Все, что нужно знать о модульном тестировании

Unit test – один из самых значимых этапов выпуска программного обеспечения. В данной статье предстоит выяснить, что он собой представляет, какие особенности, преимущества и недостатки имеет. Необходимо понять разницу между модульным и итерационным тестированием, рассмотреть методы и виды изучаемой операции. Дополнительно нужно ознакомиться со смежной манипуляцией – разработкой через тестирование. Предложенная информация подойдет как тестировщикам, так и обычным программистам.

Определение

 Тест – это исследование того или иного проекта. Целью соответствующей операции является получение данных о качестве программы. Тесты кодов дают возможность оценивать разнообразные риски программного обеспечения, а также удостовериться в его исправности и работоспособности.

Юнит тестирование – тесты кодов, направленные на проверку исправности функционирования отдельных частей приложения (модулей), а также их процессов. С помощью таких тестов получается избегать ошибок, быстро обнаруживать текущие неисправности в процессе обновления того или иного проекта.

Юнит тесты не требуют полной проверки исходного приложения – только его определенных частей. Проводятся они обычно на этапе разработки (непосредственного написания кода).

Модульные тесты будут изолировать часть кода, а затем проверять его на факт работоспособности. В виде единиц измерения обычно выступают:

• объекты;
• методы;
• модули;
• определенные функции;
• процедуры.

Рассматриваемые тесты – это первый этап тестирования. Они относятся к «белому ящику» (white box), который выполняется непосредственно программистом. Данная задача может быть поручена QA-инженерам, но такое наблюдается лишь в небольших компаниях с маленьким кадровым составом.

Зачем используется

Модульные тесты заключаются в том, чтобы избежать накапливания ошибок в коде в будущем, а также исключить регрессию ранее отлаженных модулей.

Рассматриваемые операции решают следующие задачи:

1. Поиск ошибок и их исправление на ранних этапах программирования. Это помогает значительно снизить затраты на разработку проекта в будущем.
2. Улучшение понимания разработчиками базового кода программного обеспечения.
3. Предоставление возможности простой и быстрой корректировки кода приложения в случае необходимости.
4. Повторное использование кода или его фрагментов в других продуктах (включая сами тесты).
5. Предоставление своеобразной проектной документации. В Unit test описываются особенности исходного кода. С их помощью программисты, не знакомые с проектом, смогут быстро понять принцип его функционирования.

С помощью модульного тестирования удается экономить разнообразные ресурсы разработчиков и заказчика. Сюда относятся не только финансы, но и время на программирование/поддержку имеющегося программного проекта.

Преимущества и недостатки

Рассматриваемая операция имеет как сильные, так и слабые стороны. Модульные тесты пользуются огромным спросом в большинстве программных продуктов. Именно поэтому его особенности должен знать каждый тестировщик.

К преимуществам Юнит тестов относят:

1. Простоту. Написание теста для отдельных модулей кода намного проще, чем проверка всего приложения целиком.
2. Высокий уровень информативности. Грамотно составленный тест помогает понять API-программы, функциональные возможности того или иного модуля, особенности его применения. Все это бывает очень полезно, если при работе над проектом произошла смена ответственных лиц за разработку и проверку продуктов.
3. Возможность реализации параллельной разработки. Рассматриваемый процесс позволяет организовать проверку работы одного элемента (фрагмента) независимо от других частей приложения. Данный прием позволяет параллельно разрабатывать разнообразные программные модули. Время на создание исходного проекта будет сокращено.
4. Возможность повторного использования. Достаточно один раз создать тест для проверки конкретного модуля, чтобы вернуться к нему позднее для повторной проверки фрагмента кода.

 Недостатки у Юнит тестов тоже есть. К ним можно отнести:

1. Отсутствие гарантий обнаружения ошибок. Это связано с тем, что даже в небольших и простых приложениях проблематично предугадать все возможные сценарии реализации (выполнения).
2. Возможность выявления ошибок только в отдельных модулях, а не во всем программном обеспечении. Модульные тесты не позволяют увидеть неполадки и ошибки, возникающие при интеграции фрагментов кода друг с другом.

Рассматриваемый процесс не подойдет для выявления системных ошибок во всем проекте целиком.

Модульное и интеграционное тестирование: разница

Unit testing часто путают с интеграционным тестированием. Это не совсем правильно. Оба вида проверки – это тесты, но они совершенно разные в плане реализации и назначения уровня проверки исходных кодов.

