کار با امولاتور و ساخت دیوایس مجازی (AVD)

تست و دیباگ پروژه یکی از مهم‌ترین فرایندهای توسعه‌ی اپلیکیشن اندرویدی به شمار می‌رود. در این فرایند پروژه روی یک دستگاه حقیقی یا مجازی اندرویدی اجرا می‌شود تا توسعه‌دهنده بتواند کارکرد کدهای خود را بررسی کرده و نواقص احتمالی را برطرف کند.
در این آموزش قصد دارم نحوه‌ی کار با شبیه ساز (امولاتور) اندروید استودیو و همچنین اضافه کردن و اجرای دیوایس‌ها از طریق AVD را بررسی کنم.

شبیه ساز یا Emulator چیست؟

به نام خدا. در زمان نگارش این مبحث آموزشی، اندروید ۱۲ به عنوان آخرین نسخه‌ی پایدار این سیستم‌عامل منتشر شده و حدود ۱۲% از کل دیوایس‌های اندرویدی را پوشش می‌دهد. این یعنی هنوز درصد قبل توجهی از موبایل‌ها، تبلت‌ها و دستگاه‌های اندرویدی دیگر از نسخه‌های پایین‌تر استفاده می‌کنند.
بنابراین شما به عنوان یک برنامه نویس و توسعه دهنده‌ی اندروید لازم است پروژه‌ی اندرویدی خود را روی چندین دستگاه اندرویدی با نسخه‌های متفاوت تست کنید تا مطمئن شوید اپلیکیشن روی اکثر دستگاه‌هایی که در اختیار مردم قرار دارد عملکرد صحیحی خواهد داشت.
به عبارت دیگر شما باید چندین گوشی و تبلت خریداری کنید تا بتوانید پروژه را روی تک تک آنها بررسی کنید که علاوه بر افزایش هزینه، چالش‌های خاص خود را به همراه دارد.
اینجاست که امولاتور یا شبیه سازها وارد میدان شده و کار را بسیار ساده‌تر می‌کنند. با استفاده از شبیه ساز می‌توان هر تعداد از دیوایس‌های مجازی اندرویدی را روی کامپیوتر نصب و اجرا کرد. یعنی دیگر خبری از دیوایس فیزیکی و مشکلات اتصال آن به اندروید استودیو نیست.
با استفاده از امولاتور به راحتی می‌توانید چندین دیوایس مجازی با نسخه‌ی سیستم عامل و اندازه‌ی صفحه نمایش مختلف ایجاد و پروژه‌ی خود را روی آنها تست و دیباگ کنید.
شبیه سازهای مختلفی برای اندروید ساخته شده که روی سیستم‌عامل‌های محبوب مانند ویندوز، لینوکس و مک قابل استفاده هستند. درحال حاضر Genymotion، BlueStacks و MEMu جزء گزینه‌های مطرح به شمار می‌روند.

چرا AVD؟

در اندروید استودیو از همان ابتدای کار یک امولاتور داخلی در اختیار توسعه‌دهندگان قرار گرفته بود که امکان مدیریت دیوایس‌ها با استفاده از ابزار AVD فراهم شده است.
بااینحال از سال ۱۳۹۵ تا اوایل ۱۴۰۱ با توجه به مزایایی که Genymotion نسبت به AVD داشت (مانند سرعت بالاتر و حجم کم دیوایس‌ها) شخصاً ترجیح می‌دادم از جنی موشن استفاده کنم.
اما در ماه‌های اخیر سیاست جنی موشن در خصوص ارائه‌ی نسخه‌ی دسکتاپ این شبیه ساز تغییراتی داشته که مهم‌ترین آنها عدم انتشار API برای نسخه‌های جدید اندروید و اعمال محدودیت ۱ ماهه برای نسخه‌ی رایگان (Personal) هستند. از این به بعد تمرکز تیم Genymotion بر ارائه‌ی خدمات بر بستر Cloud است که هزینه‌های آن برای برنامه نویسان ایرانی بسیار بالاست.
در این مدت مشکلات AVD مخصوصا مساله‌ی سرعت اجرا هم تا حدود زیادی رفع شد و با توجه به شرایط فعلی، استفاده از شبیه ساز داخلی اندروید استودیو منطقی‌ترین گزینه محسوب می‌شود. همین مساله باعث شد آموزش کار با امولاتور داخلی اندروید استودیو و AVD را تهیه کنم.

