Автотесты на Android. Картина целиком

Всем привет!

Автотесты под Android — это непросто. Чтобы выстроить процесс автотестирования, надо запланировать и решить множество задач. Но самая большая беда заключается в том, что нигде нет полного описания, что вообще включает в себя автотестирование под Android, каковы его основные стадии. Отсутствует цельная картина. Этой статьей мы хотим восполнить пробел.

Она также выступит в роли схематичной дорожной карты работы Avokado Project. Мы верим в то, что в скором времени разворачивание автотестирования будет занимать куда меньше времени, чем сейчас. И активно работаем в этом направлении.

Зачем нужны автотесты?

Есть мнение, что UI-тесты не нужны, если у вас достаточное количество юнит- и интеграционных тестов. Но от следующей метафоры никуда не деться. Представьте, что вы собираете велосипед. У вас есть два хорошо протестированных колеса, протестированная рама вместе с седлом, протестированная система педалей с цепью и рулем. То есть мы с вами имеем хороший набор интеграционных и юнит-тестов. А велосипед-то в итоге поедет? Чтобы это проверить, вы нанимаете ручных тестировщиков, которые перед каждым релизом должны убедиться, что безупречные детали корректно взаимодействуют друг с другом, и велосипед будет ездить и доставлять пользователю удовольствие.

Так же и с любым программным обеспечением для мобилок. К сожалению, в мобильном мире мы не можем откатить неудачные изменения быстро, ведь все обновления идут через Google Play Store и App Store, что сразу накладывает ограничения в виде долгой раскатки в сравнении с веб- и backend-аналогами, обязательной совместимости версий и зависимости от решения пользователя обновляться или нет. Поэтому нам критически важно всегда убеждаться перед релизом, что основные пользовательские сценарии приложения работают именно так, как ожидается.

При этом, когда релизный цикл у вас длиной в несколько месяцев, вполне достаточно работы ручных тестировщиков и некоторого покрытия кода юнит- и интеграционными тестами. Однако во времена, когда релизный цикл стремительно сокращается до одной-двух недель (а то и еще меньше), сил ручных тестировщиков зачастую уже не хватает, что вынуждает или жертвовать качеством проверки, или нанимать больше специалистов.

Все это естественным образом подводит к необходимости автоматизации проверки пользовательских сценариев, то есть написания end-to-end- или автотестов. У «Авито» есть рассказ о том, как автотесты помогают и сколько они стоят (2019 год). Однако большинство команд такой метод отпугивает своей сложностью и необходимостью вкладывать существенные ресурсы, чтобы выстроить процесс. Это возвращает нас к цели данной статьи и вообще к одной из целей Avokado Project — стандартизировать процесс автотестирования в Android и существенно уменьшить его стоимость.

Картина целиком

Итак, обещанная картина целиком.

Если вы чего-то не понимаете, не переживайте. Мы сейчас пройдемся подробно по всем пунктам.

Процесс написания тестов

На первом шаге давайте попробуем написать тесты у себя на машине и запустить их локально.

Выбор инструментов для написания автотестов

Стоит сразу определиться со стеком технологий, который мы будем использовать для написания тестов.

Первая развилка — это выбор между кроссплатформенным решением (Appium и т. д.) и нативным решением (Espresso, UI Automator). Много копий сломано в этих спорах. Рекомендуем посмотреть выступление наших коллег, полное драматизма и накала страстей.

Спойлер — мы за нативные решения. По нашему опыту, они:

• стабильнее;
• быстрее;
• лучше интегрированы в IDE;
• не содержат слоев, которые вносят нестабильность и заставляют иметь суперширокие экспертные знания.

Кроме того, Google поддерживает Espresso и UI Automator.

Больше почитать про сравнение вы можете в статьях:

• Appium vs Espresso: Key Differences.
• Appium vs. Espresso: Which Framework to Use for Automated Android Testing.
• Appium vs Espresso: The Most Popular Automation Testing Framework in 2019.

На чистом Espresso и UIAutomator нынче редко кто пишет. Разработчики сделали различные удобные обертки, которые решают их проблемы. Сейчас у нас готовится статья об этих инструментах с классификацией и сравнением. Если кратко, то фреймворк, на который мы делаем ставку, это Kaspresso.