У модульного тестирования можно выделить следующие ключевые особенности:

1. Узкая специализация. Проверять предстоит только отдельно взятые фрагменты кода, а не все приложение сразу.
2. Простота реализации. Тестирование модулей отдельно друг от друга (особенно в процессе параллельной разработки) – это достаточно простая операция в плане реализации. Она может быть организована без привлечения дополнительных внешних ресурсов.

Интеграционные тесты отличаются такими особенностями как:

1. Общая направленность. При организации интеграционных тестов кода проверке подвергается все программное обеспечение, включая основное ядро и функциональные возможности имеющегося проекта.
2. Сложность реализации. Интеграционное тестирования осуществляется в среде, которая максимально приближена к реальной. Такая операция требует значительных ресурсов (баз данных, серверов).

Модульное и интеграционное тестирование в реальной практике не противопоставляются. Они прекрасно дополняют друг друга. За счет проверки каждого отдельного модуля исходного кода можно минимизировать количество ошибок, которые обязательно всплывут при интеграции элементов приложения. Интеграционное тестирование дает возможность оценить взаимодействие фрагментов программного обеспечения друг с другом и с ядром проекта.

Виды тестирования

Юнит тесты бывают разными. А именно:

1. Ручными. Они проводятся очень просто по заранее сформированной документации, включающей в себя пошаговые инструкции. Такой подход рекомендуется только для небольших и достаточно простых фрагментов кода. Ручные тесты отнимают много времени.
2. Автоматизированными. Юнит тесты заключаются в использовании специально разработанных тестовых сред. Они будут проверять работу модулей и выявлять в них ошибки. Для каждой функциональной части программного обеспечения пишется отдельный код теста. Один и тот же тест для проверки разных элементов проекта применять нельзя. Проверяемый модуль при автоматизированном тестировании требуется изолировать от ядра приложения и других его составляющих. Это поможет избежать искажения результатов проверки.

Рекомендуется пользоваться обоими видами модульного тестирования для самых разных проектов. Автоматизированный подход позволяет смоделировать разнообразные сценарии поведения исходного кода. Если в процессе проверки обнаруживаются серьезные сбои и ошибки, система остановит процесс до их непосредственного устранения программистом. После этого тест запускается снова.

Методы реализации

Для организации рассматриваемого процесса используются разнообразные методы. К ним относят:

1. Черный ящик (black box). При таком подходе тестирование организовывается по входным и выходным сигналам модуля без анализа структуры его исходного кода. Обычно «черный ящик» используется тогда, когда проверка выполняется новым или сторонним разработчиком – специалистом, который не участвовал в непосредственной разработке проекта или его компонентов.
2. Белый ящик (white box). При таком методе тестированию подвергаются внутренние структуры модулей, их возможности, особенности поведения, реакции на посылаемые (входные) сигналы и так далее. Изначально здесь изучаемый элемент является полностью прозрачным и понятным разработчику, оценивающим внутренние и внешние аспекты его работы.

К одному и тому же элементу можно применять различные концепции проверки. «Черный и белый ящики» не исключают других инструментов тестирования. Обычно программисты создают для каждого проекта уникальные тесты, принимающие во внимание особенности того или иного программного продукта.

Реализация «белого ящика»

Чтобы лучше понимать рассматриваемые тесты, подробнее будет изучен метод «белого ящика». Он включает в себя несколько этапов:

1. Анализ отдельно взятого модуля. На этом этапе проверки программист занимается изучением внутренней структуры кода, а также функциональные возможности модуля и его поведение в процессе работы. Этот этап проходит на порядок быстрее, если разработчик сам создавал фрагмент кода или участвовал в его формировании. В противном случае придется поднимать соответствующую документацию, а также консультироваться с создателем блока кода. Только это поможет понять, как работает проверяемый компонент.
2. Формирование кейс-листа. Так называется сценарий или модуль, которые должны продемонстрировать поведение проверяемого фрагмента исходного кода в реальной обстановке. Далее создаются искусственные среды, максимально приближенные к реальной, но без привлечения внешних ресурсов (они обычно используются в работе программы): веб-серверов, информационных баз и так далее.
3. Тестирование модуля. Проверяемый элемент, предварительно изолированный от ядра программы и других фрагментов кода, запускается в тесте. Разработчику необходимо обратить внимание на то, как кодовый блок реагирует на входные сигналы, как он работает, соответствует ли его структура выполняемым задачам. Программист также анализирует возможные ошибки и неполадки.

Описанный алгоритм характеризует метод «белого ящика», часто встречающийся в юнит тестах. С его помощью получится лучше и быстрее понять, за что отвечает рассматриваемый тип проверки программного обеспечения.