نصب امولاتور اندروید استودیو

امولاتور اندروید استودیو به صورت پیش‌فرض فعال نیست و باید از طریق SDK Manager نصب شود. همانطور که در آموزش نصب و راه اندازی اندروید استودیو گفته شد، امکان نصب آفلاین گزینه‌های Emulator و HAXM وجود ندارد و صرفا باید به صورت آنلاین نصب انجام شود.
همچنین هنگام نصب اندروید استودیو باید گزینه‌ی Android Virtual Device انتخاب شده باشد در غیر اینصورت امکان استفاده از دیوایس مجازی یا AVD وجود نخواهد داشت:

پس از اطمینان از برقراری ارتباط اینترنت و تغییر IP برای عبور از تحریم ایران، SDK Manager را باز می‌کنم. اگر برای تغییر IP در اندروید استودیو نیاز به راهنمایی دارید این آموزش را مطالعه کنید.
گزینه Android Emulator را انتخاب و تایید می‌کنم تا دانلود و نصب آن شروع شود.

یک ابزار جانبی با نام Intel x86 Emulator Accelerator (Haxm) در لیست SDK وجود دارد که استفاده از آن بر روی پردازنده‌های اینتل باعث افزایش سرعت شبیه ساز می‌شود. بنابراین در صورتی که پردازنده شما Intel باشد حتما این ابزار را هم نصب کنید.

در این مرحله حداکثر میزانی از RAM که به امولاتور باید اختصاص داده شود را تعیین می‌کنیم که من همان عدد پیش‌فرض یعنی ۲ گیگابایت را انتخاب می‌کنم. البته این عدد بعداً هم قابل تغییر است.

نصب HAXM هم به پایان رسید و حالا می‌توانیم از شبیه ساز و AVD استفاده کنیم.
اگر به یاد داشته باشید قبلا در جلسه‌ی آموزش نصب اندروید استودیو توضیح دادیم که در SDK Platforms برای هر API چند System image مختلف وجود دارد که این سیستم ایمیج‌ها برای شبیه ساز داخلی اندروید استودیو استفاده می‌شود:

همانطور که در تصویر فوق مشاهده می‌کنید برای Android 12 به تعداد ۹ عدد System Image وجود دارد. توضیحات مربوط به هر سیستم ایمیج قبلا در قسمت توضیحات SDK در آموزش نصب اندروید استودیو قید شده بنابراین نیازی به تکرار نیست.
امکان دانلود و نصب هرکدام از سیستم ایمیج‌ها از طریق SDK Manager وجود دارد اما برای جلوگیری از انتخاب گزینه اشتباه توصیه می‌کنم دانلود را در محیط AVD انجام دهید. در AVD سیستم ایمیج مناسب شما در تب Recommended قرار می‌گیرد و از دانلود سیستم ایمیج‌های غیر ضروری و حجم بالا جلوگیری می‌کند.
گزینه Device Manager را از منوی تولبار یا نوار سمت راست اندروید استودیو انتخاب می‌کنم:

پنجره Device Manager باز شد:

در دیوایس منیجر دو تب Virtual (مجازی) و Physical (فیزیکی) وجود دارد. تب Virtual برای مدیریت دیوایس‌های مجازی استفاده می‌شود. در حال حاضر هیچ دیوایس مجازی در لیست وجود ندارد.
روی دکمه Create device یا لینک Create Virtual device کلیک می‌کنم تا پنل ساخت دیوایس مجازی باز شود:

