☕🔍 Тестирование в Java: лучшие практики, инструменты и рекомендации для разработчиков
Качественное тестирование – залог успешного Java-проекта. В этой статье мы поделимся лучшими практиками, инструментами и методами, которые помогут вам создавать надежный и эффективный код.
Разработка программного обеспечения – это комплексный и сложный процесс со множеством разнообразных задач. Среди них не только обеспечение корректной работы системы, но и соблюдение законодательных требований и стандартов индустрии. При этом не менее важны гибкость и экономическая эффективность.
Чтобы соответствовать всем стандартам постоянно развивающейся производственной среды, разработчикам необходимо полагаться на тестирование программного обеспечения, которое, в свою очередь, является одним из ключевых элементов, обеспечивающих развитие индустрии. В этой статье мы рассмотрим, почему тестирование необходимо. Я познакомлю вас с лучшими практиками, инструментами и платформами тестирования на Java.
Зачем нам тестирование?
Тестирование помогает быстро обнаружить и исправить ошибки, что имеет решающее значение для обеспечения качества продукта перед его запуском на клиентах. Иными словами, это залог достижения их удовлетворенности и доверия.
Причины, почему тестирование важно при разработке ПО, включают следующее:
- Простота проверки ожидаемого поведения кода: самый простой способ убедиться, что ваш код работает правильно, – это протестировать его. Это позволит вам быть уверенным, что, например, определенная часть кода делает то, что должна делать в данных условиях. Важно ничего не сломать во время внесения изменений в уже работающую систему, и подобные тесты могут показать, будут ли ваши изменения работать с остальной частью системы.
- Подстраховка для инженеров при командной работе: использование тестов важно и в коллаборативной среде. Разработчики обычно работают с кодом, который они изначально не писали. Однако, запустив уже имеющиеся тесты, разработчик может отслеживать, ведет ли код себя так же, как раньше (или по-другому, если он этого ожидает), и избежать неприятных побочных эффектов.
- Документация через тесты: Тестирование может также играть роль дополнительного способа ведения документации, которое отличается от комментариев и традиционной документации тем, что оно не пытается описать природу программы, а скорее демонстрирует, что и в каких сценариях должно происходить.
- Дополнительный уровень верификации, уменьшающий зависимость от QA: тест добавляет еще один уровень проверки, уменьшая зависимость от команд качества, которые часто играют важную роль в процессе разработки. Умело применяя методы тестирования, разработчики могут решить множество потенциальных проблем еще до того, как код достигнет контроля качества. Еще одним преимуществом этого подхода является сокращение циклов итераций, которое позволяет QA тестировать более сложные сценарии системного уровня. С другой стороны, это также помогает компании сэкономить на расходах на тестирование, поскольку на начальных этапах не нужно нанимать больше тестировщиков.
Какие методы тестирования лучше?
Скорость цикла разработки – это еще один важный показатель успешности проекта. Вот почему в разработке тестирование кода сразу после его написания является одной из лучших практик. Если проблема была обнаружена в начале, ее решение может занять всего несколько минут. А вот если эта ошибка находится на этапе производства, а не на стадии разработки, то ее исправление может занять гораздо больше времени. Это может повлечь за собой изменения на стороне клиента или даже на уровне операционной системы.
Представьте ситуацию, при которой баг в ПО ракеты был замечен при ее запуске. Катастрофа неминуема.
В этом смысле одним из подходов, позволяющих тестировать разработку до логического завершения, является использование разработки через тестирование (TDD – Test-Driven Design). Подход TDD предполагает написание тестов еще до начала написания фактического кода. В типичном цикле TDD необходимо выполнить следующие шаги:
- Создание теста для новой функциональности. Этот тест будет провален, потому что код, который должен удовлетворять требованиям теста, еще не существует.
- Написание минимально необходимого кода, который позволит пройти тест и поспособствует созданию простых и целенаправленных решений в коде.
- Рефакторинг кода с целью улучшения его структуры с сохранением функциональности.
Поскольку тесты пишутся первыми, TDD обеспечивает покрытие всего кода соответствующими тестами, что снижает вероятность проскальзывания незамеченных ошибок. Всё это приводит к созданию более надежного, качественного ПО и облегчает поддержку кодовой базы.
Какие существуют типы тестов Java?
Далее я приведу виды тестов, которые обычно используются для обеспечения эффективного и надежного процесса тестирования на Java:
Юнит-тестирование
Подобные базовые тесты гарантируют функциональность и надежность отдельных компонентов Java-приложения. Во время юнит-тестирования зависимости или другие слои обычно изолируются «моками» (тестовыми двойниками, mocks). Это дает вам возможность сосредоточиться исключительно на тестируемом элементе.
