AndroidでJUnit4を使う方法 ref: http://qiita.com/AbeHaruhiko/items/8b3b11421b431d219617

AndroidManifest.xml

<manifest>
    <!-- 下記以外は省略しています -->
    <instrumentation
        android:name="com.uphyca.testing.JUnit4InstrumentationTestRunner"
        android:targetPackage="your.app.package" />
</manifest>

AndroidUtilTest.java

import com.uphyca.testing.AndroidTestCase;  
import org.junit.Test;

import static org.junit.Assert.*;
import static org.hamcrest.CoreMatchers.*;

// com.uphyca.testing.AndroidTestCase を extends
public class AndroidUtilTest extends AndroidTestCase {

    @Test(expected = IllegalArgumentException.class)
    public void checkの引数がnullの時IllegalArgumentExceptionが送出される() {
        AndroidUtil.check(null);
    }
}

build.gradle

android {
    defaultConfig {
        testInstrumentationRunner "com.uphyca.testing.JUnit4InstrumentationTestRunner"
    }

    dependencies {
        // 行末のバージョン指定（4.+ 等）は適宜変更
        androidTestCompile ("junit:junit:4.+")
        androidTestCompile ("com.uphyca:android-junit4:+")
    }

    // LICENS.txtがどうのこうのというエラーが出たら、他のjarと競合しているので下記の記述を追加。
    // パスはAndroidStudioの「Project」ペインでjarの中身を見て適宜変更。
    // （AndroidStudioのバグらしい）
    packagingOptions {
        // for AndroidStudio's bug. duplication error of file below.
        pickFirst 'META-INF/LICENSE.txt'
        pickFirst 'LICENSE.txt'
    }

}