Τι είναι το Unit Testing;

Τι είναι το Unit Testing;

Η δοκιμή μονάδας είναι μια μέθοδος δοκιμής λογισμικού όπου μεμονωμένες μονάδες ή στοιχεία κώδικα—όπως συναρτήσεις, μέθοδοι ή κλάσεις— δοκιμάζονται μεμονωμένα για να επαληθευτεί ότι λειτουργούν σωστά. Στόχος είναι να επικυρωθεί ότι τα μικρότερα κομμάτια μιας εφαρμογής συμπεριφέρονται όπως αναμένεται χωρίς εξαρτήσεις από εξωτερικά συστήματα.

A μονάδα μπορεί να είναι τόσο μικρό όσο μια μεμονωμένη λειτουργία ή τόσο μεγάλο όσο μια μικρή ενότητα, ανάλογα με τον τρόπο σχεδιασμού του λογισμικού. Η βασική αρχή είναι απομόνωση: οι εξωτερικοί πόροι, όπως οι βάσεις δεδομένων, τα API ή τα συστήματα αρχείων, θα πρέπει να πλαστογραφούνται ή να περικόπτονται, ώστε η δοκιμή να εστιάζει μόνο στη λογική της μονάδας.

Για παράδειγμα, στο Python:

def add (a, b): 
return a + b 
def test_add():
assert add(2, 3) == 5

Αυτή η απλή δοκιμή ελέγχει εάν το add Η συνάρτηση επιστρέφει το σωστό αποτέλεσμα. Αν και είναι απλή, καταδεικνύει την ιδέα: επαληθεύστε τη λογική ανεξάρτητα πριν την ενσωμάτωσή της με το υπόλοιπο σύστημα.

Με την εφαρμογή δοκιμών μονάδων, οι προγραμματιστές δημιουργούν ένα Ασφαλές Δίκτυο που ανιχνεύει γρήγορα τις παλινδρομήσεις, υποστηρίζει την αναδιαμόρφωση και βελτιώνει τη συντηρησιμότητα του λογισμικού.

Εξήγηση βίντεο δοκιμής μονάδας

Γιατί να εκτελέσετε Δοκιμές Μονάδας;

Δοκιμή μονάδας είναι σημαντικό επειδή οι προγραμματιστές λογισμικού μερικές φορές προσπαθούν να εξοικονομήσουν χρόνο κάνοντας ελάχιστες δοκιμές μονάδων και αυτός είναι ένας μύθος επειδή οι ακατάλληλες δοκιμές μονάδων οδηγούν σε υψηλό κόστος διόρθωσης ελαττωμάτων κατά τη διάρκεια Δοκιμή συστήματος, Δοκιμές Ενσωμάτωσης, και ακόμη και δοκιμές Beta μετά την κατασκευή της εφαρμογής. Εάν γίνει σωστή δοκιμή μονάδας στα αρχικά στάδια ανάπτυξης, τότε στο τέλος εξοικονομείται χρόνος και χρήμα.

Ακολουθούν οι βασικοί λόγοι για τους οποίους πρέπει να εκτελείται δοκιμή μονάδας στη μηχανική λογισμικού:

• Πρώιμος εντοπισμός σφαλμάτων – Τα προβλήματα εμφανίζονται κοντά στο σημείο που πρωτοεμφανίζονται, καθιστώντας τις διορθώσεις ταχύτερες και φθηνότερες.
• Βελτιωμένη ποιότητα κώδικα – Ο καθαρός, ελέγξιμος κώδικας συχνά οδηγεί σε καλύτερη αρχιτεκτονική και λιγότερες κρυφές εξαρτήσεις.
• Προστασία παλινδρόμησης – Οι δοκιμές μονάδας λειτουργούν ως δίχτυ ασφαλείας κατά την αναδιάρθρωση, διασφαλίζοντας ότι τα παλιά χαρακτηριστικά συνεχίζουν να λειτουργούν.
• Ταχύτεροι κύκλοι ανάπτυξης – Οι αυτοματοποιημένες δοκιμές μειώνουν τους βρόχους ανατροφοδότησης διασφάλισης ποιότητας (QA) και το φόρτο χειροκίνητων δοκιμών.
• Υψηλότερη αυτοπεποίθηση της ομάδας – Με ισχυρή κάλυψη δοκιμών μονάδας, οι προγραμματιστές αναπτύσσουν ενημερώσεις γνωρίζοντας ότι δεν θα προκαλέσουν προβλήματα στις υπάρχουσες λειτουργίες.

