什么是集成测试？（示例）

什么是集成测试？

整合测试 被定义为一种测试类型，其中软件模块在逻辑上被集成并作为一个组进行测试。一个典型的软件项目由多个软件模块组成，由不同的程序员编码。这种级别的测试的目的是在集成时暴露这些软件模块之间交互中的缺陷

集成测试专注于检查这些模块之间的数据通信。因此，它也被称为 '它' （集成和测试） “字符串测试” 有时 “线程测试”.

何时以及为何进行集成测试？

集成测试在单元测试之后、完整系统测试之前进行。它在验证不同环境中的数据流、共享 API 和相互依赖的模块时最为有用。通过尽早运行集成测试，团队可以发现单元测试经常遗漏的接口不匹配、数据契约缺失以及依赖项失败等问题。

当多个模块或服务必须交换数据、涉及第三方集成，以及一个模块的更改可能影响其他模块时，您应该使用集成测试。集成测试可以减少缺陷泄漏，提高整体质量，并确保系统在进行更大规模的测试或发布之前能够可靠运行。

尽管每个软件模块都经过单元测试，但由于各种原因仍然存在缺陷，例如

• 模块通常由单个软件开发人员设计，其理解和编程逻辑可能与其他程序员不同。集成测试对于验证软件模块是否能够协同工作至关重要。
• 在模块开发过程中，客户的需求很有可能发生变化。这些新需求可能尚未经过单元测试，因此系统集成测试就变得十分必要。
• 软件模块与数据库的接口可能存在错误
• 外部硬件接口（如果有）可能会有错误
• 异常处理不充分可能会导致问题。

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集成测试用例示例

之路 测试用例 与其他测试用例的不同之处在于 主要关注模块之间的接口和数据/信息流。这里优先考虑的是 整合链接 而不是已经测试过的单元功能。

以下场景的示例集成测试用例：应用程序有 3 个模块，例如“登录页面”，“Mail邮箱”、“删除邮件”等功能，并且各个功能逻辑上是融为一体的。

这里，不要太专注于登录页面测试，因为它已经在 单元测试。但检查一下它是如何链接到 Mail Box 页面。

同样， Mail Box：检查其与删除的集成 Mail模块。

测试用例 ID	测试用例目标	测试用例 Description	预期结果
1	检查登录和 Mail盒模块	输入登录凭据并点击登录按钮	指向 Mail Box
2	检查 Mail框和删除 Mail模块	从 Mail框中，选择电子邮件并单击删除按钮	选定的电子邮件应出现在“已删除/垃圾”文件夹中

集成测试的类型

软件工程定义了执行集成测试的多种策略，即：

• 大爆炸方法：
• 增量方法：进一步分为以下几类
  • 自下而上的方法
  • 自上而下的方法
  • 三明治方法——自上而下和自下而上的结合

以下是不同的策略、它们的实施方式以及它们的局限性和优点。

大爆炸测试

大爆炸测试 是一种集成测试方法，其中所有组件或模块一次性集成在一起，然后作为一个单元进行测试。测试时，这组组合的组件被视为一个实体。如果单元中的所有组件未完成，则集成过程将不会执行。

优点：

• 更快的设置 – 所有模块一次性集成。
• 完整系统视图 – 立即观察整体行为。
• 无存根/驱动程序 – 减少额外的开发工作。
• 适合小型项目 – 更简单的系统非常适合。
• 以用户为本 – 与最终用户体验紧密匹配。

缺点：

• 难以调试 – 故障更难隔离。
• 后期缺陷检测 – 仅在完全集成后才发现错误。
• 高风险 – 重大问题可能会阻碍整个测试。
• 不可扩展 – 复杂系统变得难以管理。
• 测试覆盖率低 – 某些模块测试不足。

增量测试

在 增量测试 该方法通过集成两个或多个逻辑上相关的模块，然后测试应用程序是否正常运行来完成测试。然后，逐步集成其他相关模块，并继续该过程，直到所有逻辑相关的模块都集成并成功测试。

