Однажды, в процессе поиска инструмента для автоматизации GUI тестирования, мне попался интересный питоновский пакет pywinauto. И хотя он поддерживает только нативные контролы и частично Windows Forms, для наших задач он вполне подошёл.
История pywinauto берёт своё начало где-то в районе 1998 года, когда Mark McMahon написал для своих нужд GUI Automation утилиту на языке C (на это потребовалось года два), а затем, уже в 2005-м, переписал её на Python за три месяца. Мощь питона проявила себя во всей красе: интерфейс pywinauto получился простым и выразительным. Инструмент активно развивался с 2006 по 2010. В годы затишья, в 2011-2012 добрый человек moden-py написал GUI helper для просмотра иерархии окон и генерации pywinauto кода под названием SWAPY (бинарники здесь).
Тем временем мир менялся. Наша команда перешла на 64-битные бинарники, и клон pywinauto заработал на 64-битном Python. В основной ветке проект не развивался четыре года и порядком устарел. В 2015 году с согласия Марка удалось вдохнуть в проект новую жизнь. Теперь pywinauto официально живёт на гитхабе, а во многом благодаря камраду airelil модульные тесты бегают на CI сервере AppVeyor.

На данный момент мы выпустили 3 новых релиза линейки 0.5.x (последний — 0.5.2). Главные улучшения по сравнению с 0.4.2:

• Поддержка 64-битных приложений и x64 питона (правда, нужен 32-битный Python для 32-битных бинарников).
• Поддержка Python 3.
• Решены проблемы с PyPI пакетом.
• Удалось подружить pywinauto c py2exe и ему подобными.
• Улучшена поддержка ряда контролов, особенно тулбара, tree view и list view.
• Можно включить запись большинства действий в лог через pywinauto.actionlogger.enable().
• Ещё целый ряд мелких улучшений и баг фиксов.

Последние четыре года наша команда успешно использует pywinauto для тестирования внутреннего софта, включающего сложные графические custom контролы. Для них есть собственные wrapper'ы, использующие метод HwndWrapper.SendMessage и класс RemoteMemoryBlock (тоже, кстати, улучшенный по ходу дела). Но это тема для отдельного разбора, т.к. открытых примеров custom контролов для pywinauto я не встречал.

Пока рассмотрим некоторые возможности pywinauto на конкретном примере.

Пример автоматизации install / uninstall

Часто встречается задача автоматизировать установку/удаление софта на 100500 тестовых машинах. Покажем, как это можно сделать на примере 7zip (пример демонстрационный!). Предполагается, что 64-битный installer заранее скачан с www.7-zip.org и лежит, например, в одной папке с нашими скриптами. На тестовых машинах User Account Control (UAC) отключен до нулевого уровня (обычно это изолированная подсеть, что не вредит безопасности).

Установка

Так выглядит установочный скрипт install_7zip.py (по ссылке — обновляемая версия):

from __future__ import print_function # for py2/py3 compaibility
import sys, os

# assume the installer is placed in the same folder as the script
os.chdir(os.path.join(os.getcwd(), os.path.dirname(sys.argv[0])))
import pywinauto

app = pywinauto.Application().Start(r'msiexec.exe /i 7z920-x64.msi')

Wizard = app['7-Zip 9.20 (x64 edition) Setup']
Wizard.NextButton.Click()

Wizard['I &accept the terms in the License Agreement'].Wait('enabled').CheckByClick()
Wizard.NextButton.Click()

Wizard['Custom Setup'].Wait('enabled')
Wizard.NextButton.Click()

Wizard.Install.Click()

Wizard.Finish.Wait('enabled', timeout=30)
Wizard.Finish.Click()
Wizard.WaitNot('visible')

if os.path.exists(r"C:\Program Files\7-Zip\7zFM.exe"):
    print('OK')
else:
    print('FAIL')

С установкой все довольно просто, но есть пара неочевидных моментов. Чтобы включить check box для согласия с лицензией, мы используем метод CheckByClick(), появившийся в pywinauto 0.5.0, потому что многие чек боксы обрабатывают не сообщение WM_CHECK, а реагируют только на настоящий клик.

Длинное ожидание самого процесса установки обеспечивает метод Wait() с явным параметром timeout=30 (в секундах). То есть сам объект Wizard.Finish — это лишь описание кнопки, и оно не связано с реальной кнопкой, пока не вызван метод Wait() либо любой другой метод. Строго говоря, вызов Wizard.Finish.Click() эквивалентен более длинному вызову Wizard.Finish.WrapperObject().Click() (обычно он происходит неявно) и почти эквивалентен Wizard.Finish.Wait('enabled').Click(). Можно было написать в одну строчку, но иногда стоит подчеркнуть важность метода Wait().

