Модульное тестирование против интеграционного
Цель этой статьи - объяснить, что такое автоматизация тестирования и как команды могут извлечь из нее выгоду с точки зрения производительности и качества кода.
В частности, в ней рассказывается о том, что такое модульное и интеграционное тестирование, чем они отличаются друг от друга.
Что такое автоматизация тестирования?
Автоматизация тестирования — это процесс автоматизации действий разработчиков по тестированию ПО для обеспечения того, чтобы код работал должным образом. Процесс включает в себя написание сценариев и/или программ, имитирующих взаимодействие пользователя с приложением: это помогает проверить поведение в различных условиях и сообщить о любых обнаруженных проблемах на ранних стадиях.
Ручное тестирование против автоматического тестирования
Ручное тестирование — это первый шаг, который необходимо выполнить разработчикам, если они хотят гарантировать, что их код работает должным образом, когда пользователи будут его использовать.
Процесс требует полного вмешательства человека, а это означает, что каждый раз, когда выполняется новый тест, придется вручную выполнять каждый шаг тест-кейса. Это может занять очень много времени и привести к ошибкам из-за человеческого фактора.
Процесс ручного тестирования кода, как правило, достаточно прост. Например, иногда типичным вариантом такого тестирования является вывод результатов работы кода с помощью функции print() (например, Python), чтобы проверить, все ли работает нормально. Но как правило это не гарантирует корректной работы кода: это только показывает, что код выполняется без сбоев до определенного момента.
С другой стороны, автоматизированное тестирование — наряду с автоматизацией процесса тестирования — представляют собой процессы и процедуры, которые фактически гарантируют, что код будет работать должным образом постоянно.
Преимущества автоматизации тестирования
Итак, давайте рассмотрим некоторые преимущества использования автоматизированного тестирования:
- Стандартизация: автоматизация тестирования предоставляет разработчикам стандартизированный подход к тестированию, предоставляя фреймворки и процессы, которые фактически гарантируют, что код будет работать должным образом.
- Сокращение числа человеческих ошибок: как и при любой автоматизации, автоматизация тестирования устраняет риск человеческих ошибок, которые могут возникнуть в процессах.
- Повышение качества кода: гарантируя, что код работает должным образом, автоматизация тестирования помогает улучшить общее качество кода. Автоматизация тестирования способствует последовательному и тщательному тестированию: это сокращает количество ошибок, попадающих в рабочую среду, и, таким образом, повышает общее качество кода.
- Ускоренная доставка кода: благодаря автоматизированному тестированию разработчики могут быстро выявлять и устранять проблемы перед выпуском обновлений программного обеспечения. Это ускоряет цикл разработки и позволяет командам чаще выпускать высококачественные продукты.
- Увеличение охвата тестированием: целью тестирования программного обеспечения является обеспечение тщательного тестирования всех частей кода (или, по крайней мере, большинства из них). При ручном тестировании могут быть упущены определенные области или сценарии, тогда как автоматические тесты могут охватывать более широкий диапазон случаев и крайних ситуаций, повышая уверенность в надежности системы при доставке в производство.
Автоматизация тестирования: понимание модульных (юнит) тестов
В контексте автоматизации тестирования можно определить «модуль» (юнит) как наименьшую тестируемую часть программного приложения. Это означает, что единицей измерения может быть функция, метод, класс, модуль — или что—либо связанное с ними - в зависимости от того, насколько детализированным вы хотите его получить, или в зависимости от программного обеспечения, которое вы разрабатываете.
Таким образом модульное тестирование — это практика автоматизации тестирования, которая фокусируется на тестировании отдельных компонентов программы, чтобы убедиться, что они работают так, как задумано, отдельно от других частей той же программы. По этой причине, как правило, это первый уровень тестирования, выполняемый в процессе разработки.
Например, в веб-приложении, которое управляет онлайн-покупками после входа пользователей в систему, модульный тест может быть сосредоточен на этапе входа в систему пользователем, чтобы убедиться, что учетные данные для входа в систему проверены должным образом и что пользователь перенаправлен на нужную страницу после успешной аутентификации.
Хотя такая практика тестирования не гарантирует, что вся программа работает должным образом, она гарантирует правильное поведение каждого компонента независимо от других.