Με λίγα λόγια: Οι δοκιμές μονάδας εξοικονομούν χρόνο, μειώνουν τον κίνδυνο και βελτιώνουν την αξιοπιστίαΜετατρέπει τις δοκιμές από μια επώδυνη σκέψη σε μια προληπτική μηχανική πρακτική.

Πώς να εκτελέσετε δοκιμές μονάδας;

Μια αξιόπιστη ροή δοκιμής μονάδας είναι προβλέψιμη, γρήγορη και αυτοματοποιημένη. Χρησιμοποιήστε αυτόν τον βρόχο έξι βημάτων για να διατηρήσετε υψηλή ποιότητα και γρήγορη ανατροφοδότηση.

Βήμα 1) Ανάλυση των Μονάδων & Ορισμός Πακέτων

Προσδιορίστε τη μικρότερη ελεγχόμενη συμπεριφορά. Λίστα χαρούμενα μονοπάτια, άκρες θηκών, να συνθήκες σφάλματοςΔιευκρινίστε τις εισόδους/εξόδους και τις προ-/μετα-συνθήκες.

Βήμα 2) Ρύθμιση του περιβάλλοντος δοκιμής

Επιλέξτε το πλαίσιο, φορτώστε ελάχιστα εξαρτήματα και απομόνωση εξαρτήσεων (προσποιήσεις/απομιμήσεις/ψεύτικες δοκιμές). Διατηρήστε την εγκατάσταση ελαφριά για να αποφύγετε αργές, εύθραυστες δοκιμές.

Βήμα 3) Γράψτε το τεστ (Μοτίβο AAA)

Κανονίζω οι εισροές και το πλαίσιο → Πράξη καλώντας τη μονάδα → Προσθέστε το αναμενόμενο αποτέλεσμα. Προτιμήστε τους ισχυρισμούς συμπεριφοράς έναντι των εσωτερικών λεπτομερειών υλοποίησης.

# Arrange
cart = Cart(tax_rate=0.1)
# Act
total = cart.total([Item("book", 100)])
# Assert
assert total == 110

Βήμα 4) Εκτέλεση τοπικά και σε CI

Εκτελέστε πρώτα δοκιμές στο μηχάνημά σας και, στη συνέχεια, εκτελέστε τις στο CI για έλεγχο καθαρού περιβάλλοντος. Αποτύχετε γρήγορα. Διατηρήστε τα αρχεία καταγραφής συνοπτικά και εφαρμόσιμα.

Βήμα 5) Διάγνωση βλαβών, διόρθωση και επαναπροσδιορισμός

Όταν μια δοκιμή αποτυγχάνει, διορθώστε τον κώδικα ή τη δοκιμή, όχι και τα δύο ταυτόχρονα. Μετά το πράσινο, αναδιαμορφώστε με σιγουριά—δοκιμάζει τη συμπεριφορά του φρουρού.

Βήμα 6) Επανάληψη εκτέλεσης, Revπροβολή και συντήρηση

Επαναλάβετε την εκτέλεση ολόκληρης της σουίτας. Αφαιρέστε τις ασταθείς δοκιμές, καταργήστε τα διπλότυπα στοιχεία και επιβάλετε όρια κάλυψης χωρίς να τα πειράζετε. Ετικέτες αργών δοκιμών για να εκτελούνται λιγότερο συχνά.

Συμβουλές Pro:

• Διατήρηση δοκιμών γρήγορα (<200 ms έκαστο) και ανεξάρτητος.
• Δοκιμές ονομάτων για συμπεριφορά (π.χ, test_total_includes_tax).
• Αντιμετωπίστε την ασταθή λειτουργία ως σφάλμα. Θέστε την σε καραντίνα, διορθώστε την αιτία και, στη συνέχεια, ενεργοποιήστε την ξανά.

