Testy jednostkowe. Zasady, praktyki i wzorce - ebook

Każdy inżynier oprogramowania zna teoretyczne podstawy testowania. O tym, że sumienne przeprowadzenie testów ma podstawowe znaczenie dla jakości gotowego produktu, nie trzeba nikogo przekonywać. A jednak wciąż zbyt często okazuje się, że zaplanowanie, napisanie i przeprowadzenie testów jednostkowych w praktyce nie jest łatwym zadaniem. Co gorsza, niewłaściwe testy psują kod, mnożą błędy i zabierają mnóstwo cennego czasu i pieniędzy. Okazuje się, że dla uzyskania maksymalnej jakości projektu, który trzeba dostarczyć w krótkim czasie, konieczne jest nauczenie się praktycznego stosowania zasad i wzorców testowania jednostkowego.

Jeśli znasz już podstawy testowania jednostkowego, dzięki tej książce nauczysz się projektowania i pisania testów, które obierają za cel model domeny i pozostałe kluczowe obszary kodu. Ten przejrzyście napisany przewodnik poprowadzi Cię przez proces tworzenia zestawów testowych o optymalnej wartości, bezpiecznej automatyzacji testowania i umiejętnego włączania go w cykl życia oprogramowania. W książce znalazły się uniwersalne wskazówki dotyczące analizy dowolnych testów jednostkowych oraz porady odnoszące się do zmian testów następujących wraz ze zmianami kodu produkcyjnego. Nie zabrakło również informacji, dzięki którym sprawnie zidentyfikujesz i wykluczysz ewentualne antywzorce testowania. Materiał został bogato zilustrowany przejrzystymi przykładami kodu napisanego w C#. Naturalnie, mają one zastosowanie także dla innych języków programowania.

W książce między innymi:

• cel testowania jednostkowego i cechy dobrych testów
• fundamenty porządnego testowania jednostkowego
• wpływ zaślepek i sterowników na stabilność testów
• style testowania jednostkowego
• zalety i ograniczenia testowania integracyjnego

Przed wdrożeniem dobrze przetestuj swój kod!

 

Przedmowa 11

 

Podziękowania 12

O książce 13

O autorze 15

CZĘŚĆ I. SZEROKI HORYZONT 17

Rozdział 1. Cel testowania jednostkowego 19

• 1.1. Obecna kondycja testowania jednostkowego 20
• 1.2. Cel testowania jednostkowego 21
  • 1.2.1. Co czyni test dobrym? 23
• 1.3. Stosowanie wskaźników pokrycia do mierzenia jakości zestawu testowego 24
  • 1.3.1. Interpretacja wskaźnika pokrycia kodu 25
  • 1.3.2. Interpretacja wskaźnika pokrycia gałęzi 26
  • 1.3.3. Problemy z pokryciem gałęzi 27
  • 1.3.4. Wymaganie procentowej wartości pokrycia 30
• 1.4. Właściwości dobrego zestawu testowego 31
  • 1.4.1. Integracja z cyklem wytwarzania oprogramowania 31
  • 1.4.2. Koncentracja na najważniejszych częściach kodu 31
  • 1.4.3. Maksymalna wartość przy minimalnych kosztach 32
• 1.5. Czego nauczysz się z tej książki 33
• Podsumowanie 34

Rozdział 2. Co to jest test jednostkowy? 37

• 2.1. Definicja testu jednostkowego 38
  • 2.1.1. Izolacja - podejście londyńskie 38
  • 2.1.2. Izolacja - podejście klasyczne 44
• 2.2. Klasyczna i londyńska szkoła testów jednostkowych 47
  • 2.2.1. Obsługa zależności według szkoły londyńskiej i klasycznej 47
• 2.3. Zestawienie podejść - klasycznej i londyńskiej szkoły testowania jednostkowego 51
  • 2.3.1. Testowanie jednostkowe jednej klasy na raz 51
  • 2.3.2. Testowanie jednostkowe dużej mapy wzajemnie łączących się klas 52
  • 2.3.3. Dokładne wskazywanie źródła błędów 52
  • 2.3.4. Inne różnice między podejściem klasycznym a londyńskim 53
• 2.4. Testy integracyjne według dwóch szkół 54
  • 2.4.1. Testy systemowe to podzbiór testów integracyjnych 55
• Podsumowanie 57

