软件测试技术分享丨uiautomator2详细使用方法_python-uiautomator2

本文转自测试人社区，原文链接：https://ceshiren.com/t/topic/5396

1.简介

uiautomator2是一个自动化测试开源工具，仅支持android平台的自动化测试，其封装了谷歌自带的uiautomator2测试框架，可以运行在支持Python的任一系统上，目前版本为2.10.2

开源库地址：https://github.com/openatx/uiautomator2

2.工作原理

如图所示，python-uiautomator2主要分为两个部分，python客户端，移动设备

• python端: 运行脚本，并向移动设备发送HTTP请求
• 移动设备：移动设备上运行了封装了uiautomator2的HTTP服务，解析收到的请求，并转化成uiautomator2的代码。

整个过程

1. 在移动设备上安装atx-agent(守护进程), 随后atx-agent启动uiautomator2服务(默认7912端口)进行监听
2. 在PC上编写测试脚本并执行（相当于发送HTTP请求到移动设备的server端）
3. 移动设备通过WIFI或USB接收到PC上发来的HTTP请求，执行制定的操作

3.安装与启动

3.1 安装uiautomator2

使用pip安装

pip install -U uiautomator2
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安装完成后，使用如下python代码查看环境是事配置成功

说明：后文中所有代码都需要导入uiautomator2库，为了简化我使用u2代替，d代表driver

import uiautomator2 as u2
# 连接并启动
d = u2.connect() 
print(d.info)
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能正确打印出设备的信息则表示安装成功

注意：需要安装 adb 工具，并配置到系统环境变量，才能操作手机

安装有问题可以到https://github.com/openatx/uiautomator2/wiki/Common-issues

3.2 安装weditor

weditor是一款基于浏览器的UI查看器，用来帮助我们查看UI元素定位。

因为uiautomator是独占资源，所以当atx运行的时候uiautomatorviewer是不能用的，为了减少atx频繁的启停，就需要用到此工具

使用pip安装

pip install -U weditor
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查看安装是否成功

weditor --help
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出现如下信息表示安装成功

运行weditor

python -m weditor
#或者直接在命令行运行
weditor
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4. 元素定位

4.1 使用方法

d(定位方式=定位值)
#例：
element = d(text='Phone')
#这里返回的是一个列表，当没找到元素时，不会报错，只会返回一个长度为0的列表
#当找到多个元素时，会返回多个元素的列表，需要加下标再定位
element[0].click()
#获取元素个数
print(element.count)
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4.2 支持的定位方式

ui2支持 android 中 UiSelector 类中的所有定位方式，详细可以在这个网址查看https://developer.android.com/reference/android/support/test/uiautomator/UiSelector

整体内容如下,所有的属性可以通过weditor查看到

4.3 子元素和兄弟定位

子元素定位

child()

#查找类名为android.widget.ListView下的Bluetooth元素
d(className="android.widget.ListView").child(text="Bluetooth")
# 下面这两种方式定位有点不准确，不建议使用
d(className="android.widget.ListView")\
.child_by_text("Bluetooth",allow_scroll_search=True)
d(className="android.widget.ListView").child_by_description("Bluetooth")
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兄弟元素定位

sibling()

#查找与google同一级别，类名为android.widget.ImageView的元素
d(text="Google").sibling(className="android.widget.ImageView")
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链式调用

d(className="android.widget.ListView", resourceId="android:id/list") \
  .child_by_text("Wi‑Fi", className="android.widget.LinearLayout") \
  .child(className="android.widget.Switch") \
  .click()
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4.4 相对定位

相对定位支持在left, right, top, bottom,即在某个元素的前后左右

d(A).left(B),# 选择A左边的B
d(A).right(B),# 选择A右边的B
d(A).up(B), #选择A上边的B
d(A).down(B),# 选择A下边的B
#选择 WIFI 右边的开关按钮
d(text='Wi‑Fi').right(resourceId='android:id/widget_frame')
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4.5 元素常用API

表格标注有@property装饰的类属性方法，均为下方示例方式

d(test="Settings").exists
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exists其它使用方法：

d.exists(text='Wi‑Fi',timeout=5)
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info()输出信息：

