Модульное тестирование: примеры и методология

Содержание:

• Что такое модульное тестирование?
  • Пример модульного теста
• Почему модульное тестирование важно?
• Преимущества модульного тестирования
  • Обеспечение безопасности продукта
• Как создать эффективные модульные тесты
  • 1. Автоматизация
  • 2. Unit
  • 3. Изоляция
  • 4. Скорость
  • 5. Белый ящик
  • 6. Воспроизводимость
• Пример реализации модульных тестов
• Трудности в модульном тестировании
  • Зависимость от внешних ресурсов
  • Проблема растущей сложности приложений
  • Требующее много времени тестирование
  • Техническое сопровождение
• Итоги

В веб-разработке модульное тестирование играет ключевую роль в обеспечении качества и надежности ваших приложений. В этой статье вы узнаете, что это такое, почему вы должны его внедрять и, самое главное, как это делать.

Друзья, поддержите нас вступлением в наш телеграм канал QaRocks. Там много туториалов, задач по автоматизации и книг по QA.

Что такое модульное тестирование?

Модульное тестирование – это практика тестирования, при которой участки кода, называемые юнитами, тестируются по отдельности, чтобы убедиться, что они работают правильно. Этими юнитами могут быть функции, методы или даже классы. Основная цель модульного тестирования заключается в том, чтобы убедиться, что каждый модуль работает так, как ожидается, независимо от других частей приложения. Юнит-тесты должны быть автоматизированы, воспроизводимы и быстро выполняться.

Пример модульного теста

Рассмотрим пример простой функции, которая вычисляет сумму двух чисел. Вот как можно написать юнит-тест для этой функции, используя фреймворк тестирования JavaScript Jest :

// Function to test
function addition(a, b) {
  return a + b;
}
// Unit test
test('Test the function of addition', () => {
  // Setup step (installation)
  const a = 5;
  const b = 10;
  // Action step (exection of the function to test)
  const resultat = addition(a, b);
  // Assert step (Check for result)
  expect(resultat).toBe(15);
});

В этом примере мы создаем модульный тест, который проверяет, возвращает ли функция сложения ожидаемый результат для заданных значений. Шаг подготовки заключается в задании входных значений, необходимых для теста. На этапе действий выполняется тестируемая функция с заданными входными значениями. Наконец, на этапе утверждения проверяется, соответствует ли полученный результат ожидаемому.

Почему модульное тестирование важно?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно задать другой. Что произойдет, если не будет проводиться модульное тестирование?

Я помню, как во время моего первого профессионального опыта из-за большой нагрузки в течение недели не было написано ни одного модульного теста. В итоге через несколько месяцев это привело к астрономическому количеству ошибок и регрессий после внедрения, казалось бы, безобидной функции.

Последствия были значительными: ошибки обнаружились через десять дней после релиза, и на их устранение была потрачена целая неделя. Если бы мы использовали модульное тестирование, такая ситуация никогда бы не возникла. Мы бы заметили ошибки до их появления, что позволило бы нам сэкономить неделю времени на разработку. Стоимость модульного тестирования гораздо ниже, чем стоимость проблем, возникающих при его отсутствии.