Ποιες είναι οι διαφορετικές τεχνικές δοκιμής μονάδων;

Οι δοκιμασίες μονάδας είναι πιο αποτελεσματικές όταν συνδυάζονται έξυπνες τεχνικές σχεδιασμού δοκιμών μαζί σου, λογικοί στόχοι κάλυψηςΣτοχεύστε σε εύρος όπου έχει σημασία, βάθος όπου ο κίνδυνος είναι υψηλότερος και αντισταθείτε στην παγίδα του «100% ή χρεοκοπία».

The Τεχνικές Δοκιμών Μονάδων κατηγοριοποιούνται κυρίως σε τρία μέρη:

1. Δοκιμή μαύρου κουτιού που περιλαμβάνει δοκιμή της διεπαφής χρήστη, μαζί με την είσοδο και την έξοδο
2. Δοκιμή λευκού κουτιού περιλαμβάνει τον έλεγχο της λειτουργικής συμπεριφοράς της εφαρμογής λογισμικού
3. Δοκιμή γκρι κουτιού χρησιμοποιείται για την εκτέλεση δοκιμαστικών σειρών, μεθόδων δοκιμών και περιπτώσεων δοκιμών, καθώς και για την εκτέλεση ανάλυσης κινδύνου.

Η κάλυψη είναι μια προγνωστικός δείκτης, όχι η γραμμή τερματισμού. Χρησιμοποιήστε το για να βρείτε τυφλά σημεία, όχι για να παραποιήσω τον αριθμό. Οι τεχνικές κάλυψης κώδικα που χρησιμοποιούνται στις Δοκιμές Μονάδων παρατίθενται παρακάτω:

• Κάλυψη δήλωσης
• Κάλυψη απόφασης
• Κάλυψη Υποκαταστήματος
• Κάλυψη κατάστασης
• Κάλυψη μηχανών πεπερασμένης κατάστασης

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την Κάλυψη Κώδικα, ανατρέξτε https://www.guru99.com/code-coverage.html

Ποιος είναι ο ρόλος του Mocking και του Stubbing στις δοκιμές μονάδων;

Οι δοκιμές μονάδας θα πρέπει να επικεντρώνονται μόνο στον υπό δοκιμή κώδικα — όχι οι εξαρτήσεις του. Εδώ είναι μπερδεύει και στέλεχος Ελάτε μέσα. Αυτά τα «δοκιμαστικά διπλά» αντικαθιστούν πραγματικά αντικείμενα, ώστε να μπορείτε να απομονώνετε τη συμπεριφορά, να ελέγχετε τα δεδομένα εισόδου και να αποφεύγετε αργές ή ασταθείς δοκιμές.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε το Test Doubles?

• Απομόνωση – Ελέγξτε μόνο τη μονάδα, όχι τη βάση δεδομένων, το δίκτυο ή το σύστημα αρχείων.
• Αιτιοκρατία – Ελέγξτε τις εκροές και τις παρενέργειες, ώστε τα αποτελέσματα να είναι συνεπή.
• Ταχύτητα – Οι δοκιμές εκτελούνται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου όταν δεν έρχονται σε επαφή με εξωτερικά συστήματα.
• Προσομοίωση ακραίας περίπτωσης – Εύκολη μίμηση σφαλμάτων (π.χ., χρονικό όριο API) χωρίς να τα περιμένετε στην πραγματική ζωή.

Στέλεχοι

A στέλεχος είναι μια απλοποιημένη αντικατάσταση που επιστρέφει μια σταθερή απόκριση. Δεν καταγράφει αλληλεπιδράσεις — απλώς παρέχει έτοιμα δεδομένα.

Παράδειγμα (Python):

def get_user_from_db(user_id):
# Imagine a real DB call here
raise NotImplementedError()
def test_returns_user_with_stub(monkeypatch):
# Arrange: stubbed DB call
monkeypatch.setattr("app.get_user_from_db", lambda _: {"id": 1, "name": "Alice"})
# Act
user = get_user_from_db(1)
# Assert
assert user["name"] == "Alice"

Ψεύτικα

A κοροϊδεύω είναι πιο ισχυρό: μπορεί να επαληθεύσει αλληλεπιδράσεις (π.χ., «κλήθηκε αυτή η μέθοδος με X;»).