{
  "bounds": {
    "bottom": 407,
    "left": 216,
    "right": 323,
    "top": 342
  },
  "childCount": 0,
  "className": "android.widget.TextView",
  "contentDescription": null,
  "packageName": "com.android.settings",
  "resourceName": "android:id/title",
  "text": "Wi‑Fi",
  "visibleBounds": {
    "bottom": 407,
    "left": 216,
    "right": 323,
    "top": 342
  },
  "checkable": false,
  "checked": false,
  "clickable": false,
  "enabled": true,
  "focusable": false,
  "focused": false,
  "longClickable": false,
  "scrollable": false,
  "selected": false
}
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可以通过上方信息分别获取元素的所有属性

4.6 XPATH定位

因为Java uiautoamtor中默认是不支持xpath，这是属于ui2的扩展功能，速度会相比其它定位方式慢一些

在xpath定位中，ui2中的description 定位需要替换为content-desc，resourceId 需要替换为resource-id

使用方法

# 只会返回一个元素，如果找不到元素，则会报XPathElementNotFoundError错误
# 如果找到多个元素，默认会返回第0个
d.xpath('//*[@resource-id="com.android.launcher3:id/icon"]')

# 如果返回的元素有多个，需要使用all()方法返回列表
# 使用all方法，当未找到元素时，不会报错，会返回一个空列表
d.xpath('//*[@resource-id="com.android.launcher3:id/icon"]').all()
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5. 设备交互

5.1 单击

d(text='Settings').click()
#单击直到元素消失,超时时间10，点击间隔1
d(text='Settings').click_gone(maxretry=10, interval=1.0)
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5.2 长按

d(text='Settings').long_click()
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5.3 拖动

Android<4.3时不能使用拖动

# 在0.25S内将Setting拖动至Clock上，拖动元素的中心位置
# duration默认为0.5,实际拖动的时间会比设置的要高
d(text="Settings").drag_to(text="Clock", duration=0.25)

# 拖动settings到屏幕的某个点上
d(text="Settings").drag_to(877,733, duration=0.25)

#两个点之间的拖动,从点1拖动至点2
d.drag(x1,y1,x2,y2)
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5.4 滑动

滑动有两个，一个是在driver上操作，一个是在元素上操作

元素上操作

从元素的中心向元素边缘滑动

# 在Setings上向上滑动。steps默认为10
# 1步约为5毫秒，因此20步约为0.1 s
d(text="Settings").swipe("up", steps=20)
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driver上操作

即对整个屏幕操作

# 实现下滑操作
x,y = d.window_size()
x1 = x / 2
y1 = y * 0.1
y2 = y * 0.9
d.swipe(x1,y1,x1,y2)
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driver滑动的扩展方法，可以直接实现滑动，不需要再自己封装定位点

# 支持前后左右的滑动
# "left", "right", "up", "down"
# 下滑操作
d.swipe_ext("down")
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5.5 双指操作

android>4.3

对元素操作

d(text='Settings').gesture(start1,start2,end1,end2,)
# 放大操作
d(text='Settings').gesture((525,960),(613,1121),(135,622),(882,1540))
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封装好的放大缩小操作

# 缩小
d(text="Settings").pinch_in()
# 放大
d(text="Settings").pinch_out()
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5.6 等待元素出现或者消失

# 等待元素出现
d(text="Settings").wait(timeout=3.0)
# 等待元素消失，返回True False,timout默认为全局设置的等待时间
d(text='Settings').wait_gone(timeout=20)
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5.7 滚动界面

设置scrollable属性为True

滚动类型：

• horiz 为水平
• vert 为垂直

滚动方向：

• forward 向前
• backward 向后
• toBeginning 滚动至开始
• toEnd 滚动至最后
• to 滚动直接某个元素出现

所有方法均返回Bool值

# 垂直滚动到页面顶部/横向滚动到最左侧
d(scrollable=True).scroll.toBeginning()
d(scrollable=True).scroll.horiz.toBeginning()
# 垂直滚动到页面最底部/横向滚动到最右侧
d(scrollable=True).scroll.toEnd(）
d(scrollable=True).scroll.horiz.toEnd()
# 垂直向后滚动到指定位置/横向向右滚动到指定位置
d(scrollable=True).scroll.to(description="指定位置")
d(scrollable=True).scroll.horiz.to(description="指定位置")
# 垂直向前滚动（横向同理）
d(scrollable=True).scroll.forward()
# 垂直向前滚动到指定位置（横向同理）
d(scrollable=True).scroll.forward.to(description="指定位置")
# 滚动直到System元素出现
d(scrollable=True).scroll.to(text="System")
Take screenshot of widget

im = d(text="Settings").screenshot()
im.save("settings.jpg")
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5.8 输入

