Что такое юниты
Что такое модульное тестирование
Зачем необходимо тестировать юниты
Преимущества юнит-тестов
Как проходит процесс юнит-тестирования
Общие рекомендации
Test driven development
Советы для тестировщиков и разработчиков
Применение юнит-тестов в коммерческой разработке
Что такое юниты
Юнит представляет собой наименьшую единицу кода, которая может быть протестирована независимо. Такие единицы обычно соответствуют отдельным классам, методам либо функциям, которые можно проверить изолированно, не влияя на остальную разработку. Проверка их работы помогает определять дефекты и ошибки в самом начале разработки, обеспечивая этим общую надежность системы.
Потратив время на написание тщательных unit-тестов, команды разработчиков могут улучшить качество своего программного обеспечения, что в конечном итоге экономит время и деньги за счет снижения затрат на обслуживание. Расскажем, как это делается, где оказывается востребованным, чем полезно.
Что такое модульное тестирование
Это тип работы с ПО, при котором отдельные юниты тестируются изолированно. Оно проводится для выявления дефектов в конкретном модуле без запуска всего приложения. Такой подход к работе помогает гарантировать, что каждый модуль функционирует по своему назначению, отвечает требованиям системы. Модульное тестирование — это важная часть разработки ПО, помогающая создавать надежные, качественные системы.
Зачем необходимо тестировать юниты
Многие компании требуют от разработчиков покрытие юнит-тестами, осознавая важность этого процесса для поддержки работоспособности своих информационных систем.
Проверка действует как защитный барьер, предотвращая развал работы в случае ошибок, допущенных отдельными членами команды. Своевременное обнаружение и устранение ошибок на уровне отдельных модулей снижает риск возникновения критических сбоев в более крупной системе.
Современные компании часто подписывают соглашения SLA, гарантируя тем самым работоспособность своих сервисов. Любой простой продукта может привести к финансовым потерям. Помимо финансовых последствий, простои могут серьезно подорвать репутацию компании. Даже краткосрочные сбои в работе сайта или приложения могут повлиять на лояльность аудитории продукта, вызвать отток пользователей.
Для предотвращения таких проблем компании предпочитают подождать завершения всех тестовых процессов, не выпускать в продакшн код, который может поставить под угрозу функционирование системы. Это позволяет своевременно защитить репутацию, а также финансовые интересы компании.
Преимущества юнит-тестов
Тестирование юнитов имеет несколько важных преимуществ.
- Обнаружение ошибок на начальных этапах. Модульный подход помогает выявлять ошибки в небольших изолированных единицах, что намного проще, чем находить их в более крупном, сложном коде. Это экономит время и ресурсы, предотвращая исправления ошибок на более поздних стадиях работы.
- Повышение качества. Такой подход помогает гарантировать, что каждый модуль работает как ожидается, соответствует заявленным требованиям. Это приводит к повышению надежности программного обеспечения и росту доверия пользователей.
- Уменьшение регрессионных ошибок. Регрессионные ошибки возникают, когда исправление одной ошибки приводит к появлению другой. Модульный подход помогает предотвратить такие ошибки за счет проверки того, что изменения не нарушают существующую функциональность.
- Упрощение рефакторинга и обслуживания. Качественно, тщательно написанные unit-тесты играют роль технической документации, облегчают понимание, обслуживание. Это делает рефакторинг и апдейт ПО менее рискованными и одновременно более эффективными.
- Ускорение разработки. Модульный подход обеспечивает быстрое выполнение, быструю обратную связь, что позволяет разработчикам оперативно находить недостатки, а потом их устранять. Это ускоряет цикл разработки, повышает производительность.
Как проходит процесс юнит-тестирования
Расскажем подробнее о процессе юнит-тестирования.
Общие рекомендации
Unit-тестирование позволяет проверять отдельные функции или небольшие фрагменты программы. Для этого разработчики используют тестовые фреймворки, которые предоставляют инструменты для создания имитаций (моков) функций.
Моки дают возможность изолировать тестируемую функцию от остальной разработки. Это гарантирует, что функция тестируется в контролируемых условиях, независимо от внешних факторов.
Рассмотрим функцию на языке Go, которая принимает идентификатор резервной копии (backup ID), а затем возвращает имя файла резервной копии:
func GetBackupFileName(backupID int) (string, error) {
// ...
}
Проверка должна охватывать все возможные сценарии, включая негативные кейсы, когда функция возвращает ошибку.
Иногда рассматриваемый фрагмент может быть значительно больше основного кода. Хотя это само по себе не является проблемой, важно убедиться, что проверка покрывает только необходимую функциональность.
Рекомендуется тестировать только те фрагменты, которые могут потребовать изменений или поддержки в будущем. Сложные функции следует разбить на более мелкие для облегчения работы.
Моки полезны для изоляции тестируемой функции, но их чрезмерное использование может привести к хрупким тестам, а также к усложнению всего решения.
В большинстве случаев для unit-тестирования достаточно минимальной модификации. Если функция слишком сложная, ее следует разделить на более мелкие функции, с которыми работать легче.
Test driven development
Разработка через тестирование (TDD) — это методология разработки программного обеспечения, при которой тестировщики включаются в работу еще до реализации основного проекта. Это побуждает разработчиков учитывать требования, а также границы разработки, что приводит к более надежному результату.
TDD выполняется в три этапа.
- Создание теста. Сначала пишется тестовый сценарий, определяющий ожидаемое поведение. Он должен быть конкретным, проверяющим определенную функциональность.
- Написание. Затем разрабатывается код, который проходит тест. Он должен быть кратким, простым, максимально понятным.
