟设备与待测服务器的协议指令交互，并对压力测试结果进行图形化显示；

模拟器监控单元：用于对协议指令交互过程中的多个Android虚拟设备的载体进行性能监控，所述多个Android虚拟设备的载体即Android物理设备，并根据监控结果动态调整Android虚拟设备的并发运行数。

进一步地，所述模拟器构建单元的工作过程包括：在模拟器注册界面输入用户名、密码、物理设备的IP、端口、当前物理设备的唯一ID、虚拟设备所需数量；模拟器根据Android虚拟设备所需数量通过bindService方法开启对应数量的Service。

进一步地，所述Service为Android虚拟设备的容器，将其作为Android服务组件注册到模拟器的应用清单上，注册的内容包括Service运行的进程、Service的名称，将Service的名称和进程属性都设置为模拟器包名+虚拟设备序号的组合。

进一步地，所述Service的注册过程为：通过在gradle构建脚本中插桩processDebugManifest获取AndroidManifest文件，对AndroidManifest文件进行节点解析，在application节点下动态植入Sevice注册内容的方式将待开启的Service进行注册。

进一步地，所述模拟器运行单元的工作过程包括：所述Android虚拟设备通过模拟器注册界面的输入参数调用loginIn接口，实现服务器上线；注册服务器的协议参数包括用户名、密码、物理设备唯一ID、物理设备的IP、端口；其中用户名和密码用于对用户进行有效性校验，用户名和密码供所有开启的Android虚拟设备使用，且多个Android虚拟设备共用同一个物理设备的IP和端口，每个Android虚拟设备以物理设备唯一ID+虚拟设备序号作为Android虚拟设备的唯一ID。

进一步地，所述模拟器运行单元的工作过程还包括：服务器向每个Android虚拟设备发送指令；每个Android虚拟设备将接收到的服务器指令通过指令分发器分发给对应的控制实现类，并直接向服务器返回处理成功的报文；服务器将该指令的发出设备数和成功接收该指令的Android虚拟设备数进行对比，得到服务器的发的能力；将接收到的返回报文数量与发出该返回报文的Android虚拟设备数进行对比，得到服务器的收的能力。

进一步地，所述模拟器的监控单元的工作过程包括：对模拟器运行过程中负载的Android物理设备的CPU占用率、内存占用率进行监控，从而动态调整Android虚拟设备的运行数量，以确保Android物理设备处于最佳运行状态。

进一步地，所述对模拟器运行过程中负载的Android物理设备的CPU占用率、内存占用率进行监控具体为：开启一个线程每隔1分钟通过top指令获取内存占用情况和CPU占用情况，将内存占用情况和CPU占用情况分别写入CSV文件，通过getText函数将CSV文件内容读出并解析，判断当前Android物理设备的CPU占用率、内存占用率是否超出阈值，

进一步地，所述动态调整Android虚拟设备的运行数量具体为：若超出阈值，模拟器通过stopService按照降序逐一关闭Android虚拟设备，直至当前Android物理设备的CPU占用率、内存占用率达到阈值以下。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于协议测试的Android模拟器的实现方法，包括：

在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，并对Android虚拟设备进行注册，所述多个Android虚拟设备共享Android物理设备的CPU和内存；

对待测服务器进行压力测试，实现多个Android虚拟设备与待测服务器的协议指令交互，并对压力测试结果进行图形化显示；

对协议指令交互过程中的多个Android虚拟设备的载体进行性能监控，所述多个Android虚拟设备的载体即Android物理设备，并根据监控结果动态调整Android虚拟设备的并发运行数。

本发明的有益效果是：本发明可以模拟真实物理设备与远程服务器的指令交互来测试服务器的收发能力，且测试规模不局限于物理设备，一台物理设备可以模拟多台虚拟设备，从而减少了实际测试的物理设备量，同时对模拟器提供了人机交互界面，使用户可以及时获取到协议交互的成功数，进而判断服务器的收发负压能力，十分适用于服务器的压力测试等。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于协议测试的Android模拟器的结构示意图；

图2是本发明中模拟器的注册界面图；

图3是本发明中虚拟设备宿主Service的注册流程图；

图4是本发明中虚拟设备在服务器上的状态图；

图5是本发明中虚拟设备接收到的报文示例图；

图6是本发明中服务器接收到的返回报文示例图；

图7是本发明中模拟器监控单元流程图；

图8是本发明中各虚拟设备的CPU和内存占用情况示例图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图，对本发明进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明提供的一种用于协议测试的Android模拟器，包括：