5.8.1 输入自定义文本

# 使用adb广播的方式输入
d.send_keys('hello')
# 清空输入框
d.clear_text()
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5.8.2 输入按键

两种方法

# 发送回车
d.press('enter')
# 第二种
d.keyevent('enter')
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目前press支持的按键如下

"""
        press key via name or key code. Supported key name includes:
            home, back, left, right, up, down, center, menu, search, enter,
            delete(or del), recent(recent apps), volume_up, volume_down,
            volume_mute, camera, power.
        """
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keyevent是通过“adb shell input keyevent”方式输入，支持按键更加丰富

5.8.3 输入法切换

# 切换成ui2的输入法，这里会隐藏掉系统原本的输入法,默认是使用系统输入法
# 当传入False时会使用系统默认输入法，默认为Fasle
d.set_fastinput_ime(True)
# 查看当前输入法
d.current_ime()
#返回值
('com.github.uiautomator/.FastInputIME', True)
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5.8.4 模拟输入法功能

可以模拟的功能有 go ，search ，send ，next， done ，previous

如果使用press输入按键无效，可以尝试使用此方法输入

# 搜索功能
d.send_action("search")
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5.9 toast操作

# 获取toast,当没有找到toast消息时，返回default内容
d.toast.get_message(timout=5,default='no toast')
# 清空toast缓存
d.toast.reset()
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5.10 监控界面

使用wather进行界面的监控，可以用来实现跳过测试过程中的弹框

当启动wather时，会新建一个线程进行监控

可以添加多个watcher

用法

# 注册监控,当界面内出现有allow字样时，点击allow
d.watcher.when('allow').click()

# 移除 allow 的监控
d.watcher.remove("allow")

# 移除所有的监控
d.watcher.remove()

# 开始后台监控
d.watcher.start()
d.watcher.start(2.0) # 默认监控间隔2.0s

# 强制运行所有监控
d.watcher.run()

# 停止监控
d.watcher.stop()

# 停止并移除所有的监控，常用于初始化
d.watcher.reset()
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2.11.0版本新增了一个watch_context方法,写法相比watcher更简洁，官方推荐使用此方法来实现监控
目前只支持click()这一种方法

wct = d.watch_context()
# 监控 ALLOW
wct.when("ALLOW").click()
# 监控OK
wct.when('OK').click()
 # 开启弹窗监控，并等待界面稳定（两个弹窗检查周期内没有弹窗代表稳定）
wct.wait_stable()

#其它实现代码
# 停止监控
wct.stop()
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5.11 多点滑动

这里可以用来实现图案解锁

使用touch类

# 模拟按下不放手
touch.down(x，y)
# 停住3S
touch.sleep(x，y)
# 模拟移动
touch.move(x，y)
# 模拟放开
touch.up(x,y)
#实现长按,同一个点按下休眠5S后抬起
d.touch.down(252,1151).sleep(5).up(252,1151)
# 实现四点的图案解锁，目前只支持坐标点
d.touch.down(252,1151).move(559,1431).move(804,1674).move(558,1666).up(558,1666)
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6. 图像操作

6.1 截图

d.screenshot('test.png')
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6.2 录制视频

这个感觉是比较有用的一个功能，可以在测试用例开始时录制，结束时停止录制，然后如果测试fail。则上传到测试报告，完美复原操作现场，具体原理后面再去研究

首先需要下载依赖，官方推荐使用镜像下载

pip3 install -U "uiautomator2[image]" -i https://pypi.doubanio.com/simple
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执行录制

# 启动录制，默认帧率为20
d.screenrecord('test.mp4')
# 其它操作
time.sleep(10)
#停止录制，只有停止录制了才能看到视频 
d.screenrecord.stop()
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6.3 图片识别点击