Юнит-тесты предоставляют некоторые преимущества в течение жизненного цикла программного обеспечения, например:
- Раннее обнаружение ошибок: модульное тестирование часто практикуется разработчиками во время написания кода. Это позволяет легко выявлять и исправлять ошибки на этапе разработки. Такое раннее обнаружение позволяет устранять проблемы до того, как они станут более сложными и, в конечном счете, дорогостоящими.
- Обеспечение частых релизов: когда модульные тесты выполняются эффективно, они помогают гарантировать, что изменения, внесенные в одну часть кодовой базы, не нарушают работу других частей. Это облегчает командам работу с частыми релизами, не беспокоясь о появлении новых проблем.
- Упрощенный рефакторинг и обслуживание: хорошо написанные юнит-тесты служат документацией для кодовой базы, облегчая разработчикам понимание того, как взаимодействуют различные части. Это служит защитой от непреднамеренных побочных эффектов при рефакторинге или модификации существующей функциональности во время выполнения задач по обслуживанию.
Характеристики эффективных модульных тестов: принцип FIRST
Итак, каждый модульный тест должен обладать следующими характеристиками:
- Fast (Быстрота): модульные тесты должны выполняться быстро, в идеале за миллисекунды. Это позволяет разработчикам часто запускать их в процессе разработки, обеспечивая быструю обратную связь и итерацию. Быстрые тесты, по сути, стимулируют разработчиков к их частому выполнению, легко интегрируя их в рабочий процесс разработки с целью раннего выявления дефектов и ускорения цикла разработки.
- Independent (Независимость): каждый юнит-тест должен быть независимым от других тестов, что означает, что они могут выполняться в любом порядке, не влияя на результаты. Это способствует параллельному выполнению, совместной работе и созданию эффективных наборов тестов, что позволяет ускорить процесс тестирования.
- Repeatable (Повторяемость): тесты должны давать одинаковые результаты независимо от среды выполнения. Результаты не должны зависеть от того, выполняются ли они на вашем локальном компьютере, на компьютере соседа или же на билд-сервере. В противном случае найти концы с концами будет весьма не просто.
- Self-validating (Очевидность): результатом выполнения теста должно быть булево значение. Тест либо прошел, либо не прошел и это должно быть легко понятно любому разработчику. Не нужно заставлять людей читать логи только для того, чтобы определить прошел тест успешно или нет.
- Timely (Своевременность): тесты должны создаваться своевременно. Несвоевременность написания тестов является главной причиной того, что они откладываются на потом, а это “потом” так никогда и не наступает. Даже если вы и не будете писать тесты перед кодом (TDD) их нужно писать как минимум параллельно с кодом.
Автоматизация тестирования: понимание интеграционных тестов
Интеграционное тестирование — еще один важный аспект автоматизации тестирования, который направлен на проверку взаимодействия между несколькими элементами программного приложения. Таким образом, в отличие от модульных тестов, интеграционные тесты проверяют, как эти компоненты работают вместе для достижения желаемого результата в целом.
Основная идея интеграционного тестирования заключается в моделировании реальных сценариев использования и выявлении потенциальных проблем, возникающих при объединении различных частей приложения. Эти тесты помогают выявить такие проблемы, как несоответствия данных, сбои связи или неожиданное поведение, вызванное взаимодействием различных компонентов.
В качестве примера давайте рассмотрим ранее упомянутый сценарий веб-приложения. В этом случае интеграционный тест может включать в себя моделирование всего процесса покупки, включая вход в систему, выбор товаров, добавление их в корзину, оформление заказа и завершение оплаты. Такое всестороннее тестирование гарантирует, что все аспекты процесса закупки при интеграции функционируют правильно, что позволяет с большей уверенностью внедрять их в производство.
Методы интеграционного тестирования
Для интеграционного тестирования используется несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Вот несколько распространенных подходов:
- Big-bang (Подход Большого взрыва): этот метод тестирования предполагает одновременную интеграцию всех модулей и тестирование их как целостной системы. Хотя это тщательный метод, он может привести к увеличению продолжительности циклов тестирования, поскольку исправление ошибок, обнаруженных на более поздних этапах процесса, требует повторного тестирования на более ранних этапах. По этой причине этот метод обычно используется, когда компоненты относительно независимы и могут быть протестированы по отдельности.
