Тестирование белого ящика (white box testing) в зависимости от уровня доступности кода и внутренней логики системы еще называют «прозрачным», «стеклянным» или «структурным». Тестирование белого ящика представляет собой метод тестирования программного обеспечения, при котором проверяются внутренняя структура, дизайн и код приложения. В отличие от тестирования черного ящика, которое сосредоточено только на входных и выходных данных, тестирование белого ящика, предполагает понимание кода. Созданные при этом тесты проверяют логику, последовательность выполнения и производительность кода.
Этот метод помогает убедиться, что код работает правильно. Он проверяет корректность выполнения логических путей. Также он выявляет потенциальные уязвимости и дефекты уже на ранних этапах разработки.
Друзья, поддержите нас вступлением в наш телеграм канал QaRocks. Там много туториалов, задач по автоматизации и книг по QA.
Содержание
- Как работает тестирование белого ящика?
- Основные техники
- Последовательность тестирования
- Примеры тестирования белого ящика
- Достоинства
- Недостатки
- Белый ящик против черного
- Когда использовать тестирование белого ящика?
- Инструменты для тестирования белого ящика
- Заключение
Как работает тестирование белого ящика?
Тестирование белого ящика заключается в анализе внутреннего кода системы. Каждая функция, модуль и компонент проверяются на соответствие ожиданиям. Тестировщики и разработчики создают тест-кейсы, имея полный доступ к коду. Это позволяет проверить отдельные функциональности, циклы, условия и потоки данных.
Пример:
Представьте простую функцию, написанную на языке программирования Python, которая проверяет, является ли число четным или нечетным:
def is_even(num): if num % 2 == 0: return True else: return False
В тестировании белого ящика создаются тест-кейсы, которые охватывают все пути кода, включая передачу функции как четных, так и нечетных чисел. Также могут быть протестированы негативные кейсы, такие как ноль или отрицательные числа.
Основные техники
- Покрытие операторов. Каждая строка кода должна быть выполнена хотя бы один раз.
- Покрытие ветвей. Проверяются все возможные исходы условий (например, операторов if и else) в ветках кода.
- Покрытие путей. Проверка всех возможных путей выполнения кода, включая проходы через циклы, для подтверждения того, что логика работает верно.
- Тестирование потоков управления. Тестируются последовательности выполнения кода между различными сегментами или функциями, чтобы выявить логические ошибки.
- Тестирование потоков данных. Через инициализацию и использование переменных по всему коду обнаруживаются потенциальные ошибки.
Этапы тестирования
- Понимание кода. Тестировщик должен иметь глубокое понимание внутренней структуры программы, ее архитектуры и логики работы. Это необходимо, чтобы выявить все возможные пути выполнения кода (например, через условные операторы или циклы) и определить, какие условия нужно протестировать.
- Создание тест-кейсов. Исходя из кода, тестировщик создает тест-кейсы, охватывающие все возможные логические ветви, редкие или необычные сценарии и потенциальные уязвимости.
- Выполнение тестов. Тесты выполняются, чтобы проверить, что код работает так, как ожидается, при всех входных данных и условиях.
- Анализ результатов. Все ошибки или неожиданные результаты фиксируются и разработчики исправляют код, устраняя причины ошибок. После внесения изменений тесты запускаются снова, чтобы убедиться, что исправления работают корректно и не вызвали новых проблем.
Примеры тестирования белого ящика
- Модульное тестирование. Проверка отдельных функций или методов заключается в том, чтобы убедиться, что каждая из них работает корректно и возвращает тот результат, который ожидается при заданных входных данных.
- Интеграционное тестирование. Тестирование взаимодействий между несколькими модулями направлено на проверку того, как данные передаются и обрабатываются между различными компонентами системы. Это помогает удостовериться, что информация правильно передается от одного модуля к другому, а логика работы системы сохраняется корректной при взаимодействии этих компонентов.
- Тестирование безопасности. Поиск уязвимостей, таких как SQL-инъекции или переполнение буфера, путем анализа исходного кода.
Достоинства
- Полное покрытие кода. Обеспечивает тестирование всех возможных путей выполнения и логики кода, снижая вероятность появления багов.
- Раннее обнаружение дефектов. Поскольку тесты пишутся на уровне кода, проблемы раскрываются и исправляются уже на ранних этапах разработки.
- Оптимизация кода. Помогает обнаружить неиспользуемый код, избыточные условия или узкие места, влияющие на производительность, и оптимизировать их.
- Улучшенная безопасность. Выявляет скрытые уязвимости в исходном коде, что делает программное обеспечение более защищенным.
Недостатки
- Требует глубокого понимания кода. Тестировщик должен хорошо разбираться в языке программирования и в самом коде приложения.
- Трудоемкость. Написание тестов для всех логических путей занимает много времени и требует значительных усилий.
- Затраты на поддержку. При частых изменениях кода тест-кейсы необходимо обновлять, оставляя их актуальными.
- Недостаточность. Тестирование белого ящика не всегда бывает достаточным для больших систем и часто требует сочетания с тестированием черного ящика для комплексной проверки системы.
Белый ящик против черного
| Аспект | Белый ящик | Черный ящик |
|---|---|---|
| Фокус | Внутренняя структура и логика | Внешнее поведение и результаты |
| Допуск | Требуется доступ к коду | Знание внутреннего кода необязательно |
| Масштаб | Глубоко тестирует отдельные компоненты | Тестирует общую функциональность |
| Инструменты | Анализаторы кода и отладчики | Инструменты тестирования |
Оба подхода дополняют друг друга. Тестирование белого ящика гарантирует, что отдельные компоненты кода работают правильно. Тестирование черного ящика контролирует соответствие всей системы требованиям пользователей.
Когда использовать тестирование белого ящика?
Тестирование белого ящика наиболее эффективно в следующих случаях:
- Модульное тестирование. Проводится во время разработки для проверки отдельных функций или методов.
- Интеграционное тестирование. Осуществляется с целью проверки взаимодействия между различными частями системы. Помогает убедиться, что они правильно обмениваются данными, работают согласованно и совместно обеспечивают требуемую функциональность.
- Тестирование безопасности. Выявляет наличие уязвимостей на уровне кода, таких как атаки с внедрением (инъекции) или переполнение буфера.
- Оптимизация производительности. Проводится, когда необходимо улучшить код, выявляя узкие места или избыточные логические конструкции.
Инструменты для тестирования белого ящика
Ниже приведены инструменты, которые помогают разработчикам в тестировании белого ящика:
- JUnit (для Java): применяется в модульном тестировании отдельных функций.
- pytest (для Python): популярный фреймворк тестирования для Python.
- SonarQube: анализирует качество кода и обнаруживает баги.
- JaCoCo: популярный инструмент для измерения покрытия кода в Java-приложениях.
Заключение
Тестирование белого ящика играет важную роль в создании надежного и высокопроизводительного программного обеспечения. Необходимо сосредоточить внимание на внутренней структуре кода. Это поможет выявить скрытые баги, улучшить логику и оптимизировать производительность кода. Для этого требуется глубокое знание кода. Тестирование белого ящика дополняет другие методы тестирования, такие как тестирование черного ящика. Вместе они обеспечивают создание надежного приложения.
Перевод статьи «What Is White Box Testing? Techniques, Types and Examples».