下载与录制视频同一套依赖

这个功能是首先手动截取需要点击目标的图片，然后ui2在界面中去匹配这个图片，目前我尝试了精确试不是很高，误点率非常高，不建议使用

# 点击 
d.image.click('test.png')
# 匹配图片，返回相似度和坐标
# {'similarity': 0.9314796328544617, 'point': [99, 630]}
d.image.match('test.png')
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7. 应用管理

7.1 获取当前界面的APP信息

d.app_current()
#返回当前界面的包名，activity及pid
{
    "package": "com.xueqiu.android",
    "activity": ".common.MainActivity",
    "pid": 23007
}
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7.2 安装应用

可以从本地路径及url下载安装APP，此方法无返回值，当安装失败时，会抛出RuntimeError异常

# 本地路径安装 
d.app_install('test.apk')
# url安装 
d.app_install('http://s.toutiao.com/UsMYE/')
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7.3 运行应用

默认当应用在运行状态执行start时不会关闭应用，而是继续保持当前界面

如果需要消除前面的启动状态，则需要加stop=True参数

# 通过包名启动
d.app_start("com.xueqiu.android",stop=True)

#源码说明
    def app_start(self, package_name: str, 
                  activity: Optional[str]=None, 
                  wait: bool = False, 
                  stop: bool=False, 
                  use_monkey: bool=False):
        """ Launch application
        Args:
            package_name (str): package name
            activity (str): app activity
            stop (bool): Stop app before starting the activity. (require activity)
            use_monkey (bool): use monkey command to start app when activity is not given
            wait (bool): wait until app started. default False
        """
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7.4 停止应用

stop和clear的区别是结束应用使用的命令不同

stop使用的是“am force-stop”

clear使用的是“pm clear”

# 通过包名结束单个应用
d.app_stop("com.xueqiu.android")
d.app_clear('com.xueqiu.android')

# 结束所有应用,除了excludes参数列表中的应用包名
# 如果不传参，则会只保留两个依赖服务应用
# 会返回一个结束应用的包名列表
d.app_stop_all(excludes=['com.xueqiu.android'])
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7.5 获取应用信息

d.app_info('com.xueqiu.android')

#输出
{
    "packageName": "com.xueqiu.android",
    "mainActivity": "com.xueqiu.android.common.splash.SplashActivity",
    "label": "雪球",
    "versionName": "12.6.1",
    "versionCode": 257,
    "size": 72597243
}
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7.6 获取应用图标

img = d.app_icon('com.xueqiu.android')
img.save('icon.png')
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7.7 等待应用启动

# 等待此应用变为当前应用，返回pid，超时未启动成功则返回0
# front为true表示等待app成为当前app，
# 默认为false，表示只要后台有这个应用的进程就会返回PID
d.app_wait('com.xueqiu.android',60,front=True)
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7.8 卸载应用

# 卸载成功返回true,没有此包或者卸载失败返回False
d.app_uninstall('com.xueqiu.android')

# 卸载所有自己安装的第三方应用,返回卸载app的包名列表
# excludes表示不卸载的列表
# verbose为true则会打印卸载信息
d.app_uninstall_all(excludes=[],verbose=True)
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卸载全部应用返回的包名列表并一定是卸载成功了，最好使用verbose=true打印一下信息，这样可以查看到是否卸载成功

uninstalling com.xueqiu.android  OK
uninstalling com.android.cts.verifier  FAIL
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或者可以修改一下源码，使其只输出成功的包名，注释的为增加的代码，未注释的是源码

def app_uninstall_all(self, excludes=[], verbose=False):
        """ Uninstall all apps """
        our_apps = ['com.github.uiautomator', 'com.github.uiautomator.test']
        output, _ = self.shell(['pm', 'list', 'packages', '-3'])
        pkgs = re.findall(r'package:([^\s]+)', output)
        pkgs = set(pkgs).difference(our_apps + excludes)
        pkgs = list(pkgs)
        # 增加一个卸载成功的列表
        #sucess_list = []
        for pkg_name in pkgs:
            if verbose:
                print("uninstalling", pkg_name, " ", end="", flush=True)
            ok = self.app_uninstall(pkg_name)
            if verbose:
                print("OK" if ok else "FAIL")
                # 增加如下语句，当成功则将包名加入list
                #if ok:
                 #   sucess_list.append(pkg_name)
     # 返回成功的列表
    #	return sucess_list
        return pkgs
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8. 其它实用方法