Παράδειγμα (JavaΣενάριο με αστείο):

const sendEmail = jest.fn();
function registerUser(user, emailService) {
emailService(user.email, "Welcome!");
test("sends welcome email", () => {
// Arrange
const user = { email: "test@example.com" };
// Act
registerUser(user, sendEmail);
// Assert
expect(sendEmail).toHaveBeenCalledWith("test@example.com", "Welcome!");

});

Εδώ, το κοροϊδεύω ελέγχει ότι η υπηρεσία email κλήθηκε σωστά — κάτι που δεν μπορεί να κάνει ένα stub.

Κοινές παγίδες

• Υπερβολική κοροϊδία – Εάν κάθε συνεργάτης χλευάζεται, οι δοκιμές γίνονται εύθραυστες και συνδέονται με τις λεπτομέρειες υλοποίησης.
• Δοκιμές πλαστών δοκιμών αντί για συμπεριφορά – Εστίαση στα αποτελέσματα (τιμές κατάστασης/επιστροφής) έναντι των αλληλεπιδράσεων, όταν είναι δυνατόν.
• Διαρροή κώδικα ρύθμισης – Διατηρήστε τα προσχέδια/τα κείμενα ελαφριά· χρησιμοποιήστε βοηθήματα ή εξαρτήματα για ευανάγνωστη ανάγνωση.

Αντίχειρες κανόνες

• Stub όταν χρειάζεστε μόνο δεδομένα.
• Προσποιηθείτε πότε χρειάζεται να επαληθεύσετε τις αλληλεπιδράσεις.
• Προτιμήστε τα ψεύτικα αντί για τα βαριά ψεύτικα όταν μπορείτε (π.χ., στη βάση δεδομένων στη μνήμη αντί να προσποιείστε κάθε ερώτημα).

Το βασικό μήνυμα: Ο χλευασμός και το μαχαιρώματα είναι δευτερεύοντες ηθοποιοί, όχι τα αστέρια. Χρησιμοποίησε τα για να απομονώσεις τη μονάδα σου, αλλά μην τα αφήσεις να καταλάβουν τη σουίτα δοκιμών.

Ποια είναι τα κοινά εργαλεία δοκιμής μονάδων;

Υπάρχουν πολλά αυτοματοποιημένα λογισμικά δοκιμών μονάδας διαθέσιμα για να βοηθήσουν στη δοκιμή μονάδας στη δοκιμή λογισμικού. Θα δώσουμε μερικά παραδείγματα παρακάτω:

1. JUnitΤο Junit είναι ένα δωρεάν εργαλείο δοκιμών που χρησιμοποιείται για το Java γλώσσα προγραμματισμού. Παρέχει ισχυρισμούς για τον προσδιορισμό της μεθόδου δοκιμής. Αυτό το εργαλείο ελέγχει πρώτα τα δεδομένα και στη συνέχεια τα εισάγει στο κομμάτι κώδικα.
2. ΜονάδαΤο NUnit είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πλαίσιο δοκιμών μονάδων (unit-testing framework) για όλες τις γλώσσες προγραμματισμού .NET. Είναι ένα εργαλείο ανοιχτού κώδικα που επιτρέπει τη μη αυτόματη σύνταξη σεναρίων. Υποστηρίζει δοκιμές που βασίζονται σε δεδομένα, οι οποίες μπορούν να εκτελούνται παράλληλα.
3. Μονάδα PHPUΤο PHPUnit είναι ένα εργαλείο δοκιμής μονάδων για προγραμματιστές PHP. Λαμβάνει μικρά τμήματα κώδικα, τα οποία ονομάζονται μονάδες, και τα ελέγχει ξεχωριστά. Το εργαλείο επιτρέπει επίσης στους προγραμματιστές να χρησιμοποιούν προκαθορισμένες μεθόδους διεκδίκησης για να βεβαιώνουν ότι ένα σύστημα συμπεριφέρεται με έναν συγκεκριμένο τρόπο.