Преимущества модульного тестирования

• Доверие к коду. Юнит-тестирование обеспечивает уровень безопасности, проверяя правильность работы каждой единицы кода. Они помогают укрепить доверие разработчиков, команд тестирования и пользователей к качеству кода и надежности приложения.
• Проверка функциональности. Юнит-тесты гарантируют, что каждая единица кода функционирует правильно, в соответствии со своими спецификациями. Они помогают подтвердить ожидаемое поведение юнита и обнаружить логические или вычислительные ошибки.
• Сопровождаемость кода. Написав модульные тесты, разработчики также создают надежную документацию по своему коду. Эти тесты служат справочником для понимания ожидаемого поведения каждого юнита, что облегчает дальнейшее обслуживание и модификацию кода.
• Обнаружение ошибок. Юнит-тесты запускаются часто, в идеале – при каждом изменении кода. Это позволяет быстро обнаруживать ошибки и баги, что облегчает их устранение до того, как они распространятся на другие части приложения.
• Возможность повторного использования. Юнит-тестирование поощряет разработку модульного, хорошо структурированного кода. Изолируя каждый юнит кода, модульные тесты способствуют многократному использованию, поскольку юниты могут быть протестированы независимо и легко интегрированы в другие части приложения.
• Рефакторинг. Юнит-тесты позволяют уверенно проводить рефакторинг, поскольку гарантируют сохранение важной функциональности даже после значительных изменений кода. Они также облегчают обновление программного обеспечения, позволяя быстро проверять новые функциональные возможности без негативного влияния на существующие.

Обеспечение безопасности продукта

Еще одно важное преимущество модульного тестирования – повышение безопасности приложений. Написав модульные тесты, разработчики могут проверить, что реализованные функциональные возможности не представляют рисков безопасности таких как SQL-инъекции, атаки межсайтового скриптинга (XSS) или проблемы аутентификации и авторизации. Модульные тесты проверяют ожидаемое поведение кода с точки зрения безопасности и гарантируют, что соответствующие меры безопасности приняты.

Кроме того, модульные тесты могут помочь выявить потенциальные уязвимости, связанные с ошибками логики или обработки данных. Например, тестируя вводимые пользователем данные с различными значениями и условиями, модульные тесты могут обнаружить ошибки валидации, которые могут привести к хакерским атакам или злонамеренному манипулированию данными.

Как создать эффективные модульные тесты

Мало создать модульные тесты, нужно еще и сделать это правильно. Вот некоторые из основных характеристик успешного модульного теста:

1. Автоматизация

Юнит-тесты должны быть автоматизированы, это означает, что они пишутся с использованием специальных фреймворков или инструментов для выполнения тестов программным способом. Автоматизация модульных тестов означает, что их можно выполнять регулярно и последовательно, не прибегая к ручному вмешательству.

2. Unit

Юнит-тестирование фокусируется на определенной единице кода, такой как функция, метод или класс. Его цель – протестировать этот блок независимо от других частей приложения. Сосредоточившись на конкретных юнитах, модульные тесты позволяют проверить правильность работы каждого компонента кода в отдельности.

3. Изоляция

Юнит-тест должен быть изолированным, т.е. он не должен зависеть от других частей системы. Все внешние зависимости должны быть смоделированы или заменены ложными объектами (mocks), чтобы тест был сфокусирован только на тестируемом юните. Такая изоляция позволяет провести точную, независимую оценку тестируемого модуля.

4. Скорость

Юнит-тесты должны выполняться быстро. Они предназначены для частого выполнения, в идеале – при каждом изменении кода. Быстрое тестирование позволяет быстро обнаруживать ошибки и облегчает итеративный процесс разработки.

5. Белый ящик

Юнит-тестирование использует подход “белого ящика”, что означает наличие знаний о внутреннем устройстве тестируемого кода. Для этого необходимо изучить структуру кода, пути выполнения и логические условия, чтобы разработать эффективные тест-кейсы. Такой подход позволяет обеспечить полное и целенаправленное покрытие различных частей кода.

6. Воспроизводимость

Юнит-тесты должны быть воспроизводимыми, что означает, что они должны давать одинаковые результаты каждый раз, когда их запускают. Это позволяет последовательно выявлять проблемы и облегчает отладку дефектов. Получая одинаковые результаты, разработчики могут лучше понять проблемы и решить их более эффективно.

Соответствуя этим критериям, модульное тестирование становится неотъемлемой частью надежного и качественного процесса разработки программного обеспечения. Они позволяют быстро обнаружить ошибки, облегчают сопровождение кода и обеспечивают стабильность приложения.