8.1 连接设备

#当PC只连接了一个设备时，可以使用此种方式
d = u2.connect()
#返回的是Device类,此类继承方式如下

class Device(_Device, _AppMixIn, _PluginMixIn, _InputMethodMixIn, _DeprecatedMixIn):
    """ Device object """


# for compatible with old code
Session = Device
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connect()可以使用如下其它方式进行连接

#当PC与设备在同一网段时，可以使用IP地址和端口号通过WIFI连接，无需连接USB线
connect("10.0.0.1:7912")
connect("10.0.0.1") # use default 7912 port
connect("http://10.0.0.1")
connect("http://10.0.0.1:7912")
#多个设备时，使用设备号指定哪一个设备
connect("cff1123ea")  # adb device serial number
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8.2 获取设备及driver信息

8.2.1 获取driver信息

d.info
#输出
{
    "currentPackageName": "com.android.systemui",
    "displayHeight": 2097,
    "displayRotation": 0,
    "displaySizeDpX": 360,
    "displaySizeDpY": 780,
    "displayWidth": 1080,
    "productName": "freedom_turbo_XL",
    "screenOn": true,
    "sdkInt": 29,
    "naturalOrientation": true
}
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8.2.2 获取设备信息

会输出测试设备的所有信息，包括电池，CPU，内存等

d.device_info
#输出
{
    "udid": "61c90e6a-ba:1b:ba:46:91:0e-freedom_turbo_XL",
    "version": "10",
    "serial": "61c90e6a",
    "brand": "Schok",
    "model": "freedom turbo XL",
    "hwaddr": "ba:1b:ba:46:91:0e",
    "port": 7912,
    "sdk": 29,
    "agentVersion": "0.9.4",
    "display": {
        "width": 1080,
        "height": 2340
    },
    "battery": {
        "acPowered": false,
        "usbPowered": true,
        "wirelessPowered": false,
        "status": 2,
        "health": 2,
        "present": true,
        "level": 98,
        "scale": 100,
        "voltage": 4400,
        "temperature": 292,
        "technology": "Li-ion"
    },
    "memory": {
        "total": 5795832,
        "around": "6 GB"
    },
    "cpu": {
        "cores": 8,
        "hardware": "Qualcomm Technologies, Inc SDM665"
    },
    "arch": "",
    "owner": null,
    "presenceChangedAt": "0001-01-01T00:00:00Z",
    "usingBeganAt": "0001-01-01T00:00:00Z",
    "product": null,
    "provider": null
}
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8.2.3 获取屏幕分辨率

# 返回（宽，高）元组
d.window_size()
# 例 分辨率为1080*1920
# 手机竖屏状态返回 （1080，1920）
# 横屏状态返回 （1920，1080）
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8.2.4 获取 IP 地址

# 返回ip地址字符串，如果没有则返回None
d.wlan_ip
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8.3 driver全局设置

8.3.1 使用settings设置

查看settings默认设置

d.settings
#输出

{
    #点击后的延迟，（0，3）表示元素点击前等待0秒，点击后等待3S再执行后续操作
    'operation_delay': (0, 3),
    # opretion_delay生效的方法，默认为click和swipe
    # 可以增加press,send_keys,long_click等方式
    'operation_delay_methods': ['click', 'swipe'],
    # 默认等待时间，相当于appium的隐式等待
    'wait_timeout': 20.0,
    # xpath日志
    'xpath_debug': False
}
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修改默认设置，只需要修改settings字典即可

#修改延迟为操作前延迟2S 操作后延迟4.5S
d.settings['operation_delay'] = (2,4.5)
#修改延迟生效方法
d.settings['operation_delay_methods'] = {'click','press','send_keys'}
# 修改默认等待
d.settings['wait_timeout'] = 10
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8.3.2 使用方法或者属性设置

