Що таке модульне тестування?

Що таке модульне тестування?

Модульне тестування — це метод тестування програмного забезпечення, за якого окремі блоки або компоненти коду— такі як функції, методи чи класи — тестуються окремо, щоб перевірити їхню правильність роботи. Мета полягає в тому, щоб перевірити, чи найменші частини програми поводяться належним чином, без залежностей від зовнішніх систем.

A блок може бути як маленькою, як одна функція, так і великою, як невеликий модуль, залежно від того, як розроблено програмне забезпечення. Ключовий принцип полягає в ізоляціяЗовнішні ресурси, такі як бази даних, API або файлові системи, слід імітувати або заглушати, щоб тест зосереджувався лише на логіці юніта.

Наприклад, в Python:

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

Цей простий тест перевіряє, чи add Функція повертає правильний результат. Хоча вона тривіальна, вона демонструє ідею: перевірити логіку незалежно, перш ніж інтегруватися з рештою системи.

Практикуючи модульне тестування, розробники створюють сітка безпеки який швидко виявляє регресії, підтримує рефакторинг та покращує підтримку програмного забезпечення.

👉 Зареєструйтесь на безкоштовний проект Live Unit Testing

Навіщо проводити модульне тестування?

Unit Testing це важливо, оскільки розробники програмного забезпечення іноді намагаються заощадити час, проводячи мінімальне модульне тестування, і це міф, оскільки неналежне модульне тестування призводить до високої вартості виправлення дефектів під час Тестування системи, інтеграційне тестування, і навіть бета-тестування після створення програми. Якщо належне модульне тестування проводиться на ранніх етапах розробки, то зрештою це заощаджує час і гроші.

Ось основні причини для проведення модульного тестування в програмній інженерії:

• Раннє виявлення помилок – Проблеми виникають поблизу місця їх виникнення, що робить їх виправлення швидшим та дешевшим.
• Покращена якість коду – Чистий, тестований код часто призводить до кращої архітектури та меншої кількості прихованих залежностей.
• Захист від регресії – Модульні тести діють як запобіжна сітка під час рефакторингу, забезпечуючи безперебійну роботу старих функцій.
• Швидші цикли розвитку – Автоматизовані тести скорочують цикли зворотного зв’язку з контролю якості та зменшують накладні витрати на ручне тестування.
• Вища впевненість у команді – Завдяки надійному охопленню модульними тестами, розробники розгортають оновлення, знаючи, що вони не порушать роботу існуючих функцій.

Коротко: Модульне тестування економить час, зменшує ризики та підвищує надійністьЦе перетворює тестування з болісної дрібниці на проактивну інженерну практику.

Відео пояснення модульного тестування

Як виконати модульне тестування?

Надійний процес модульного тестування є передбачуваним, швидким та автоматизованим. Використовуйте цей шестикроковий цикл, щоб підтримувати високу якість та швидкий зворотний зв'язок.

Крок 1) Аналіз одиниці та визначення випадків

Визначте найменшу тестовану поведінку. Список щасливих шляхів, крайові корпуси та умови помилкиУточніть вхідні/вихідні дані та попередні/післяумовні фактори.

Крок 2) Налаштування тестового середовища

Виберіть каркас, завантажте мінімальну кількість кріплень та ізолювати залежності (моки/заготовки/підробки). Зберігайте прості налаштування, щоб уникнути повільних та крихких тестів.

Крок 3) Напишіть тест (шаблон AAA)

Організувати вхідні дані та контекст → Діяти зателефонувавши до підрозділу → Assert очікуваний результат. Віддавайте перевагу твердженням про поведінку, а не внутрішнім деталям реалізації.

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

Крок 4) Запуск локально та в неофісній інтеграції

Спочатку виконайте тести на вашій машині, а потім запустіть у неперервній мережі для перевірки чистого середовища. Швидко виходьте з ладу; ведіть логи лаконічними та практичними.

Крок 5) Діагностика збоїв, виправлення та рефакторинг

Коли тест провалюється, виправити код або тест, а не обидва одночасно. Після зеленого кольору, рефакторинг з упевненістю — тести поведінки захисту.

Крок 6) Повторний запуск, Revпереглядати та підтримувати

Перезапустіть повний пакет. Видаліть ненадійні тести, дедуплікуйте фікстури та застосуйте їх. пороги покриття без маніпуляцій з ними. Позначте повільні тести, щоб вони запускалися рідше.