增量方法又通过两种不同的方法来实现：

• 由下往上
• 由上往下
• 三明治方法

自下而上的集成测试

自下而上的集成测试 这是一种先测试低级模块的策略。这些已测试的模块随后被用于辅助测试高级模块。此过程持续进行，直到所有顶层模块都测试完毕。低级模块测试完毕并集成后，下一级模块便形成。

图解表示:

优点：

• 早期模块测试 – 首先测试较低级别的模块。
• 更容易调试 – 在模块级别隔离缺陷。
• 无需存根 – 驱动程序创建更简单。
• 可靠的基础 – 在更高级别之前测试核心模块。
• 渐进式整合 – 系统充满信心地稳步增长。

缺点：

• 迟到的用户视图 – 完整系统仅在最后可见。
• 需要司机 – 付出额外努力来培养驱动程序。
• UI延迟 – 顶层接口测试得很晚。
• 耗时的 – 逐步整合需要更长的时间。
• 测试差距 – 高层互动可能会遗漏问题。

自上而下的集成测试

自上而下的集成测试 集成测试是一种遵循软件系统控制流自上而下进行的方法。首先测试较高级别的模块，然后测试并集成较低级别的模块，以检查软件功能。如果某些模块尚未准备好，则使用存根进行测试。

优点：

• 早期用户视图 – 从一开始就测试接口。
• 关键模块优先 – 高级逻辑已得到早期验证。
• 渐进式整合 – 问题逐步得到解决。
• 无需驱动程序 – 仅需存根。
• 早期设计验证 – 快速确认系统架构。

缺点：

• 需要存根 – 编写许多存根会增加工作量。
• 下部模块延迟 – 核心模块稍后测试。
• 早期测试不完整 – 未集成模块缺少详细信息。
• 调试更加困难 – 错误可能会从存根传播。
• 耗时的 – 存根创建会减慢进程。

优点：

• 平衡的方法 – 结合自上而下和自下而上的优势。
• 并行测试 – 同时测试顶部和底部模块。
• 更快的覆盖 – 之前测试了更多模块。
• 优先考虑关键模块 – 高低级别均已验证。
• 降低风险 – 从两端检测到问题。

缺点：

• 高复杂度 – 规划和管理更加困难。
• 需要存根/驱动程序 – 为测试脚手架付出额外努力。
• 昂贵 – 需要更多资源和时间。
• 中间模块延迟 – 仅在顶部和底部之后进行测试。
• 对于小型系统来说并不理想 – 开销大于收益。

集成测试中的存根和驱动程序是什么？

存根和驱动程序是必不可少的虚拟程序，当并非所有模块都同时可用时，它们可以支持集成测试。这些测试替身模拟了缺失的组件，使测试无需等待系统开发完成即可进行。

什么是存根？

存根是用于替换尚未开发或集成的低级组件的虚拟模块。它们由被测模块调用，并返回预定义的响应。例如，在测试需要计算税费的支付处理模块时，存根可以返回固定的税费值，直到实际的税费模块准备就绪。

存根的特点：

• 模拟低级模块行为
• 返回硬编码或简单计算的值
• 用于自上而下的集成测试
• 最小功能实现

什么是驱动程序？

驱动程序是调用被测模块的虚拟程序，模拟更高级别的组件。它们将测试数据传递给较低级别​​的模块并收集结果。例如，在测试数据库模块时，驱动程序会模拟业务逻辑层，发送查询。

驱动程序的特点：

• 使用测试数据调用被测模块
• 捕获并验证响应
• 用于自下而上的集成测试
• 控制测试执行流程

实际实施示例

Payment Module Testing:
- Stub: Simulates tax calculation service returning 10% tax
- Driver: Simulates checkout process calling payment module
- Result: Payment module tested independently of unavailable components

何时使用？

元件	使用存根	使用驱动程序
测试方法	自上而下的测试	自下而上的测试
替换	低级模块	高级模块
功能	返回虚拟数据	发送测试数据
复杂	简单的回应	测试编排

存根和驱动程序减少了测试依赖性，实现了并行开发，并通过消除等待系统完全可用的时间来加速测试周期。

如何进行集成测试？

集成测试程序，与软件测试策略无关（如上所述）：

1. 准备集成 测试计划
2. 设计测试场景、案例和脚本。
3. 执行测试用例然后报告缺陷。
4. 跟踪并重新测试缺陷。
5. 重复步骤3和4，直到积分成功完成。