模拟器的构建单元：用于在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，并对Android虚拟设备进行注册，所述多个Android虚拟设备共享所述Android物理设备的CPU和内存等系统资源。

所述模拟器的构建单元包括：

用户在模拟器注册界面填写用户名、密码、当前Android物理设备的IP、端口、当前Android物理设备的唯一ID（设备序列号），Android虚拟设备所需数量N等注册参数。

模拟器根据所述Android虚拟设备所需数量开启对应数量的Android服务组件Service，每个Service作为一个Android虚拟设备的容器通过bindService方法开启，并运行在独立的进程之中。其余注册参数传递给模拟器的运行单元。

所述Service需要在模拟器的AndroidManifest文件（应用清单）中进行注册才能正常运行，考虑到逐条注册大量Service时较为繁琐，模拟器通过在构建APP的过程中截取构建脚本并添加task的方式来动态注册Service。注册的内容包括Service运行的进程，Service的名称，Service的名称和进程属性都设置为模拟器包名+虚拟设备序号的组合形式。

所述Service的注册过程指通过在gradle构建脚本中插桩processDebugManifest获取AndroidManifest文件，对AndroidManifest文件进行节点解析，在application节点下动态植入Sevice注册内容的方式将待开启的Service进行注册。

考虑到构建脚本随着Android版本的更新会同步更新的问题，在配置不同版本的Android系统的模拟器时需要动态修改注册Service的task内容，本发明以Android6.0系统为例。

模拟器的运行单元：用于在待测服务器压力测试过程中，实现多个Android模拟器与待测服务器的协议指令交互；并对测试结果进行图形化显示。

所述模拟器的运行单元包括：

Android虚拟设备通过模拟器注册界面的输入参数调用loginIn接口实现服务器上线，各Android虚拟设备首先将获取到的注册参数进行本地保存，设备远程上线涉及到的注册参数包括用户名、密码、设备唯一ID、IP、端口。各Android虚拟设备使用同一个用户名、密码、IP和端口，以Android物理设备的设备ID+Android虚拟设备序号的格式构建新的Android虚拟设备唯一ID，并将以上注册参数传递给注册接口。

注册接口通过loginIn方法实现Android虚拟设备的上线。

各Android虚拟设备在上线后即可作为一个独立的指令交互个体存在，各个Android虚拟设备将接收到的控制指令通过指令分发器ControllerFactory分发给各控制实现类，控制实现类包括set、get、delete、post四种处理类型，但此模拟器仅用于协议测试，所以各控制实现类不执行具体的控制操作，而是在成功接收指令的前提下，通过processCommand接口将控制操作执行成功的报文返回给服务器。

可以通过对比成功接收控制指令的Android虚拟设备数量和服务器的指令发送数量来判断服务器的发的能力，也可通过对比发送返回报文的虚拟设备数量和服务器接收到的返回报文数量来判断服务器的收的能力。

模拟器的监控单元：用于对Android模拟器运行过程中的Android物理设备进行性能监控，并根据监控结果动态调整Android模拟器的并发运行数。

所述模拟器的监控单元包括：

模拟器开启子线程每隔1min通过top命令对Android物理设备的CPU使用情况和内存占用情况进行获取并写入到指定存储路径，以CSV文件格式保存。

通过getText方法将所述两个CSV文件进行解析，并将CPU和内存的占用率返回给模拟器监控单元，当CPU占用率或者内存占用率高于80%时，Android模拟器将按照降序逐个关闭虚拟设备，且每关闭一个虚拟设备重新获取一次CPU和内存的占用率，当占用率下降到80%以下，则维持当前稳定，重新以1min的间隔对CPU和内存占用率进行动态监控。

所述关闭过程包括通过logout方法注销当前上线设备和关闭Android虚拟设备所在的Service。

图2是模拟器的注册界面。用户在首次使用模拟器时需要填满所有注册参数，用户名和密码是对用户的身份进行认证，不具备唯一性，多台虚拟设备可以共用同一个用户名和密码。设备唯一id就是物理设备的序列号，具备唯一性，是服务器区分设备的依据，可通过SDK接口获取。由于物理设备通常采用无线连接，故IP为动态分配，可以通过SDK接口实时获取最新分配的IP，端口默认使用注册协议规定的8001端口。虚拟设备数量为用户手动按需填入，默认值是30，由于虚拟设备没有真实的设备唯一ID，所以在点击注册后，虚拟设备以物理设备序列号+虚拟设备序号的形式作为此虚拟设备的唯一ID，序号从1开始逐一添加到用户输入的虚拟设备数量。不同的物理设备的序列号是不同的，因此不同物理设备上的虚拟设备的ID也是不同的，不会对服务器形成干扰。