Про поради:

• Зберігати тести швидко (<200 мс кожен) та незалежний.
• Назвіть тести для поведінка (наприклад, test_total_includes_tax).
• Ставтеся до нестабільності як до помилки; помістіть її в карантин, виправте першопричину, а потім знову ввімкніть.

Які різні методи модульного тестування?

Модульні тести найефективніші, коли вони поєднуються методи розробки розумних тестів з розумні цілі покриттяПрагніть до широти там, де це важливо, до глибини там, де ризик найвищий, і уникайте пастки «100% або провал».

Команда Методи модульного тестування в основному поділяються на три частини:

1. Тестування чорного ящику що включає тестування користувацького інтерфейсу, а також вхідних та вихідних даних
2. Тестування білої скриньки включає тестування функціональної поведінки програмного застосунку
3. Тестування сірої скриньки використовується для виконання наборів тестів, методів тестування та тестових випадків, а також для проведення аналізу ризиків

Покриття – це випереджаючий індикатор, а не фінішна пряма. Використайте її для знайти сліпі зони, а не для маніпуляцій з цифрами. Методи покриття коду, що використовуються в модульному тестуванні, перелічені нижче:

• Покриття заяви
• Покриття рішень
• Покриття філій
• Покриття умов
• Покриття кінцевого автомата

Щоб дізнатися більше про покриття коду, див. https://www.guru99.com/code-coverage.html

Яка роль мокінгу та заглушки в модульному тестуванні?

Модульні тести повинні зосереджуватися лише на тестованому коді — не його залежності. Ось де знущається та заглушки заходьте. Ці «тестові дублі» замінюють реальні об'єкти, що дозволяє ізолювати поведінку, контролювати вхідні дані та уникати повільних або нестабільних тестів.

Навіщо використовувати тест Doubles?

• Ізоляція – Тестуйте лише пристрій, а не базу даних, мережу чи файлову систему.
• Детермінізм – Контролюйте результати та побічні ефекти, щоб вони були послідовними.
• швидкість – Тести виконуються за мілісекунди, коли вони не стосуються зовнішніх систем.
• Моделювання крайового випадку – Легко імітувати помилки (наприклад, тайм-аут API), не чекаючи їх у реальному житті.

Заглушки

A заглушки — це спрощена заміна, яка повертає фіксовану відповідь. Вона не записує взаємодії — вона просто надає консервативні дані.

Приклад (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"

Знущання

A знущатися є потужнішим: він може перевіряти взаємодії (наприклад, «чи був цей метод викликаний з X?»).

Приклад (JavaСкрипт з Jest):

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!");

});

Ось тут знущатися перевіряє, чи було викликано службу електронної пошти — чого не може зробити заглушка.

Загальні пастки

• Надмірне глузування – Якщо кожного співробітника висміюють, тести стають крихкими та прив’язаними до деталей реалізації.
• Тестування макетів замість поведінки – Зосередьтеся на результатах (стан/повернені значення), а не на взаємодіях, коли це можливо.
• Витік коду налаштування – Зберігайте макети/заготовки легкими; використовуйте помічники або фікстури для зручності читання.

Емпіричні правила

• Заглушка, коли вам потрібні лише дані.
• Імітуйте, коли потрібно перевірити взаємодії.
• Віддавайте перевагу підробкам, а не важким пародіям коли це можливо (наприклад, база даних в оперативній пам'яті замість того, щоб імітувати кожен запит).

Підсумок: Глузування та знущання є актори другого плану, а не зірки. Використовуйте їх, щоб ізолювати свій підрозділ, але не дозволяйте їм захопити тестовий комплекс.

Які поширені інструменти модульного тестування?

Існує кілька програм для автоматизованого модульного тестування, які допомагають виконувати модульне тестування під час тестування програмного забезпечення. Нижче ми наведемо кілька прикладів:

1. JUnitJunit — це безкоштовний інструмент для тестування, який використовується для Java мова програмування. Він надає твердження для ідентифікації методу тестування. Цей інструмент спочатку тестує дані, а потім вставляє їх у фрагмент коду.
2. NUодиницяNUnit — це широко використовуваний фреймворк для модульного тестування для всіх мов .NET. Це інструмент з відкритим кодом, який дозволяє писати скрипти вручну. Він підтримує тести на основі даних, які можуть виконуватися паралельно.
3. PHPUnitPHPUnit — це інструмент модульного тестування для PHP-програмістів. Він бере невеликі фрагменти коду, які називаються модулями, та тестує кожен з них окремо. Інструмент також дозволяє розробникам використовувати попередньо визначені методи тверджень, щоб стверджувати, що система поводиться певним чином.