Rozdział 3. Anatomia testu jednostkowego 59

• 3.1. Struktura testu jednostkowego 60
  • 3.1.1. Zastosowanie wzorca AAA 60
  • 3.1.2. Unikanie wielokrotnych sekcji przygotuj, zrób, sprawdź 61
  • 3.1.3. Unikanie warunków w testach 62
  • 3.1.4. Optymalna wielkość sekcji 63
  • 3.1.5. Liczba weryfikacji w sekcji asercji 65
  • 3.1.6. Sekwencja końcowa 65
  • 3.1.7. Zróżnicowanie systemu poddawanego testom 65
  • 3.1.8. Usunięcie komentarzy na temat sekcji z testów 66
• 3.2. Omówienie biblioteki testowej xUnit 67
• 3.3. Wielokrotne wykorzystanie jarzma testowego 68
  • 3.3.1. Silne wiązania między testami - antywzorzec 69
  • 3.3.2. Użycie konstruktora zmniejsza czytelność 70
  • 3.3.3. Lepszy sposób wielokrotnego wykorzystania jarzma testowego 70
• 3.4. Nazewnictwo testów jednostkowych 72
  • 3.4.1. Nazewnictwo testów jednostkowych - wytyczne 74
  • 3.4.2. Przykład: zmiana nazwy testu zgodnie z wytycznymi 74
• 3.5. Zamiana na testy parametryzowane 76
  • 3.5.1. Generowanie danych dla testów parametryzowanych 78
• 3.6. Biblioteka asercji i dalsze poprawianie czytelności testów 80
• Podsumowanie 81

CZĘŚĆ II. TESTY, KTÓRE PRACUJĄ DLA CIEBIE 83

Rozdział 4. Cztery filary dobrego testu jednostkowego 85

• 4.1. Cztery filary dobrego testu jednostkowego 86
  • 4.1.1. Filar pierwszy: ochrona przed regresją 86
  • 4.1.2. Filar drugi: odporność na zmiany 87
  • 4.1.3. Co powoduje wyniki obarczone błędem pierwszego rodzaju 89
  • 4.1.4. Skup się na końcowym wyniku, a nie szczegółach implementacyjnych 92
• 4.2. Nierozerwalny związek między pierwszą a drugą cechą 94
  • 4.2.1. Zwiększanie dokładności testów 94
  • 4.2.2. Waga wyników fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych - dynamika 96
• 4.3. Filary trzeci i czwarty: szybka informacja zwrotna i utrzymywalność 97
• 4.4. W poszukiwaniu idealnego testu 98
  • 4.4.1. Czy możliwe jest stworzenie idealnego testu 99
  • 4.4.2. Przypadek skrajny nr 1: test systemowy 99
  • 4.4.3. Przypadek skrajny nr 2: testy trywialne 100
  • 4.4.4. Przypadek skrajny nr 3: niestabilne testy 101
  • 4.4.5. W poszukiwaniu idealnego testu - wyniki 102
• 4.5. Omówienie dobrze znanych pojęć z zakresu testów automatycznych 105
  • 4.5.1. Poziomy piramidy testów 105
  • 4.5.2. Wybór między testowaniem czarno- i białoskrzynkowym 107
• Podsumowanie 108

Rozdział 5. Atrapy i stabilność testów 111

• 5.1. Rozróżnienie między atrapami a zaślepkami 112
  • 5.1.1. Rodzaje dublerów testowych 112
  • 5.1.2. Atrapa (narzędzie) kontra atrapa (dubler testowy) 113
  • 5.1.3. Nie poddawaj asercjom interakcji z zaślepkami 114
  • 5.1.4. Używanie atrap i zaślepek razem 116
  • 5.1.5. Związek atrap i zaślepek z poleceniami i zapytaniami 116
• 5.2. Zachowanie dające się zaobserwować a szczegóły implementacyjne 117
  • 5.2.1. Dające się zaobserwować zachowanie to nie publiczny interfejs API 118
  • 5.2.2. Wyciekające szczegóły implementacyjne - przykład z operacją 119
  • 5.2.3. Dobrze zaprojektowany interfejs API i enkapsulacja 122
  • 5.2.4. Wyciekające szczegóły implementacyjne - przykład ze stanem 123
• 5.3. Związek między atrapami a niestabilnością testów 125
  • 5.3.1. Architektura heksagonalna 125
  • 5.3.2. Komunikacja wewnątrzsystemowa i międzysystemowa 129
  • 5.3.3. Komunikacja wewnątrzsystemowa i międzysystemowa - przykład 130
• 5.4. Klasyczna i londyńska szkoła testowania jednostkowego - raz jeszcze 133
  • 5.4.1. Nie wszystkie zewnętrzne zależności należy zastępować atrapami 133
  • 5.4.2. Wykorzystanie atrap do weryfikowania zachowania 135
• Podsumowanie 135