Удаление

Скрипт для удаления uninstall_7zip.py устроен несколько сложнее, потому что приходится лезть в панель управления, в раздел «удаление программ». При желании, используя explorer.exe, можно автоматизировать и другие задачи.

from __future__ import print_function
import pywinauto

pywinauto.Application().Start(r'explorer.exe')
explorer = pywinauto.Application().Connect(path='explorer.exe')

# Go to "Control Panel -> Programs and Features"
NewWindow = explorer.Window_(top_level_only=True, active_only=True, class_name='CabinetWClass')
try:
    NewWindow.AddressBandRoot.ClickInput()
    NewWindow.TypeKeys(r'Control Panel\Programs\Programs and Features{ENTER}', with_spaces=True, set_foreground=False)
    ProgramsAndFeatures = explorer.Window_(top_level_only=True, active_only=True, title='Programs and Features', class_name='CabinetWClass')

    # wait while list of programs is loading
    explorer.WaitCPUUsageLower(threshold=5)

    item_7z = ProgramsAndFeatures.FolderView.GetItem('7-Zip 9.20 (x64 edition)')
    item_7z.EnsureVisible()
    item_7z.ClickInput(button='right', where='icon')
    explorer.PopupMenu.MenuItem('Uninstall').Click()

    Confirmation = explorer.Window_(title='Programs and Features', class_name='#32770', active_only=True)
    if Confirmation.Exists():
        Confirmation.Yes.ClickInput()
        Confirmation.WaitNot('visible')

    WindowsInstaller = explorer.Window_(title='Windows Installer', class_name='#32770', active_only=True)
    if WindowsInstaller.Exists():
        WindowsInstaller.WaitNot('visible', timeout=20)

    SevenZipInstaller = explorer.Window_(title='7-Zip 9.20 (x64 edition)', class_name='#32770', active_only=True)
    if SevenZipInstaller.Exists():
        SevenZipInstaller.WaitNot('visible', timeout=20)

    if '7-Zip 9.20 (x64 edition)' not in ProgramsAndFeatures.FolderView.Texts():
        print('OK')
finally:
    NewWindow.Close()

Здесь есть несколько ключевых моментов.

При запуске explorer.exe кратковременно создаётся запускающий процесс (launcher), который проверяет, что explorer.exe (worker) уже запущен. Такая связка «launcher->worker» иногда встречается. Поэтому отдельно подсоединяемся к рабочему процессу explorer.exe методом connect().

После клика на адресную строку (AddressBandRoot) появляется так называемый in-place edit box (только на время ввода). При вызове метода TypeKeys() обязательно указываем параметр set_foreground=False (появился в 0.5.0), иначе in-place edit box исчезнет с радаров. Для всех in-place контролов рекомендуется ставить этот параметр в False.

Далее, список программ инициализируется долго, однако сам ListView контрол доступен и простой вызов ProgramsAndFeatures.FolderView.Wait('enabled') не гарантирует, что он уже инициализирован полностью. Ленивая (lazy) инициализация идёт в отдельном потоке, поэтому необходимо отслеживать активность CPU всего процесса explorer.exe. Для этого в pywinauto 0.5.2 реализовано два метода: CPUUsage(), возвращающий загрузку CPU в процентах, и WaitCPUUsageLower(), ждущий, пока загрузка CPU не упадёт ниже порога (2.5% по умолчанию). Идею реализации этих методов подсказала статья камрада JOHN_16: «Отслеживаем завершение процессом загрузки CPU».

Кстати, вызов item_7z.EnsureVisible() волшебным образом прокручивает список так, чтобы искомый item стал виден. Никакой специальной работы со скролл баром не нужно.

Несколько вызовов Wait и WaitNot означают, что нужно подождать открытия или закрытия определенного окна относительно долго (дольше, чем по умолчанию). Впрочем, некоторые вызовы WaitNot вставлены просто для контроля. Это хорошая практика.

«Ведь жизнь, она и проще, и сложнее...»

Конечно, это был всего лишь пример. В случае с 7zip всё решается гораздо проще. Запускаем cmd.exe as Administrator и выполняем простую строку (работает при любом уровне UAC):

    wmic product where name="7-Zip 9.20 (x64 edition)" call uninstall

Разумеется, зоопарк инсталляторов не ограничивается .msi пакетами, а спектр задач автоматизации очень широк.

О чем чаще всего спрашивают

Если раньше главный вопрос был про Python 3 и 64 бита, то сейчас на повестке дня стоит поддержка WPF и ряда других не нативных приложений, поддерживающих UI Automation API. Наработки в этом направлении есть. Любую помощь в адаптации различных back-end'ов под интерфейс pywinauto мы приветствуем.