Юнит-тесты – это самый распространенный вид тестирования в приложениях, поскольку они охватывают большинство сценариев и крайних случаев и выполняются достаточно быстро и легко.
Каждый из инструментов для этого вида тестирования служит определенной цели. Основным фреймворком для тестирования является JUnit, который предоставляет аннотации и утверждения для определения и проверки тестовых методов.
Mockito – это фреймворк для создания тестовых двойников, который полезен при необходимости симулировать и изолировать внешние зависимости. Он работает в связке с JUnit, предлагая специальные исполнители и аннотации, которые упрощают создание имитаций в тестах JUnit.
Наконец, Hamcrest предоставляет коллекцию выразительных сопоставителей (matchers) для более описательных утверждений. Когда стандартная имитация оказывается недостаточной, особенно при работе со статическими методами или финальными классами, PowerMock предоставляет расширенные возможности.
Интеграционные тесты
После того, как мы убедились в корректной работе отдельных компонентов приложения, мы проводим тесты, чтобы проверить, как они взаимодействуют друг с другом в рамках интегрированной системы. Эти тесты более сложные, чем юнит-тесты, из-за их обширности. И встречаются они реже: в основном с их помощью можно тестировать некоторые конкретные сценарии, и в редких ситуациях – крайние случаи.
Из-за сложности настройки и проведения интеграционных тестов в Java часто требуются специализированные инструменты и фреймворки. JUnit, широко используемый для юнит-тестирования, может служить основой для интеграционных тестов благодаря своим адаптивным аннотациям и утверждениям, и может использоваться в сочетании с Mockito.
Spring Test является неотъемлемым для приложений на базе Spring, предоставляя стабильную среду для настоящих интеграционных тестов. Для приложений на базе Spring можно использовать аннотацию @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) для активации контекста приложения во время тестов.
End-to-End тесты (E2E)
Эти тесты, также известные как приемочные тесты, необходимы для подтверждения того, что все приложение или система функционируют должным образом. Они обеспечивают полное понимание работы системы: от пользовательских интерфейсов до сложных серверных процессов.
Их значимость состоит в уникальной способности воспроизводить реальные пользовательские взаимодействия, проверяя каждый шаг и обеспечивая бесперебойную работу критически важных бизнес-процессов. E2E-тесты более сложны и менее распространены, чем юнит- и интеграционные тесты, однако они проверяют основные пользовательские флоу, а не крайние случаи. По сути, они тестируют систему в целом, давая гарантию того, что код полностью готов к вводу в эксплуатацию.
Тестирование E2E в Java требует среды, похожей на производственную, с конкретными тестовыми данными, имитирующими реальные сценарии. Здесь мне сложно выбрать одну технологию для рекомендации, поскольку E2E-тестирование сильно зависит от природы тестируемой услуги и внешних ресурсов.
Тем не менее можно использовать библиотеки, такие как Unirest – они облегчают тестирование REST API сервиса. А внешние зависимости, такие как базы данных или очереди, могут быть имитированы с помощью локальных образов Docker.
Тесты пользовательского интерфейса (UI Tests)
Этот тип тестирования необходим для приложений с пользовательскими интерфейсами. Тесты UI, которые обычно требуют больше времени на написание и выполнение, гарантируют, что компоненты приложения, с которыми взаимодействует пользователь, работают как предполагалось. Это обеспечит функциональность и положительный пользовательский опыт.
Selenium является стандартом для тестирования пользовательского интерфейса в Java. Он позволяет разработчикам симулировать реальные пользовательские взаимодействия и проверять поведение UI, автоматизируя действия в браузере.
Хотя JUnit в первую очередь используется для оптимизации юнит-тестов, он также предоставляет знакомую среду для структурирования тестов UI при использовании в сочетании с Selenium.
Пирамида тестирования
Все упомянутые виды тестирования могут быть использованы для создания визуализации идеального распределения типов тестов, известного как Пирамида Тестирования. Её основание состоит из многочисленных и быстрых юнит-тестов. По мере продвижения вверх по пирамиде вы столкнетесь с более трудоемкими и сложными тестами, такими как интеграционные, E2E-тесты и UI-тесты.
Для юнит-, интеграционных, E2E- и UI- тестов идеальное распределение выглядит следующим образом: 60/20/15/5. Если вы не проводите тесты UI, можно использовать соотношение 60/30/10. Этот подход гарантирует крепкую основу из быстрых, сфокусированных тестов для выявления проблем на начальных этапах, что способствует эффективному тестированию и его результатам.
Как один из самых популярных языков программирования, Java обладает широкой экосистемой инструментов и фреймворков для тестирования, которые отвечают различным потребностям разработчиков. Используйте эти инструменты, а также практики, описанные в этой статье, и вы сможете значительно ускорить цикл разработки, улучшая при этом качество создаваемых систем и приложений.