Αυτά είναι μερικά μόνο από τα διαθέσιμα εργαλεία δοκιμής μονάδων. Υπάρχουν πολλά περισσότερα, ειδικά για Γλώσσες Γ και Java, αλλά σίγουρα θα βρείτε ένα εργαλείο δοκιμής μονάδων για τις ανάγκες προγραμματισμού σας, ανεξάρτητα από τη γλώσσα που χρησιμοποιείτε.

Test Driven Development (TDD) & Unit Testing

Οι δοκιμές μονάδων (unit testing) στο TDD περιλαμβάνουν εκτεταμένη χρήση πλαισίων δοκιμών. Ένα πλαίσιο δοκιμής μονάδων (unit test framework) χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αυτοματοποιημένων δοκιμών μονάδων (unit testing). Τα πλαίσια δοκιμής μονάδων (unit testing frameworks) δεν είναι μοναδικά για το TDD, αλλά είναι απαραίτητα για αυτό. Παρακάτω, εξετάζουμε μερικά από τα οφέλη του TDD στον κόσμο των δοκιμών μονάδων:

• Τα τεστ γράφονται πριν από τον κώδικα
• Βασιστείτε σε μεγάλο βαθμό στα πλαίσια δοκιμής
• Όλες οι κατηγορίες στις εφαρμογές είναι δοκιμασμένες
• Η γρήγορη και εύκολη ενσωμάτωση είναι δυνατή

Ακολουθούν ορισμένα οφέλη του TDD:

• Ενθαρρύνει μικρές, ελέγξιμες μονάδες και απλά σχέδια.
• Αποτρέπει την υπερβολική μηχανική επεξεργασία· δημιουργείτε μόνο ό,τι απαιτεί η δοκιμή.
• Παρέχει ένα ζωντανό δίχτυ ασφαλείας για τους ανακατασκευαστές.

Συμβουλή ειδικού: Επιλέξτε TDD όποτε θέλετε αυστηρή ανατροφοδότηση σχεδιασμού σε επίπεδο κώδικα και ταχεία, σταδιακή πρόοδος στις μονάδες.

Γιατί να ενσωματώσω τις δοκιμασίες μονάδας στο CI/CD;

Οι δοκιμές μονάδας προσφέρουν τη μεγαλύτερη αξία όταν συνδέονται απευθείας με το συνεχής ολοκλήρωση και συνεχής παράδοση (CI/CD)Αντί να είναι μια δεύτερη σκέψη, γίνονται ένα ποιοτική πύλη που επικυρώνει αυτόματα κάθε αλλαγή πριν από την αποστολή της.

Ακολουθούν οι λόγοι για την ενσωμάτωση των δοκιμών μονάδας σε αγωγούς CI/CD:

• Άμεση ανατροφοδότηση – Οι προγραμματιστές γνωρίζουν μέσα σε λίγα λεπτά εάν η αλλαγή τους προκάλεσε κάποιο πρόβλημα.
• Shift-αριστερή ποιότητα – Τα σφάλματα εντοπίζονται κατά την ολοκλήρωση, όχι μετά την κυκλοφορία.
• Εμπιστοσύνη στις αναπτύξεις – Οι αυτοματοποιημένοι έλεγχοι διασφαλίζουν ότι οι «πράσινες κατασκευές» είναι ασφαλείς για ώθηση.
• Κλιμακούμενη συνεργασία – Ομάδες οποιουδήποτε μεγέθους μπορούν να συγχωνεύσουν κώδικα χωρίς να αλληλοεπιδρούν.

Μύθος δοκιμής μονάδων

Ακολουθούν μερικοί συνηθισμένοι μύθοι για το Unit Testing:

«Απαιτεί χρόνο και έχω πάντα υπερβολικό χρονοδιάγραμμα. Ο κώδικάς μου είναι ακλόνητος! Δεν χρειάζομαι δοκιμές μονάδων.»

Οι μύθοι από τη φύση τους είναι ψευδείς υποθέσεις. Αυτές οι υποθέσεις οδηγούν σε έναν φαύλο κύκλο ως εξής:

Η αλήθεια είναι ότι η δοκιμή μονάδων αυξάνει την ταχύτητα ανάπτυξης.