- Рефакторинг. После написания кода он рефакторится для оптимизации его структуры и производительности, не нарушая при этом прохождение тестовых алгоритмов.
TDD предлагает ряд преимуществ:
- раннее обнаружение ошибок — тщательная проверка обнаруживает ошибки на ранних стадиях, что облегчает их исправление;
- высокое тестовое покрытие — TDD побуждает разработчиков писать тесты для всего кода, что повышает тестовое покрытие, снижает риск ошибок;
- легкость обслуживания, расширения — код, написанный с использованием TDD, легче поддерживать, расширять, поскольку он разработан с учетом четких требований и границ.
Чтобы использовать TDD, разработчикам необходимы:
- фреймворк для написания тестов (например, JUnit для Java или pytest для Python);
- приверженность к тестовой работе до реализации кода;
- дисциплина для рефакторинга.
Работа тестировщика до реализации способствует выявлению ошибок на ранних стадиях, повышает тестовое покрытие, помогает создавать легко поддерживаемое, расширяемое программное обеспечение.
Советы для тестировщиков и разработчиков
Вот несколько общих советов для эффективного unit-тестирования.
- Тестируйте отдельные единицы. Unit-тесты должны быть изолированы, тестируйте отдельные модули или компоненты без учета внешних зависимостей.
- Придерживайтесь принципа DRY (Don’t repeat yourself, «не повторяйся»). Используйте методы настройки и очистки для устранения повторяющихся фрагментов в тест-кейсах.
- Стремитесь к высокому покрытию кода. Пишите алгоритмы, охватывающие все ветви, все пути, чтобы повысить уверенность в надежности разрабатываемого ПО.
- Избегайте фикстур и макетов. По возможности замените фикстуры и макеты на реальные зависимости, чтобы сделать тестовые алгоритмы более надежными и реалистичными.
- Ожидайте сбои в определенных условиях, чтобы гарантировать, что исключения обрабатываются должным образом.
- Автоматизируйте свою работу. Используйте фреймворки тестирования, а также инструменты непрерывной интеграции для автоматизации запуска, экономии времени, обеспечения постоянной работы тестировщика.
- Делайте тесты быстрыми и независимыми. Напишите их таким образом, чтобы они выполнялись быстро, а заодно и не зависели друг от друга, чтобы снизить время ожидания, упростив тем самым отладку.
- Регулярно пересматривайте, улучшайте алгоритмы, чтобы гарантировать их актуальность, полноту, а также отражение внесенных изменений в разрабатываемом программном обеспечении.
Для эффективной интеграции юнит-тестов в процесс разработки ПО рекомендуется следовать нескольким рекомендациям.
- Написать их еще до написания кода. Написание тестовых алгоритмов до реализации (уже упомянутая разработка через тестирование или TDD) помогает определить требования и гарантирует, что работа ПО соответствует ожидаемому поведению.
- Автоматизировать тесты. Автоматизация с помощью инструментов CI/CD (непрерывной интеграции и непрерывной поставки) позволяет запускать unit-тесты при каждом изменении, обеспечивая быстрое обнаружение ошибок.
- Регулярно обновлять алгоритмы. По мере изменения кодовой базы юнит-тесты необходимо обновлять, чтобы гарантировать, что они по-прежнему актуальны и эффективны.
Следуя этим рекомендациям, разработчики могут создать надежный набор механизмов для тестирования.
Применение юнит-тестов в коммерческой разработке
Вот несколько примеров применения модульного тестирования в коммерческой разработке:
- проверка логики бизнес-правил. Модульный подход можно использовать для проверки правильности реализации бизнес-правил, гарантируя, что код ведет себя в соответствии с ожидаемым поведением;
- проверка зависимостей. Как уже говорилось, unit-тесты могут тестировать код, связанный с внешними зависимостями, таких как базы данных или сторонние API, изолируя тестируемый фрагмент от связанных с ним внешних факторов;
- проверка граничных условий. Unit-тесты могут проверять программу на корректную работу с граничными условиями, такими как пустые входные данные или предельные значения;
- обработка исключений. Юнит-тесты могут проверять, что программа правильно обрабатывает исключения и возвращает ожидаемые сообщения об ошибках.
Юнит-тесты широко используются в следующих сферах:
- веб-разработка — проверка контроллеров, моделей, представлений;
- разработка мобильных приложений — проверка функций, служб, пользовательского интерфейса;
- разработка игр — проверка игровой логики, физики, искусственного интеллекта;
- встроенное программное обеспечение — проверка аппаратных интерфейсов, драйверов, алгоритмов управления;
- библиотеки и фреймворки — работа с готовыми к использованию компонентами и зависимостями.
Автоматизируя процесс, модульный подход экономит время и усилия. Этот метод дает разработчикам уверенность в том, что их ПО работает правильно.
Кроме того, юнит-тесты улучшают дизайн ПО, поощряя разработку модульного и тестируемого кода. Это облегчает обслуживание и расширение системы в будущем. Такой подход также помогает уменьшить технический долг, снижая количество ошибок, которые могут накапливаться и препятствовать развитию проекта.
Для углубленного изучения этого подхода целесообразно ознакомиться со специализированными фреймворками, разработанными для того языка программирования, с которым вы привыкли работать. Найдите крупные open source проекты, в которых используются эти фреймворки. Поучаствуйте в их работе, чтобы проанализировать реализацию тестов, определить, как они используются в реальных проектах. Для более глубокого погружения рассмотрите вариант загрузки проекта и непосредственного взаимодействия с тестовыми алгоритмами, что позволит вам на практике изучить их работу. Таким образом, вы получите практическое понимание того, как писать эффективные юнит-тесты, что является важнейшим навыком для разработчиков ПО.