- Top-down (подход «сверху вниз»): такой подход начинается с юнитов более высокого уровня и постепенно интегрируется с частями более низкого уровня. Подход помогает изолировать проблемы ближе к верхним уровням, но может игнорировать более глубокие проблемы на нижних уровнях. Таким образом, хотя этот метод очень эффективен для раннего обнаружения проблем интерфейса и основных точек управления, он требует создания моков объектов для модулей нижнего уровня, что может быть сложным и трудоемким.
- Bottom-up (подход «снизу-вверх»): интеграционные тесты «снизу вверх» начинаются с модулей более низкого уровня и постепенно интегрируются в модули более высокого уровня. Этот метод полезен для выявления проблем, связанных с внутренними интерфейсами и зависимостями между компонентами. Его большое преимущество заключается в том, что он позволяет разработчикам тестировать модули более низкого уровня и их взаимодействие, прежде чем интегрировать их в более высокие уровни, как правило, без необходимости в моках объектов. Однако это задерживает тестирование функциональных возможностей более высокого уровня, что может отодвинуть выявление дефектов и замедлить процесс разработки.
- Incremental testing (Инкрементальный подход): инкрементальное тестирование сочетает в себе элементы других подходов к тестированию. Оно начинается с тестирования небольших модулей и постепенно увеличивает сложность за счет интеграции дополнительных компонентов с течением времени, когда протестированные компоненты работают должным образом. Этот метод обеспечивает баланс между ранним обнаружением дефектов и своевременным завершением тестов более высокого уровня, обеспечивая гибкость и адаптируемость на протяжении всего жизненного цикла разработки. Однако он требует много времени и может не подойти, когда необходимо соблюдать жесткие сроки.
Ключевые различия между модульным и интеграционным тестированием
Теперь, когда мы рассмотрели как модульное, так и интеграционное тестирование, давайте выделим ключевые различия между ними:
- Область применения и направленность: модульные тесты сосредоточены на проверке отдельных компонентов, в то время как интеграционные тесты проверяют, как эти компоненты взаимодействуют друг с другом. Другими словами, модульные тесты направлены на обеспечение правильной работы каждого компонента, в то время как интеграционные тесты гарантируют, что объединенные компоненты в целом ведут себя так, как ожидалось.
- Изоляция и взаимодействие: модульные тесты работают изолированно, фокусируясь на поведении отдельного модуля без учета его взаимодействия с другими компонентами. Интеграционные тесты, напротив, оценивают, как модули сотрудничают и взаимодействуют друг с другом, принимая во внимание их взаимосвязи и зависимости.
- Сложность и время выполнения: модульные тесты, как правило, выполняются проще и быстрее, чем интеграционные тесты. Это связано с тем, что модульные тесты обычно включают в себя меньше этапов и настроек, в то время как интеграционные тесты требуют создания более реалистичной среды, имитирующей реальные сценарии использования.
- Отладка и анализ сбоев: отладка модульных тестов, как правило, проста, поскольку они нацелены на изолированные компоненты. Отладка интеграционных тестов может быть более сложной задачей из-за повышенной сложности и взаимозависимостей между компонентами. Вот почему анализ сбоев в интеграционных тестах может включать в себя отслеживание нескольких взаимосвязанных модулей, чтобы точно определить первопричину неполадок.
- Вовлеченные участники: Хотя эта тема зависит от структуры и организации проекта, можно сказать, что модульные тесты в основном проводятся разработчиками, которые создают и выполняют их для обеспечения надлежащего функционирования отдельных модулей. А поскольку интеграционные тесты являются более сложными, они обычно выполняются командой QA-инженеров. Однако это может включать сотрудничество между разработчиками и тестировщиками, а также заинтересованными сторонами, представляющими интересы конечных пользователей.
В этой статье мы представили основы автоматизации тестирования, обсудив подходы как к модульному, так и к интеграционному тестированию. Мы в компании L-TECH используем и умело применяем оба подхода, для того чтобы обеспечить качество разрабатываемых продуктов.