Rozdział 6. Style testowania jednostkowego 139

• 6.1. Trzy style testowania jednostkowego 140
  • 6.1.1. Styl oparty na rezultatach - definicja 140
  • 6.1.2. Styl oparty na stanach - definicja 141
  • 6.1.3. Styl oparty na komunikacji - definicja 142
• 6.2. Trzy style testowania jednostkowego - porównanie 143
  • 6.2.1. Porównanie stylów pod względem ochrony przed regresją i szybkości informacji zwrotnej 144
  • 6.2.2. Porównanie stylów pod względem odporności na zmiany 144
  • 6.2.3. Porównanie stylów pod względem utrzymywalności 145
  • 6.2.4. Porównanie stylów - wyniki 147
• 6.3. Architektura funkcyjna 148
  • 6.3.1. Czym jest programowanie funkcyjne? 148
  • 6.3.2. Czym jest architektura funkcyjna? 151
  • 6.3.3. Porównanie architektury funkcyjnej i heksagonalnej 153
• 6.4. Przejście do architektury funkcyjnej i testowania opartego na rezultatach 154
  • 6.4.1. System audytowania - wprowadzenie 154
  • 6.4.2. Wykorzystanie atrap w celu oddzielenia testu od systemu plików 157
  • 6.4.3. Przejście do architektury funkcyjnej 160
  • 6.4.4. Potencjalne dalsze kroki 164
• 6.5. Wady architektury funkcyjnej 165
  • 6.5.1. Zasadność stosowania architektury funkcyjnej 165
  • 6.5.2. Wady pod względem wydajności 167
  • 6.5.3. Wady pod względem rozmiaru bazy kodu 167
• Podsumowanie 168

Rozdział 7. Zmiany ku bardziej wartościowym testom jednostkowym 171

• 7.1. Określenie kodu podlegającego refaktoryzacji 172
  • 7.1.1. Cztery typy kodu 172
  • 7.1.2. Wykorzystanie wzorca Skromny Obiekt do podziału przeszacowanego kodu 175
• 7.2. Zmiany ku bardziej wartościowym testom 178
  • 7.2.1. System zarządzania kontaktami z klientami - wprowadzenie 178
  • 7.2.2. Próba nr 1: ujawnienie zależności 180
  • 7.2.3. Próba nr 2: wprowadzenie warstwy usług aplikacji 180
  • 7.2.4. Próba nr 3: usunięcie złożoności z usługi aplikacji 182
  • 7.2.5. Próba nr 4: wprowadzenie nowej klasy Company 184
• 7.3. Analiza optymalnego pokrycia testami jednostkowymi 186
  • 7.3.1. Testowanie warstwy domeny i kodu pomocniczego 187
  • 7.3.2. Testowanie kodu z pozostałych części diagramu 188
  • 7.3.3. Czy powinno się testować warunki wstępne? 188
• 7.4. Obsługa logiki warunkowej w kontrolerach 189
  • 7.4.1. Wykorzystanie wzorca Polecenie 191
  • 7.4.2. Wykorzystanie zdarzeń domeny do śledzenia zmian w modelu domeny 194
• 7.5. Wnioski 197
• Podsumowanie 199