• http默认请求超时时间

# 默认值60s, 
d.HTTP_TIMEOUT = 60
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• 当设备掉线时，等待设备在线时长

# 仅当TMQ=true时有效，支持通过环境变量 WAIT_FOR_DEVICE_TIMEOUT 设置
d.WAIT_FOR_DEVICE_TIMEOUT = 70
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• 元素查找默认等待时间

# 打不到元素时，等待10后再报异常
d.implicitly_wait(10.0)
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• 打开HTTP debug信息

d.debug = True
d.info
#输出
15:52:04.736 $ curl -X POST -d '{"jsonrpc": "2.0", "id": "0eed6e063989e5844feba578399e6ff8", "method": "deviceInfo", "params": {}}' 'http://localhost:51046/jsonrpc/0'
15:52:04.816 Response (79 ms) >>>
{"jsonrpc":"2.0","id":"0eed6e063989e5844feba578399e6ff8","result":{"currentPackageName":"com.android.systemui","displayHeight":2097,"displayRotation":0,"displaySizeDpX":360,"displaySizeDpY":780,"displayWidth":1080,"productName":"freedom_turbo_XL","screenOn":true,"sdkInt":29,"naturalOrientation":true}}
<<< END
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• 休眠

# 相当于 time.sleep(10)
d.sleep(10)
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8.4 亮灭屏

# 亮屏
d.screen_on()
# 灭屏
d.screen_off()
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8.5 屏幕方向

# 设置屏幕方向
d.set_orientation(value)
# 获取当前屏幕方向
d.orientation
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value 值参考，只要是元组中的任一一个值就可以

# 正常竖屏
(0, "natural", "n", 0), 
# 往左横屏，相当于手机屏幕顺时针旋转90度
# 现实中如果要达到此效果，需要将手机逆时针旋转90度
 (1, "left", "l", 90),
# 倒置，这个需要看手机系统是否支持,倒过来显示 
 (2, "upsidedown", "u", 180), 
# 往右横屏，调整与往左相反，屏幕顺时针旋转270度
 (3, "right", "r", 270))
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8.6 打开通知栏与快速设置

打开通知栏

d.open_notification()
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打开快速设置

d.open_quick_settings()
1

8.7 文件导入导出

8.7.1 导入文件

# 如果是目录，这里"/sdcrad/"最后一个斜杠一定要加，否则会报错
d.push("test.txt","/sdcrad/")
d.push("test.txt","/sdcrad/test.txt")
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8.7.2 导出文件

d.pull('/sdcard/test.txt','text.txt')
1

8.8 执行shell命令

使用shell方法执行

8.8.1 执行非阻塞命令

output返回的是一个整体的字符串，如果需要抽取值，需要对output进行解析提取处理

# 返回输出和退出码，正常为0，异常为1
output,exit_code = d.shell(["ls","-l"],timeout=60)
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8.8.2 执行阻塞命令（持续执行的命令）

# 返回一个命令的数据流 output为requests.models.Response
output = d.shell('logcat',stream=True)
try:
    # 按行读取，iter_lines为迭代响应数据，一次一行
    for line in output.iter_lines()：
        print(line.decode('utf8'))
finally:
    output.close()
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源码描述

def shell(self, cmdargs: Union[str, List[str]], stream=False, timeout=60):
        """
        Run adb shell command with arguments and return its output. Require atx-agent >=0.3.3

        Args:
            cmdargs: str or list, example: "ls -l" or ["ls", "-l"]
            timeout: seconds of command run, works on when stream is False
            stream: bool used for long running process.

        Returns:
            (output, exit_code) when stream is False
            requests.Response when stream is True, you have to close it after using

        Raises:
            RuntimeError

        For atx-agent is not support return exit code now.
        When command got something wrong, exit_code is always 1, otherwise exit_code is always 0
        """
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8.9 session（目前已经被弃用）

8.10 停止UI2服务

因为有atx-agent的存在，Uiautomator会被一直守护着，如果退出了就会被重新启动起来。但是Uiautomator又是霸道的，一旦它在运行，手机上的辅助功能、电脑上的uiautomatorviewer 就都不能用了，除非关掉该框架本身的uiautomator

使用代码停止

d.service("uiautomator").stop()
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手动停止

直接打开ATX APP（init成功后，就会安装上），点击关闭UIAutomator

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