Введение
В данной статье я постараюсь описать пример инфраструктуры для автотестов Android приложений (mobile automation), а именно, среду для проведения тестранов UI автотестов на эмуляторе Android девайса в виртуальной среде.
Требования:
Для Android эмулятора нужна поддержка Intel Virtualization Technology или AMD Virtualization. Поэтому часто тестировщик сталкивается с необходимостью запуска тестранов только в нативной среде ПК с прямым доступом к центральному процессору.
В этом случае схема получается такая:

Трудности:
Невозможно легко пересоздать среду эмулятора.
Среда не создаётся перед проведением тестирования, и после проведения не удаляется, поэтому среда может влиять на тестируемое приложение.
Починка и настройка среды занимает много времени.
Предлагаемое решение в данной статье:
Создать VM с использованием возможностей nested virtualization VirtualBox (более подробное описание технологии в этой статье).
Пробросить поддержку Intel-VT или KVM внутрь созданной виртуальной машины.
Изнутри VM создать и запустить Android эмулятор девайса.
Провести тестран UI тестов приложения.
После проведения тестирования уничтожить VM.
В этом случае схема получится такая:

Предполагаемые преимущества:
VM можно автоматически создавать перед проведением тестирования, а после окончания уничтожать. В таком случае каждый новый тестран будет проведен в идеально чистых условиях.
Уменьшится время поддержки среды и управляющего ПО, так как не нужно каждый раз руками ничего устанавливать и чинить неисправности инвайронмента.
В настоящей статье будет использоваться оборудование:
процеcсор: Intel i5-1035G1
память: 12Gb
в BIOS включена поддержка виртуализации процессора
OC: Ubuntu 20.4
Шаг 1: Установка ПО на нативную OS
Отдельно обращу внимание на управление машиной. Будем использовать протокол VNC для создания удобного удаленного рабочего стола. Протокол универсальный, для Linux, Windows, Mac и т.д.
x11vnc сервер
Установка:
Запуск с параметрами:
Установка VirtualBox
Вводим в командной строке:
Создание VM
Мы пойдем по самому простому пути и создадим VM из интерфейса VirtualBox с такими характеристиками. В дальнейшем создание VM будет code-first
Количество CPU - не больше половины имеющихся на Вашем процессоре (в идеале половина)
Оперативная память - будет достаточно 4Gb


Nested Virtualization можно также включить из командной строки:
Далее переходим в саму VM.
Шаг 2: Установка ПО на VM
В первый раз мы установим всё руками. В дальнейшем весь установочный сценарий будет помещен в Packer, что позволит нам создавать VM с нужными настройками каждый раз перед началом тестирования.
Устанавливаем последний образ Ubuntu с официального сайта.
Установка KVM
Установка Android command line tools
Проверяем, что sdkmanager работает и Android SDK доступен:
Устанавливаем Android tools
Устанавливаем Git и клонируем проект
В данном примере я использую пустой проект мобильного Android приложения. В нём уже есть дефолтный интеграционный тест. Нам этого будет вполне достаточно.
Шаг 3: Проведение тестирования проекта на созданном Android эмуляторе
ADB видит подключенный к нему эмулятор:

Запускаем тестран:
Ура! Тест пройден!

Негативный тест
Чтобы убедится, в том что именно позволило нам сбилдить тесты, мы сделаем один негативный тест и воспроизведем запуск эмулятора в обычной VM.
Подготовка:
Переустановка VirtualBox на родительской машине (чтобы избежать ошибочное сохранение конфигов)
VM мы создаём без проброса виртуализации и с одним CPU:


В созданной VM мы не устанавливаем:
VBoxClient
KVM
Остальные шаги аналогичны шагу №2 с установкой ПО. Попробуем еще раз наш тестран. Обратите внимание, что ADB также видит эмулятор:

Ура! Тест не пройден! Никогда еще так не радовался проваленному тестрану:

Падает PackageManager, как и обычно при запуске из виртуальной среды без аппаратной поддержки процессора:

Заключение
Мы сделали первый этап построения инфраструктуры для проведения автотестов Android приложений. Следующим этапом должно стать упаковка описанного выше сценария в Packer (ссылка на официальный сайт) который умеет работать с образами VirtualBox. Затем весь сценарий мы попробуем запустить из CI Jenkins. Если учесть, что плагин для него уже порядком устарел, то будет очень интересно.
Все результаты опубликую, как пополнения к этой статье.
В идеале, у нас должна получится code-first инфраструктура для тестрана UI и интеграционных автотестов для Android приложений, которую можно поднять на любом современном офисном ПК, которая работает автономно, билдит тесты на родных Android эмуляторах и есть не просит.
Спасибо большое за внимание!
П.С.
Можно Вас в комментариях попросить привести пример Вашей инфраструктуры с использованием Android эмулятора? К примеру, эмуляторы в докер-контейнерах (https://github.com/budtmo/docker-android) может быть еще какие-нибудь интересные примеры.