Если вы хотите изучить модульное тестирование в деталях – посмотрите обзор книги «Принципы юнит-тестирования»

Пример реализации модульных тестов

Это теория. Теперь о практическом применении.

Для тестирования фронтенда можно использовать Jest. Как правило, тесты Jest в основном сосредоточены на “утилитарных” элементах, повторно используемых в нескольких местах приложения, таких как регулярные выражения для проверки полей.

На стороне бэкенда  можно использовать phpspec, фреймворк для тестирования на PHP. Тесты Phpspec присутствуют повсюду и очень важны, поскольку именно здесь определяется вся бизнес-логика. Каждый класс, содержащий логику, тщательно тестируется, чтобы убедиться, что он работает правильно. Следует избегать создания громоздких классов с высокой сложностью, разбивая логику на несколько классов в соответствии с моделью DDD (Domain-Driven Design). Такой подход позволяет разделить логику на отдельные домены, сделать тесты и код более четкими, простыми для понимания и сопровождения.

Трудности в модульном тестировании

Реализация модульных тестов может быть сопряжена с определенными трудностями, которые можно преодолеть, используя соответствующие методы.

Зависимость от внешних ресурсов

Частой трудностью при реализации модульных тестов является зависимость от внешних ресурсов, таких как базы данных, веб-сервисы или файлы. Когда модульные тесты зависят от этих ресурсов, они становятся медленнее, менее надежными и их сложнее изолировать.

Для решения этой проблемы рекомендуется использовать такие приемы, как замена этих ресурсов их дубликатами (mocks или stubs), которые имитируют их поведение. Это позволяет тестировать единицы кода независимо друг от друга, не беспокоясь о внешних зависимостях.

Проблема растущей сложности приложений

Еще одна проблема – растущая сложность приложений. Чем больше и сложнее приложение, тем труднее писать исчерпывающие модульные тесты и поддерживать их покрытие на удовлетворительном уровне. В таких случаях имеет смысл следовать таким принципам проектирования, как модульность, связность и декаплинг. Хорошо продуманный дизайн облегчает создание модульных тестов, которые более сфокусированы и их легче писать. Также важно определить приоритетность юнит-тестов, сосредоточившись на критических частях кода.

Требующее много времени тестирование

Еще одна серьезная проблема – время, необходимое для написания и выполнения модульных тестов. В среде agile-разработки, где итерации происходят часто, очень важно, чтобы модульные тесты были быстрыми и могли выполняться часто.

Чтобы ускорить выполнение тестов, рекомендуется использовать такие методы, как параллельное тестирование, использование уменьшенных наборов данных и кэширование медленных или дорогих ресурсов. Кроме того, важно оптимизировать модульные тесты, избегая чрезмерных зависимостей или операций, которые могут замедлить их выполнение.

Техническое сопровождение

Наконец, одной из распространенных проблем является сопровождение модульных тестов. По мере развития кода модульные тесты необходимо обновлять, чтобы отразить внесенные изменения. Это может стать утомительным занятием, особенно при наличии большого количества модульных тестов.

Чтобы облегчить сопровождение, мы рекомендуем использовать такие практики, как написание разборчивых и понятных юнит-тестов, использование описательных имен и уменьшение зависимостей между тестами. Автоматизация выполнения тестов и интеграция модульных тестов в конвейер непрерывной интеграции также могут упростить сопровождение и обеспечить раннее обнаружение проблем, возникающих при изменении кода.

Итоги

Внедрение модульного тестирования сопряжено с рядом трудностей, но нет ничего, что нельзя было бы преодолеть, следуя нескольким хорошим практикам. Принятие таких мер, как изоляция зависимостей, модульное проектирование, оптимизация производительности и регулярное обслуживание, превращает модульное тестирование в мощный инструмент для обеспечения качества, надежности и поддержки программных приложений.

Список best practices модульного тестирования можно почитать в нашей статье “Лучшие практики юнит-тестирования”

Перевод статьи «What is Unit Testing: explanation, examples and methodology».