Οι προγραμματιστές πιστεύουν ότι ο Έλεγχος Ενσωμάτωσης θα εντοπίσει όλα τα σφάλματα και δεν θα εκτελέσει τον έλεγχο μονάδας. Μόλις ενσωματωθούν οι μονάδες, πολύ απλά σφάλματα που θα μπορούσαν εύκολα να βρεθούν και να διορθωθούν στον έλεγχο μονάδας χρειάζονται πολύ χρόνο για να εντοπιστούν και να διορθωθούν.

Πλεονέκτημα δοκιμής μονάδας

• Οι προγραμματιστές που θέλουν να μάθουν ποια λειτουργικότητα παρέχεται από μια μονάδα και πώς να τη χρησιμοποιούν μπορούν να εξετάσουν τις δοκιμές της μονάδας για να αποκτήσουν μια βασική κατανόηση του API της μονάδας.
• Η δοκιμή μονάδας επιτρέπει στον προγραμματιστή να αναδιαμορφώσει τον κώδικα σε μεταγενέστερη ημερομηνία και να βεβαιωθεί ότι η ενότητα εξακολουθεί να λειτουργεί σωστά (δηλαδή, Δοκιμή παλινδρόμησης). Η διαδικασία είναι να γραφτούν δοκιμαστικές περιπτώσεις για όλες τις λειτουργίες και τις μεθόδους, έτσι ώστε κάθε φορά που μια αλλαγή προκαλεί σφάλμα, να μπορεί να εντοπιστεί και να διορθωθεί γρήγορα.
• Λόγω της αρθρωτής φύσης της δοκιμής της μονάδας, μπορούμε να δοκιμάσουμε μέρη του έργου χωρίς να περιμένουμε την ολοκλήρωση άλλων.

Μειονεκτήματα δοκιμής μονάδας

• Δεν μπορεί να αναμένεται ότι ο έλεγχος μονάδας θα εντοπίσει κάθε σφάλμα σε ένα πρόγραμμα. Δεν είναι δυνατό να αξιολογηθούν όλες οι διαδρομές εκτέλεσης, ακόμη και στα πιο ασήμαντα προγράμματα.
• Η δοκιμή μονάδων (unit testing) από τη φύση της επικεντρώνεται σε μια μονάδα κώδικα. Ως εκ τούτου, δεν μπορεί να εντοπίσει σφάλματα ενσωμάτωσης ή γενικά σφάλματα σε επίπεδο συστήματος.

Συνιστάται η χρήση των δοκιμών μονάδας σε συνδυασμό με άλλες δραστηριότητες δοκιμών.

Unit Testing καλυτερα Practices

• Οι περιπτώσεις δοκιμής μονάδας θα πρέπει να είναι ανεξάρτητες. Σε περίπτωση βελτιώσεων ή αλλαγών στις απαιτήσεις, οι περιπτώσεις δοκιμής μονάδας δεν θα πρέπει να επηρεάζονται.
• Δοκιμάστε μόνο έναν κωδικό κάθε φορά.
• Ακολουθήστε σαφείς και συνεπείς συμβάσεις ονομασίας για τις δοκιμές της μονάδας σας
• Σε περίπτωση αλλαγής κωδικού σε οποιαδήποτε μονάδα, βεβαιωθείτε ότι υπάρχει η αντίστοιχη μονάδα Δοκιμαστική θήκη για την ενότητα και η ενότητα περνά τις δοκιμές πριν αλλάξει την υλοποίηση
• Τα σφάλματα που εντοπίστηκαν κατά τη δοκιμή της μονάδας πρέπει να διορθωθούν πριν προχωρήσετε στην επόμενη φάση στο SDLC
• Υιοθετήστε μια προσέγγιση "δοκιμή ως ο κωδικός σας". Όσο περισσότερο κώδικα γράψετε χωρίς δοκιμή, τόσο περισσότερες διαδρομές πρέπει να ελέγξετε για σφάλματα.

Συχνές Ερωτήσεις

Περίληψη