Kaspresso

Kaspresso — это фреймворк, который:

• предоставляет DSL, значительно облегчающий написание автотестов;
• дает встроенную многоуровневую защиту от флекающих тестов;
• ускоряет работу UI Automator;
• предоставляет полные логи о том, что происходит в тесте;
• дает возможность запуска любых ADB-команд внутри тестов;
• предоставляет механизм интерцепторов для перехвата всех действий и проверок. На данном механизме построено логирование и защита от нестабильных тестов;
• описывает лучшие практики (исходя из нашего опыта) по написанию автотестов.

Вы можете прочитать о Kaspresso на GitHub и Habr.

Test runner

Вы написали несколько тестов. Теперь их нужно запустить. За этот этап отвечает Test Runner, или просто раннер.

Что нам предлагает Google? Утилиту AndroidJUnitRunner и ее специальный режим — Orchestrator. AndroidJUnitRunner делает то, что от него и требуется — просто запускает тесты, позволяя еще и параллелить их выполнение. Orchestrator позволяет продолжить выполнение тестов, даже если некоторые из них упали, и дает возможность минимизировать общее состояние между тестами. Так достигается изоляция исполнения каждого теста.

Но со временем требований к раннеру становится все больше. Вот некоторые из них:

• запускать отдельные группы тестов;
• запускать тесты только на определенных девайсах;
• перезапускать упавшие тесты (вторая волна защиты от последствий нестабильных тестов после Kaspresso);
• эффективно распределять тесты по девайсам с учетом истории прогонов и успешности предыдущих запусков;
• подготавливать отчеты о прогоне в разных форматах;
• отображать результаты прогона (желательно Allure based);
• поддержать истории прогонов для дальнейшего анализа;
• просто интегрироваться с вашей инфраструктурой.

На рынке есть несколько сторонних раннеров. Среди всех них, самым перспективным мы считаем Marathon, который довольно быстро настраивается и удовлетворяет части обозначенных выше требований. Например, он поддерживает распараллеливание тестов и подготовку результатов прогона в формате, пригодном для отображения в Allure.

Однако, Marаthon, к сожалению, не обладает некоторыми важными, по нашему мнению, свойствами. В частности, в нем нет:

• Простой и нативной интеграции раннера с инфраструктурой, которая выдает эмуляторы. А еще лучше возможности сразу же запустить ваши тесты в облаке. Впрочем, это проблема не только Marathon — к сожалению, ни один известный нам раннер не берет на себя ответственность за получение эмуляторов, это всегда ложится на плечи разработчиков.
• Плотной интеграции с фреймворками типа Kaspresso для получения максимальной, точной и корректной информации о тесте.

Кроме того, мы считаем, что раннер должен быть платформенным, то есть либо для Android, либо для iOS. Это обусловлено уникальной спецификой каждой ОС и вытекающей отсюда сложностью внесения изменений в раннер.

Поэтому прямо сейчас мы работаем над Avito Runner, в котором хотим собрать все лучшие и зарекомендовавшие себя наработки и идеи. Ждите будущих анонсов!

На чем запускать тесты

Параллельно с вопросом о том, какой раннер выбрать для тестов, перед вами встает другой: а на чем лучше запускать тесты? Есть три опции:

1. Настоящий девайс.
   Плюсы. Покажет проблемы, специфичные для конкретных устройств и прошивок. Многие производители меняют Android под себя — как UI, так и логику работы ОС. И бывает полезно проверить, что ваше приложение корректно работает в таком окружении.
   Минусы. Необходимо где-то добыть ферму устройств, организовать специальное помещение под них — необходима низкая температура, нежелательно попадание прямых солнечных лучей и т. д. Кроме того, аккумуляторы имеют свойство вздуваться и выходить из строя. А еще сами тесты могут менять состояние устройства, и вы не можете просто взять и откатиться на какой-то стабильный снепшот.
2. Чистый эмулятор.
   Под «чистым» мы подразумеваем, что вы запускаете эмулятор у себя или где-то на машине, используя установленный на эту машину AVD Manager.
   Плюсы. Быстрее, удобнее и стабильнее настоящего устройства. Создание нового эмулятора занимает считаные минуты. Никаких проблем с отдельным помещением, аккумуляторами и прочим.
   Минусы. Отсутствие упомянутых выше device specifics. Однако зачастую количество тестовых сценариев, завязанных на специфику устройства, ничтожно мало, и они не высокоприоритетные. Но самый главный минус — это плохая масштабируемость. Простая задача залить новую версию эмулятора на все хосты превращается в мучение.
3. Docker-образ Android-эмулятора.
   Docker решает недостатки чистых эмуляторов.
   Плюсы. Docker и соответствующая обвязка в виде подготовки и раскатки образа эмулятора — это полноценное масштабируемое решение, позволяющее быстро и качественно готовить эмуляторы и раскатывать их на все хосты, обеспечивая их достаточную изолированность.
   Минусы. Более высокий входной порог.

Мы делаем ставку на Docker.
В сети есть разные Docker-образы Android-эмуляторов, мы рекомендуем обратить внимание на следующие:

• Docker image от Avito;
• Docker image от Google;
• Docker image от Agoda.

Как уже было упомянуто выше, подготовка образа требует некоторой сноровки. Плюс зачастую есть желание эмулятор преднастроить: выключить анимацию, залогиниться в аккаунт Google, выключить Google Play Protect и многое другое. Все эти вещи непросто организовать. Поэтому в скором времени мы хотим выкатить подробную документацию о том, как готовить и использовать образы быстро.

Инфраструктура

Вы написали сотни UI-тестов. Часть из них вы хотите запускать в рамках PR, а значит, весь тестовый набор должен проходить в максимально короткие сроки, например, до 20 минут. Вот тут наступает настоящее масштабирование.

Однако эта область — темный лес для части Android-разработчиков и автоматизаторов. Оно и немудрено, ведь инфраструктура требует знаний железа, конфигурирования серверов, DevOps-практик и прочего. Поэтому обязательно наладьте контакты с людьми, которые во всем этом разбираются, у себя в компании или вовне, ведь они сильно помогут и уберегут вас от ошибок.

Итак, что вам примерно предстоит:

• Выбор между облачным решением, локальным решением с нуля и локальным решением на базе чего-то, если в компании есть своя инфраструктура по запуску тестов других платформ.
• Самое трудоемкое — это развертывание внутренней инфраструктуры с нуля. В этом случае необходимо подобрать железо, которое будет максимально использоваться автотестами. Придется измерять нагрузку на CPU/GPU/Memory/Disk, а еще пробовать разное количество одновременно запущенных эмуляторов и смотреть за стабильностью тестов. Это большая тема, по которой мы хотим провести современные замеры и поделиться с вами своими рекомендациями.
  Дальнейшая накатка необходимого ПО, встраивание в сети и прочее — это все за DevOps-инженерами.
• На выходе должен быть какой-то сервис, единая точка, которая отдает вам эмуляторы. Это может быть Kubernetes, может быть облачный сервис типа Google Cloud Engine или какое-то кастомное решение.
  В его настройке опять-таки помогают DevOps-инженеры.
• Связка полученного сервиса с Test Runner.
  Одна из задач Avito Runner — сделать такую связку максимально простой и прозрачной, а также предоставить точки расширения, которые помогут вам легко внедрить свой кастомный сервис.

В ближайшее время мы планируем выпустить Avito Runner и статьи, которые помогут настроить инфраструктуру.

Остальное

Не забывайте про такие немаловажные моменты, как:

• вывод отчета по прогону тестов (Allure);
• внедрение/синхронизация с TMS;
• интеграция в CI/CD;
• обучение разработчиков и тестировщиков;
• процессы — кто, когда, сколько и какие автотесты пишет.

Про все это мы еще обязательно поговорим.

Заключение

Мы постарались описать основные части становления автотестирования под Android. Надеемся, что теперь у вас в головах сложится тот самый пазл, который позволит видеть картину целиком.

Следите за анонсами на нашем сайте и в телеграм-канале.