概述 Descript集成测试计划

它包括以下属性：

• 测试方法/方式（如上所述）。
• 集成测试的范围和超出范围的项目。
• 角色和职责。
• 集成测试的先决条件。
• 测试环境。
• 风险和缓解计划。

集成测试的进入和退出标准是什么？

进入和退出标准定义了开始和完成集成测试的明确检查点，确保在测试生命周期中系统地进行，同时保持质量标准。

入学标准：

• 单元测试组件/模块
• 所有高优先级错误均已修复并关闭
• 所有模块的代码均已完成并成功集成。
• 集成测试计划、测试用例、场景需要签署并记录。
• 其他要求 测试环境 为集成测试进行设置

退出标准：

• 集成应用测试成功。
• 执行的测试用例已记录
• 所有高优先级错误均已修复并关闭
• 需要提交技术文档，然后是发行说明。

您将如何设计集成测试用例？

强大的集成测试可以验证模块在实际工作流中如何交换数据。以下是 用户登录流程 集成了 UI、API 和数据库层：

步骤	输入	预期成果
1	用户在登录屏幕上输入有效凭证	凭证安全地发送到身份验证 API
2	API 根据数据库验证凭证	数据库确认用户名/密码匹配
3	API 返回身份验证令牌	生成令牌并发送回应用程序
4	UI 将用户重定向到仪表板	用户会话建立成功

这个简单的流程确认了三个关键模块之间的通信： UI → API → 数据库失败的步骤可以准确地指出集成中断的位置，帮助团队比单独的系统级测试更快地隔离缺陷。

集成测试的最佳实践/指南

• 首先，确定集成 测试策略 可以采用的，然后相应地准备测试用例和测试数据。
• 研究 Archi应用程序的结构设计并确定关键模块。这些模块需要优先测试。
• 从以下位置获取接口设计 Archi架构团队并创建测试案例来详细验证所有接口。必须详细测试与数据库/外部硬件/软件应用程序的接口。
• 测试用例之后，测试数据起着至关重要的作用。
• 执行前务必准备好模拟数据。执行测试用例时请勿选择测试数据。

常见挑战和解决方案

集成测试面临着一些独特的挑战，可能会影响项目进度和质量。以下是最关键的挑战及其切实可行的解决方案。

1. 复杂的依赖管理

挑战： 多个模块依赖关系会产生具有级联故障的复杂测试场景。

解决方案： 使用依赖注入、容器化（Docker）并在增量层中进行测试。在依赖关系矩阵中记录所有互连。

2. 模块不完整

挑战： 当依赖模块尚未准备好时，测试就会被阻止。

解决方案： 尽早开发全面的存根/驱动程序，使用服务虚拟化（WireMock)，并实现具有明确定义接口的契约测试。

3. 测试数据管理

挑战： 跨系统维护一致、真实的测试数据。

解决方案： 实现自动化测试数据生成，使用数据库快照进行快速重置，以及与测试用例一起进行版本控制测试数据。

4.环境配置

挑战： 不一致的环境会导致集成失败。

解决方案： 使用基础设施即代码 (IaC)、环境奇偶校验的容器化以及 Ansible 等配置管理工具。

5. 调试集成失败

挑战： 识别多个组件的根本原因非常复杂。

解决方案： 实现全面的日志记录，使用分布式跟踪（Jaeger/Zipkin），并添加关联 ID 以跟踪跨服务的请求。

6.第三方服务集成

挑战： 外部服务不可用或 API 更改会中断测试。

解决方案： 模拟外部服务（Postman Mock Server），实现重试机制，并维护API版本兼容性测试。

7. 性能瓶颈

挑战： 集成点在负载下成为瓶颈。

解决方案： 进行早期性能分析，实施缓存策略，并在适当的情况下使用异步通信。

常见问题

结语