图3是虚拟设备宿主Service（Android服务组件）的注册过程。每个虚拟设备以独立进程分享物理设备的系统资源来模拟物理设备，所述独立进程是以Service的形式存在的，Service需要注册在模拟器App的组件清单上才能正常运行。如图3所示，模拟器首先截取构建APP过程中的processDebugManifest任务从而获取生成的AndroidManifest.xml文件（用于对Service等组件进行注册），通过FileUtil.getText解析此文件的内容，然后通过XmlParser的parseText对此xml文件的各个节点进行遍历，当判断某节点是application节点后，启动一个for循环，对每个虚拟设备以<service android:name=”com.test.monitor+序号” android:process:”:monitor+序号”/>作为注册内容写入到AndroidManifest文件中。

图4是各虚拟终端在服务器上的状态图。状态信息分别为序号、名称、当前接收指令、设备状态。序号为从1开始逐一增加，名称为物理设备序列号+序号、当前接收指令为对当前交互报文解析后的控制指令类型，在此图中可以清楚观察到哪台虚拟终端没有接收到最新的控制指令，设备状态包含在线和离线两种，当注册设备数量达到服务器临界值后，部分设备会离线。当模拟器的cpu或内存占用率超出阈值时，会按照降序逐一关闭虚拟设备，关闭过程是按照先离线后从列表中消失进行的。

传统的服务器收发能力测试是建立在单次CS（客户端/服务端）交互链路的基础上的，即S端发送一个指令请求，C端接收请求再将返回报文发送到S端，此方式的弊端是收发能力本应该是割裂开的，但因为处于同一链路上所以是会受到上一过程干扰的，例如S端向多个C端发送请求来测试自身的发的能力，但多个C端因为网络问题接收请求的时间不同，因此返回给服务端的报文发送时间也不同。对于测试服务器收的能力是需要各客户端同时发送报文才准确，需要的是并行的数量而不受串行的干扰，所以这种收发测试是不准确的。本发明将收发过程分开，通过不同的报文类型进行测试，即服务器向各个虚拟设备同时发送指令报文A用于测试服务器的发的能力；通过点击图4中的“一键发送返回报文”按钮使各虚拟终端同时发送返回报文B用于测试服务器的收的能力。

图5是虚拟终端接收到的报文示例图。data字段是接收成功标志位，0代表接收成功，-1代表失败，deviceId为设备唯一ID，type字段为控制指令类型，value字段为部分控制指令对应的控制值。图4的当前接收指令就是在图5所示的报文示例中解析出来的。虚拟设备可通过判断是否接收到此报文来判断是否成功对服务器实现一次有效接收，进而根据接收到报文的虚拟设备数来判断服务器的发送能力。同时还可以在日志打印区切换虚拟设备对应的进程来查看各虚拟终端接收报文的历史记录。

远程连接服务器并查看后端日志即可了解服务器接收报文的实际情况，日志文件分为access.log和access-err.log，分别记录成功接收到的虚拟设备报文和接收失败的报文，使用者可以对成功失败比一目了然，进而判断服务器的接收能力。图6是服务器成功接收到的返回报文示例图。操作类型为获取指定ID消息的消息详情，200为接收成功码，中括号内为虚拟设备发来的具体报文，时间为服务器对此请求的响应时间。为了专注于使用模拟器测试服务器压力，测试期间应尽量减少其他设备对此服务器的接口访问，以减少干扰。

图7是模拟器监控单元流程图。模拟器使用Observable.internal开启一个循环任务，每隔1min使用top指令获取物理设备的CPU和内存占用信息，并将内容分别写入cpuuse.csv和memuse.csv，写入后使用FileUtil.getText方法对两个CSV文件进行文件解析，分别得到模拟器可识别的CPU和内存占用信息，传递给监控单元。

经过对Android设备的大量性能分析可得，CPU和内存的最大使用率阈值均为80%，因此将解析出的内存占用率或CPU使用率与最大使用率阈值80%进行对比，如果超过这个阈值，则通过unBindService方法逐一注销虚拟设备的宿主Service，并通过logout方法注销此虚拟设备在服务器上的登录。同时每次注销一台虚拟设备后，都会重新对内存和CPU进行一次分析，如果低于80%，则维持当前的状态，以确保充分使用当前物理设备的内存和CPU资源。