در سمت چپ، دیوایس‌ها دسته‌بندی شده که در حالت پیش‌فرض گزینه Phone و یکی از دیوایس‌های آن انتخاب شده است. دیوایس‌های مختلفی در لیست وجود دارد که بر اساس متغیرهایی مانند سایز صفحه نمایش و رزولوشن آن مشخص شده‌اند.
من فعلا سایز خاصی مدنظرم نیست بنابراین همین دیوایس پیش فرض را انتخاب می‌کنم برای مرحله بعد.
دیوایسی که انتخاب شده دارای برنامه Play Store است بنابراین سیستم ایمیجی دانلود خواهد شد که از پلی استور پشتیبانی می‌کند.

در این مرحله باید نسخه‌ی system image مدنظر خود را انتخاب کنیم. برای مثال من قصد دارم دیوایس را با API 31 یعنی Android 12 بسازم. بنابراین همین API را باید انتخاب کنم اما در حال حاضر این API و تمامی API های دیگر یک گزینه دانلود مقابلشان قرار داده شده که نشان می‌دهد سیستم ایمیج هیچکدام دانلود و نصب نشده.
روی گزینه Download اندروید ۱۲ کلیک می‌کنم:

دانلود system image آغاز شد. خبر خوب اینکه مانند سایر ابزار SDK و برخلاف Emulator و HAXM فایل‌های مربوط به system image را می‌توان در خارج از محیط اندروید استودیو دانلود و به صورت آفلاین به SDK اضافه کرد.
با توجه به حجم بالای سیستم ایمیج‌ها (حدود ۱٫۵ گیگابایت) و لزوم استفاده از ابزار تغییر IP احتمال شکست دانلود بالاست بنابراین توصیه می‌کنم لینک فایل سیستم ایمیج را از قسمت بالا کپی کرده و با استفاده از یک برنامه مدیریت دانلود، دریافت کنید.
هرچند بازهم برای دانلود فایل نیاز به استفاده از ابزار تغییر IP وجود دارد اما در صورت استفاده از برنامه‌های مدیریت دانلود، چنانچه فرایند دانلود در هر نقطه قطع شود، می‌توان مجدد دانلود را از همان نقطه ادامه داد در حالی که در اندروید استودیو دانلود از ابتدا آغاز خواهد شد.
اگر همچنان قصد دارید دانلود به صورت خودکار و در محیط اندروید استودیو انجام شود فقط کافیست صبر کنید تا دانلود فایل به اتمام برسد.
اما من ترجیح می‌دهم فایل را جداگانه دانلود و سپس به محل نصب SDK منتقل کنم. بنابراین لینک فایل را کپی و فرایند دانلود را متوقف می‌کنم.
پوشه SDK را باز می‌کنم:

مشاهده می‌کنید یک پوشه با نام system-images در SDK من وجود دارد. علت اینکه این پوشه قبلا ساخته شده این است که من در قسمت قبل یک سیستم ایمیج را برای دانلود انتخاب کردم و فرایند دانلود آغاز شد.
به محض شروع دانلود، پوشه‌های لازم برای قرارگیری سیستم ایمیج‌ها ایجاد می‌شود حتی اگر دانلود متوقف شود.
بنابراین اگر فایل سیستم ایمیج را قبلا دانلود کرده‌اید یا لینک آن را در اختیار دارید و نیازی به انجام مراحل قبل برای دریافت لینک دانلود ندارید، این پوشه هم خودکار ساخته نشده و خودتان باید آنرا با همین نام ایجاد کنید.