CZĘŚĆ III. TESTY INTEGRACYJNE 203

Rozdział 8. Po co testy integracyjne? 205

• 8.1. Test integracyjny - definicja 206
  • 8.1.1. Rola testów integracyjnych 206
  • 8.1.2. Piramida testów - jeszcze raz 207
  • 8.1.3. Testy integracyjne kontra szybka reakcja 208
• 8.2. Które zewnętrzne zależności testować bezpośrednio 209
  • 8.2.1. Dwa typy zależności poza kontrolą procesu 210
  • 8.2.2. Obsługa zarządzanych i niezarządzanych zależności 211
  • 8.2.3. Co, jeśli nie możesz wykorzystać prawdziwej bazy danych w testach integracyjnych? 212
• 8.3. Testy integracyjne - przykład 213
  • 8.3.1. Jakie scenariusze przetestować? 214
  • 8.3.2. Klasyfikacja bazy danych i szyny danych 214
  • 8.3.3. Co z testami systemowymi? 215
  • 8.3.4. Test integracyjny - próba pierwsza 216
• 8.4. Stosowanie interfejsów do abstrakcji zależności 217
  • 8.4.1. Interfejsy i luźne wiązania 217
  • 8.4.2. Po co używać interfejsów dla zewnętrznych zależności? 218
  • 8.4.3. Stosowanie interfejsów dla wewnętrznych zależności 219
• 8.5. Najlepsze praktyki testów integracyjnych 220
  • 8.5.1. Jasno oznacz granice modelu domeny 220
  • 8.5.2. Zmniejszaj liczbę warstw 220
  • 8.5.3. Usuwaj zapętlone zależności 222
  • 8.5.4. Użycie wielu sekcji działania w teście 224
• 8.6. Jak testować zapisywanie logów 225
  • 8.6.1. Czy w ogóle powinno się testować pisanie logów 225
  • 8.6.2. Jak testować pisanie logów 226
  • 8.6.3. Ile logowania wystarczy 231
  • 8.6.4. Jak przekazywać instancje mechanizmu logowania 232
• 8.7. Wnioski 233
• Podsumowanie 233

Rozdział 9. Najlepsze praktyki modelowania za pomocą atrap 237

• 9.1. Maksymalizowanie wartości atrap 237
  • 9.1.1. Weryfikacja interakcji na obrzeżach systemu 240
  • 9.1.2. Zastępowanie atrap agentami 243
  • 9.1.3. Co z interfejsem IDomainLogger 245
• 9.2. Najlepsze praktyki modelowania za pomocą atrap 246
  • 9.2.1. Atrapy służą tylko do testów integracyjnych 246
  • 9.2.2. Wiele atrap w jednym teście 246
  • 9.2.3. Weryfikacja liczby żądań 247
  • 9.2.4. Modeluj tylko typy, które sam utworzyłeś 247
• Podsumowanie 248

Rozdział 10. Testowanie bazy danych 251

• 10.1. Warunki umożliwiające testowanie bazy danych 252
  • 10.1.1. Przechowywanie bazy danych w systemie kontroli wersji 252
  • 10.1.2. Dane referencyjne to część schematu bazy danych 253
  • 10.1.3. Oddzielne instancje dla każdego programisty 254
  • 10.1.4. Stanowe i migracyjne podejście do dostarczania bazy danych 254
• 10.2. Zarządzanie transakcjami w bazie danych 256
  • 10.2.1. Zarządzanie transakcjami w kodzie produkcyjnym 256
  • 10.2.2. Zarządzanie transakcjami w testach integracyjnych 263
• 10.3. Cykl życia danych testowych 265
  • 10.3.1. Równoległe i sekwencyjne wykonanie testów 265
  • 10.3.2. Sprzątanie danych pomiędzy wykonaniami testów 266
  • 10.3.3. Unikanie baz danych operujących w pamięci 267
• 10.4. Wielokrotne wykorzystanie kodu w sekcjach 268
  • 10.4.1. Wielokrotne użycie kodu w sekcji przygotowań 268
  • 10.4.2. Wielokrotne użycie kodu w sekcji działania 271
  • 10.4.3. Wielokrotne użycie kodu w sekcji asercji 271
  • 10.4.4. Czy test tworzy zbyt wiele transakcji do bazy danych 272
• 10.5. Często zadawane pytania na temat testowania baz danych 273
  • 10.5.1. Czy testować operacje odczytu? 273
  • 10.5.2. Czy testować repozytoria? 275
• 10.6. Wnioski 276
• Podsumowanie 276

CZĘŚĆ IV. ANTYWZORCE TESTOWANIA JEDNOSTKOWEGO 279

Rozdział 11. Antywzorce testowania jednostkowego 281

• 11.1. Testowanie jednostkowe prywatnych metod 282
  • 11.1.1. Metody prywatne i niestabilność testów 282
  • 11.1.2. Metody prywatne i niedostateczne pokrycie 282
  • 11.1.3. Kiedy testowanie metod prywatnych jest akceptowalne 283
• 11.2. Udostępnianie stanu prywatnego 285
• 11.3. Przenikanie wiedzy domenowej do testów 286
• 11.4. Zanieczyszczanie kodu 288
• 11.5. Modelowanie za pomocą atrap konkretnych klas 290
• 11.6. Praca z czasem 293
  • 11.6.1. Czas jako kontekst środowiskowy 293
  • 11.6.2. Czas jako jawna zależność 294
• 11.7. Wnioski 295
• Podsumowanie 295