Рекомендации к модульному тестированию

Чтобы грамотно провести Unit тестирование, необходимо, чтобы тесты:

1. Соответствовали определенному модулю. Один и тот же тест не может применяться для тестирования разных в плане реализации и назначения фрагментов кода.
2. Являлись автоматизированными. Ручная проверка тоже может пригодиться, но она менее эффективна и более трудоемка. Unit тесты лучше вписывать в сам код. Это поможет запускать соответствующую проверку автоматически.
3. Были современными. Если тест не может быть написан до разработки самого кода программы, его лучше создавать параллельно. Такой прием позволит сэкономить много времени в будущем.
4. Отвечали ключевым (основным) задачам. В процессе написания тестов не требуется учитывать все возможные сценарии поведения программы. Рекомендуется сосредоточиться на ключевых задачах, а остальные вносить (дополнять) по мере необходимости.
5. Обладать понятными и хорошими названиями. Имена у проверок должны описывать то, что именно проверяется, в каких условиях это делается. Рекомендуется также указывать желаемые результаты.

Эти советы помогут лучше понять, как писать юнит тесты в том или ином случае. Существуют ситуации, при которых модульные проверки проводить не рекомендуется. О них тоже должен помнить каждый разработчик.

Когда не нужны модульные проверки

От рассматриваемого типа проверки программного обеспечения необходимо отказаться в следующих случаях:

1. Проводится тестирование сложных и разветвленных алгоритмов (примером может послужить красно-черное дерево). В этом случае приходится разрабатывать огромное количество тестов, что значительно усложняет и замедляет проверку.
2. Когда отсутствуют четкие результаты. Примером может послужить математическое моделирование природных процессов. Эта операция настолько сложная, что их «выход» невозможно спрогнозировать – лишь описать в виде интервалов вероятных значений.
3. При проверке кода, взаимодействующего с системой. Пример – модуль, связанный с портами, таймерами или иными «нестабильными» элементами, которые проблематично изолировать.
4. В процессе проверки всего кода приложения. Юнит тестирование не показывает интеграционные ошибки, неполадки в ядре и иные сбои, которые не относятся непосредственно к тому или иному модулю.
5. Если у разработчика недостаточно квалификации и низкая культура программирования. Это связано с тем, что «модульная проверка» работает лишь тогда, когда строго соблюдаются правила и принципы технологии. Этот процесс также сопровождается постоянным отслеживанием всех вносимых во фрагмент кода изменений.

Рассматриваемая проверка кода неэффективна при работе с максимально простым кодом. Она сработает и покажет верный результат, но нет смысла тратить ресурсы (силы, время и так далее) на ее реализацию.

Разработка через тестирование

При разработке программного обеспечения обычной является ситуация, при которой программист сначала пишет код, а затем создает под него тесты и выполняет проверку. Достаточно часто используется и обратный процесс. Речь идет о ситуации, когда сначала разрабатывается тест, а затем на его основе пишется программный код.

Описанный процесс – это «разработка через тестирование». Его суть заключается в том, чтобы с помощью заранее написанных тестов определить требования к будущему проекту.

Разработку через тестирование можно разделить на несколько этапов:

1. Формирование и добавление теста. Операция осуществляется перед внедрением каждой новой функции в исходный код приложения. Запускаться проверка не будет из-за того, что проверяемый блок (фрагмент) еще не написан. Если тестирование сработало, значит проект имеет схожую или аналогичную функцию. Второй вариант – тест написан некорректно.
2. Написание программного кода. Опираясь на то, как должно вести себя тестирование в «идеальных» условиях, разработчик пишет код того или иного модуля. Необязательно делать это с высокой точностью – на следующем этапе разработки предстоит внести корректировки в исходный код. Сейчас все, что от него требуется – это прохождение теста. Как только та или иная часть приложения написана, она прогоняется через тест-программу, а затем анализируется.
3. Рефакторинг. Как только программист убедится в том, что написанный модуль успешно тестируется, соответствующий элемент должен быть проверен на наличие мусора, дублирования, неточностей. На этом этапе предстоит максимально очистить блок кода, чтобы сделать его максимально понятным, простым и прозрачным.

Основы работы с unit test изучены. Чтобы научиться тестировать таким способом приложения, а также создавать тест-программы, рекомендуется пройти дистанционные компьютерные курсы. Они рассчитаны на срок от нескольких месяцев до года и позволяют сформировать первое портфолио, а также получить документ, подтверждающий знания и навыки в выбранном направлении.

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!