Це лише деякі з доступних інструментів модульного тестування. Є багато іншого, особливо для Мови C та Java, але ви обов'язково знайдете інструмент для модульного тестування для ваших потреб програмування, незалежно від мови, яку ви використовуєте.

Розробка, керована тестуванням (TDD) і модульне тестування

Модульне тестування в TDD передбачає широке використання тестових фреймворків. Фреймворк модульного тестування використовується для створення автоматизованих модульних тестів. Фреймворки модульного тестування не є унікальними для TDD, але вони є для нього важливими. Нижче ми розглянемо деякі з переваг TDD у світі модульного тестування:

• Тести пишуться перед кодом
• Покладайтеся на фреймворки тестування
• Всі класи в додатках тестуються
• Стає можливою швидка та проста інтеграція

Ось деякі переваги TDD:

• Заохочує використання невеликих, тестованих одиниць та простих дизайнів.
• Запобігає надмірному проектуванню; ви будуєте лише те, що вимагає тест.
• Забезпечує живу сітку безпеки для рефакторингу.

Порада експертаОберіть TDD, коли забажаєте чіткий зворотний зв'язок щодо дизайну на рівні коду та швидкий, поступовий прогрес у розробці юнітів.

Навіщо інтегрувати модульні тести в CI/CD?

Модульні тести мають найбільшу цінність, коли вони безпосередньо підключені до конвеєр безперервної інтеграції та безперервної доставки (CI/CD).Замість того, щоб бути другорядною думкою, вони стають quality gate який автоматично перевіряє кожну зміну перед її надсиланням.

Ось причини інтеграції модульних тестів у конвеєри CI/CD:

• Негайний зворотній зв'язок – Розробники знають протягом кількох хвилин, чи їхня зміна щось порушила.
• Shift-ліва якість – Помилки виявляються під час фіксації, а не після релізу.
• Впевненість у розгортаннях – Автоматизовані перевірки гарантують безпеку впровадження «зелених конструкцій».
• Масштабована співпраця – Команди будь-якого розміру можуть об’єднувати код, не наступаючи одна на одну.

Міф про модульне тестування

Ось деякі поширені міфи про модульне тестування:

«Це вимагає часу, а в мене завжди перевантажений графік. Мій код — бездоганний! Мені не потрібні модульні тести».

Міфи за своєю природою є хибними припущеннями. Ці припущення призводять до такого замкнутого кола:

Правда в тому, що модульне тестування збільшує швидкість розробки.

Програмісти вважають, що інтеграційне тестування виявить усі помилки та не виконує модульне тестування. Після інтеграції модулів дуже прості помилки, які можна було б легко знайти та виправити за допомогою модульного тестування, потребують дуже багато часу для їх виявлення та виправлення.

Перевага модульного тестування

• Розробники, які хочуть дізнатися, які функції надає модуль і як ним користуватися, можуть переглянути модульні тести, щоб отримати базове розуміння API модуля.
• Модульне тестування дозволяє програмісту рефакторувати код пізніше та переконатися, що модуль все ще працює правильно (тобто Регресійне тестування). Процедура полягає в написанні тестових випадків для всіх функцій і методів, щоб щоразу, коли зміна спричиняє помилку, її можна було швидко ідентифікувати та виправити.
• Завдяки модульному характеру модульного тестування ми можемо тестувати частини проекту, не чекаючи завершення інших.

Недоліки модульного тестування

• Не можна очікувати, що модульне тестування виявить кожну помилку в програмі. Неможливо оцінити всі шляхи виконання, навіть у найпростіших програмах.
• Модульне тестування за своєю природою зосереджене на одиниці коду. Отже, воно не може виявляти помилки інтеграції або загальні помилки системного рівня.

Рекомендується використовувати модульне тестування разом з іншими видами тестування.

Найкращі методи модульного тестування

• Модульні тести повинні бути незалежними. У разі будь-яких удосконалень або змін у вимогах, модульні тести не повинні бути враховані.
• Тестуйте лише один код за раз.
• Дотримуйтеся чітких і узгоджених умов імен для своїх модульних тестів
• У разі зміни коду в будь-якому модулі переконайтеся, що є відповідний блок Тестовий випадок для модуля, і модуль проходить тести перед зміною реалізації
• Помилки, виявлені під час модульного тестування, необхідно виправити перед переходом до наступного етапу в SDLC
• Прийміть підхід «тест як ваш код». Чим більше коду ви пишете без тестування, тим більше шляхів вам потрібно перевірити на наявність помилок.

Поширені запитання

Резюме