وارد پوشه system-images می‌شوم:

یک پوشه با نام android-31 وجود دارد که مربوط به Android 12 است که در AVD برای دانلود انتخاب کرده بودم. داخل این پوشه به ترتیب به این شکل ساخته شده:

حالا کافیست پوشه x86_64 را حذف کرده و پوشه‌ای با همین نام که در فایل زیپ سیستم ایمیج قرار دارد را جایگزین کنم. نام فایلی که من دانلود کردم x86_64-31_r09.zip است. در نامگذاری فایل سیستم ایمیج از جزئیات آن استفاده شده است.
X86_64 یعنی دیوایسی که با این سیستم ایمیج ساخته شود از اپلیکیشن‌های ۶۴ بیتی هم پشتیبانی می‌کند. عدد ۳۱ مربوط به نسخه API است و r09 یعنی فایل سیستم فعلی نهمین نسخه بروزرسانی شده از این سیستم ایمیج است.
به این ترتیب می‌توان یک سیستم ایمیج را بدون نیاز به دانلود آن در محیط اندروید استودیو نصب کرد.
در اینجا چون دانلود سیستم ایمیج اندروید ۱۲ برای لحظه‌ای آغاز شده بود، با اینکه آنرا متوقف کردم، تمامی پوشه‌های مربوط به آن به طور خودکار ساخته شد. اما اگر به هر دلیلی این فرایند انجام نشود، این پوشه‌ها باید به صورت دستی ایجاد شود.
برای مثال این سیستم ایمیج مربوط به API 31 بود بنابراین نام پوشه اصلی آن android-31 است. دیوایس Pixel 2 که در AVD انتخاب کردیم از نوعی بود که از Play Store پشتیبانی می‌کرد بنابراین پوشه بعدی با نام google_apis_playstore ساخته شده. اگر دیوایس از نوعی باشد که پلی استور را پشتیبانی نمی‌کند پوشه را با نام google_apis می‌سازیم.

پوشه x86_64 که از فایل زیپ دانلود شده خروجی گرفتم را جایگزین این پوشه کرده و به پنجره ساخت دیوایس برمی‌گردم. با توجه به اینکه سیستم ایمیج به صورت آفلاین نصب شد یکبار با استفاده از دکمه Refresh لیست سیستم ایمیج‌ها را بروز می‌کنم:

مشاهده می‌کنید API 31 نصب و گزینه Download حذف شده است. همچنین با انتخاب این API دکمه Next فعال شده و می‌توان به مرحله بعد رفت.

در این مرحله جزئیات دیوایس مجازی را می‌توان تغییر داد. مانند نام دیوایس و وضعیت افقی یا عمودی بودن دیوایس هنگام اجرا. با انتخاب گزینه Show Advanced Settings سایر تنظیمات فعال می‌شود.
با کلیک روی Finish دیوایس ساخته شده و به لیست دیوایس‌های مجازی من اضافه می‌شود:

در قسمت Actions چهار گزینه برای هر دیوایس وجود دارد. گزینه اول برای استارت دیوایس است. از زمان استارت دیوایس تا بوت شدن اندروید حدود ۲۰ ثانیه زمان لازم است که البته به سخت‌افزار شما بستگی دارد.

حالا می‌توان پروژه را روی این دیوایس Run یا Debug کرد. در نوار بالای دیوایس چند گزینه وجود دارد که کاربرد هرکدام مشخص است. یک گزینه‌ی ۳ نقطه هم وجود دارد که تنظیمات دستگاه مانند موقعیت مکانی، میکروفون، دوربین و سنسورها را در اختیار برنامه نویس قرار می‌دهد:

این آموزش هم به پایان رسید. موفق و پیروز باشید.

دانلود System Image ها

توجه داشته باشید دانلود این فایل‌ها تنها در صورتی لازم است که قصد نصب آفلاین سیستم ایمیج‌ها را داشته باشید.

تاریخ بروزرسانی فایل‌ها : ۱۴۰۱/۰۴/۲۵

» دانلود System Image Android 12 Google Play x86_64 (API 31) با حجم ۱٫۳ گیگابایت | لینک کمکی

» دانلود System Image Android 7 Google Play x86 (API 24) با حجم ۷۷۵ مگابایت | لینک کمکی