图8是CPU和内存占用情况的示例图。PID是进程ID，ARGS是进程名称，%CPU和%MEM是对应进程的CPU和内存占用信息，如图8所示，top指令可以清晰简单地获取当前物理设备的CPU和内存占用率。

经过实验测试后，此程序基本满足本发明的所有要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，包括：

模拟器构建单元：用于在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，并对Android虚拟设备进行注册，所述多个Android虚拟设备共享Android物理设备的CPU和内存；

模拟器运行单元：用于对待测服务器进行压力测试，实现多个Android虚拟设备与待测服务器的协议指令交互，并对压力测试结果进行图形化显示；

模拟器监控单元：用于对协议指令交互过程中的多个Android虚拟设备的载体进行性能监控，所述多个Android虚拟设备的载体即Android物理设备，并根据监控结果动态调整Android虚拟设备的并发运行数。

2.如权利要求1所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述模拟器构建单元的工作过程包括：在模拟器注册界面输入用户名、密码、物理设备的IP、端口、当前物理设备的唯一ID、虚拟设备所需数量；模拟器根据Android虚拟设备所需数量通过bindService方法开启对应数量的Service。

3.如权利要求2所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述Service为Android虚拟设备的容器，将其作为Android服务组件注册到模拟器的应用清单上，注册的内容包括Service运行的进程、Service的名称，将Service的名称和进程属性都设置为模拟器包名+虚拟设备序号的组合。

4.如权利要求3所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述Service的注册过程为：通过在gradle构建脚本中插桩processDebugManifest获取AndroidManifest文件，对AndroidManifest文件进行节点解析，在application节点下动态植入Sevice注册内容的方式将待开启的Service进行注册。

5.如权利要求1所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述模拟器运行单元的工作过程包括：所述Android虚拟设备通过模拟器注册界面的输入参数调用loginIn接口，实现服务器上线；注册服务器的协议参数包括用户名、密码、物理设备唯一ID、物理设备的IP、端口；其中用户名和密码用于对用户进行有效性校验，用户名和密码供所有开启的Android虚拟设备使用，且多个Android虚拟设备共用同一个物理设备的IP和端口，每个Android虚拟设备以物理设备唯一ID+虚拟设备序号作为Android虚拟设备的唯一ID。

6.如权利要求1所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述模拟器运行单元的工作过程还包括：服务器向每个Android虚拟设备发送指令；每个Android虚拟设备将接收到的服务器指令通过指令分发器分发给对应的控制实现类，并直接向服务器返回处理成功的报文；服务器将该指令的发出设备数和成功接收该指令的Android虚拟设备数进行对比，得到服务器的发的能力；将接收到的返回报文数量与发出该返回报文的Android虚拟设备数进行对比，得到服务器的收的能力。

7.如权利要求1所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述模拟器的监控单元的工作过程包括：对模拟器运行过程中负载的Android物理设备的CPU占用率、内存占用率进行监控，从而动态调整Android虚拟设备的运行数量，以确保Android物理设备处于最佳运行状态。

8.如权利要求7所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述对模拟器运行过程中负载的Android物理设备的CPU占用率、内存占用率进行监控具体为：开启一个线程每隔1分钟通过top指令获取内存占用情况和CPU占用情况，将内存占用情况和CPU占用情况分别写入CSV文件，通过getText函数将CSV文件内容读出并解析，判断当前Android物理设备的CPU占用率、内存占用率是否超出阈值。

9.如权利要求8所述的用于协议测试的Android模拟器，其特征在于，所述动态调整Android虚拟设备的运行数量具体为：若超出阈值，模拟器通过stopService按照降序逐一关闭Android虚拟设备，直至当前Android物理设备的CPU占用率、内存占用率达到阈值以下。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述用于协议测试的Android模拟器的实现方法，其特征在于，包括：

在一个Android物理设备上创建多个Android虚拟设备，并对Android虚拟设备进行注册，所述多个Android虚拟设备共享Android物理设备的CPU和内存；

对待测服务器进行压力测试，实现多个Android虚拟设备与待测服务器的协议指令交互，并对压力测试结果进行图形化显示；

对协议指令交互过程中的多个Android虚拟设备的载体进行性能监控，所述多个Android虚拟设备的载体即Android物理设备，并根据监控结果动态调整Android虚拟设备的并发运行数。