Что такое юнит-тесты

Юнит (unit) тесты — это проверка отдельных частей кода на корректность работы. Разработчики проверяют ими код примерно так же, как производители авто — отдельные детали и узлы автомобиля перед сборкой: важно убедиться, что всё работает правильно, прежде чем собирать готовое изделие. В этой статье мы рассмотрим, что такое юнит-тесты; чем они отличаются от других методов тестирования программных продуктов и в каких ситуациях их целесообразно использовать.

Юнит-тестирование: что это такое и как его проводят

«Юнит» (от англ. «unit») значит «отдельная функция, модуль, класс». Процесс написания юнит-теста выглядит как поверка отдельных частей кода на работоспособность: описание ожидаемого поведения юнита и проверка его работы на соответствие. Простыми словами, unit тестирование — это проверка созданной программы отдельными модулями, или фрагментами. В отличие от сквозного тестирования, которое предполагает проверку приложений от начала до конца, юнит-тесты не затрагивают связи между отдельными модулями.

Чтобы описать, как именно работает юнит-тест, представьте себе простую программу: «Калькулятор возраста». В программу вводится год рождения, и она вычисляет возраст пользователя на текущий год. Для этого она берет текущий год и вычитает из него год рождения.

Юнит-тест для программы «Калькулятор возраста» будет проверять один конкретный аспект работы программы — расчет возраста для пользователя, родившегося в 1990 году, в текущем 2025 году. Тест должен показывать, что программа выводит правильный возраст, который должен быть 35 лет (2025 — 1990 = 33).

Инструментарий для юнит-тестов

В реальных юнит-тестах обычно используются фреймворки (например, JUnit, pytest, unittest), которые предоставляют развитые механизмы запуска тестов, обработки ошибок и вывода результатов.

Также разработчики применяют для юнит-тестов инструменты для мокирования: они позволяют создавать «заглушки» для связанных частей кода, что упрощает тестирование фрагментов. Примеры: Mockito (Java), mock (Python), Sinon.JS (JavaScript), Moq (C#).

Инструменты для утверждений (assertions) предоставляют удобные способы проверки результатов тестов. Примеры: AssertJ (Java), hamcrest (Python), Chai (JavaScript), FluentAssertions (C#).

Ещё одна важная группа инструментов — Code Coverage Tools. Они измеряют, какая часть кода покрыта юнит-тестами, и определить, какие части кода нуждаются в дополнительном тестировании.

Юнит-тесты — это низкоуровневое тестирование, которое проверяет корректность работы отдельных компонентов кода. В отличие от интеграционных или системных тестов, они фокусируются не на функциональности для пользователя, а на правильном функционировании отдельных функций и модулей. Юнит-тесты не могут заменить масштабное высокоуровневое тестирование ПО, это бесспорно. Но на высоких уровнях они хорошо дополняют его и снижают затраты на обширные тесты.

Для чего нужно юнит-тестирование?

Юнит-тесты важны для создания качественного, надежного и долговечного продукта. Их применение приносит ощутимую пользу как разработчикам, так и бизнесу, который получает конечный продукт.

Преимущества для разработчиков

• Раннее обнаружение ошибок. Юнит-тесты позволяют выявлять ошибки на самых ранних этапах тестирования, когда их исправление обходится значительно дешевле и проще. Вместо поиска багов в запутанном коде после интеграции всех модулей, разработчик получает моментальную обратную связь о работе каждого отдельного компонента.

• Упрощение процесса отладки. Если тест падает, вы точно знаете, где искать проблему — в тестируемом модуле. Это значительно сокращает время, затрачиваемое на отладку и поиск ошибок.

• Рефакторинг без страха. Через тестирование разработчики убеждаются в том, что изменения в коде не повлияют на существующую функциональность. Это позволяет проводить рефакторинг, улучшать структуру и производительность кода без риска введения новых ошибок.

• Документирование кода. Хорошо написанные юнит-тесты служат живой документацией, показывая, как использовать отдельные функции и модули. Они являются наглядными примерами работы кода, что облегчает понимание и дальнейшую разработку. Это помогает, в частности, при переносе частей кода в другое приложение.

• Простое делегирование. Хорошо прописанные юнит-тесты помогают сторонним специалистам быстрее разобраться в проекте.

• Повышение качества кода. Процесс написания юнит-тестов заставляет разработчиков более тщательно продумывать архитектуру и дизайн кода, что приводит к повышению его качества, читаемости и maintainability.

Юнит-тесты, простыми словами, призваны повысить эффективность разработки, сократив расходы и предотвратив серьезные ошибки.

Преимущества для бизнеса

• Снижение рисков и затрат. Каждый, кто понимает роль тестирования в разработке, согласится, что оно найти и исправить ошибки на ранних этапах разработки значительно дешевле, чем на поздних. Юнит-тесты помогают предотвратить дорогостоящие исправления ошибок после запуска проекта, минимизируя риски финансовых потерь.

• Ускорение разработки. Быстрое обнаружение и исправление ошибок на ранних этапах приводит к ускорению всего процесса разработки и более быстрому выводу продукта на рынок.

• Повышение надежности и стабильности. Продукт, покрытый юнит-тестами, обладает большей надежностью и стабильностью, что снижает вероятность сбоев и критических ошибок в работе.

• Укрепление репутации. Меньшее количество багов в релизной версии и снижение вероятности сбоев укрепляют репутацию сервиса и повышают доверие пользователей.

• Уверенность в качестве. Наличие comprehensive юнит-тестов служит показателем профессионализма разработчиков и гарантией качества продукта.

• Гибкость и адаптивность. Юнит-тестирование — это возможность вносить изменения и доработки в проект без риска поломки существующего функционала. Это особенно важно для долгосрочных проектов, требующих постоянного развития и обновления.

• Долгосрочная поддержка. Проект с хорошим тестовым покрытием легче поддерживать и развивать, что снижает затраты на его дальнейшую эксплуатацию.

В заключение, инвестиции в юнит-тесты — это инвестиции в качество, надежность и долгосрочный успех проекта. Они являются неотъемлемой частью современной разработки программного обеспечения, обеспечивая как техническое, так и экономическое преимущество.

Недостатки

Минусы юнит-тестов — это, по большей части, их недостатки в глазах разработчиков.

• Каждый модуль требует отдельного теста, что увеличивает объем работы.

• Модульное тестирование — это процесс, эффективный для проверки отдельных компонентов. Но оно не исключает возможности пропустить ошибки, связанные с взаимодействием модулей.

• Полная проверка взаимодействия всех модулей в комплексе невозможна.

Несмотря на эти ограничения, преимущества модульного тестирования, такие как упрощение отладки и повышение качества кода, делают его ценным инструментом разработки. Об этих минусах стоит помнить, планируя комплекс работ по тестированию и отладке.

Как убедиться в наличии юнит-тестов в проекте

Проверить наличие юнит-тестов может понадобиться, если проект переходит другой команде разработчиков ибо поддержки. А также при приемке работ заказчиком. Важно помнить, что настоящее покрытие кода юнит-тестами предполагает не только их существование, но и адекватное качество и охват. Как убедиться, что всё в порядке?

Прямой разговор с разработчиками проекта

Это зачастую самый эффективный способ. Задайте команде конкретные вопросы:

• Какой процент кода покрыт юнит-тестами? Имейте в виду, что 100% покрытие — это редкость и не всегда показатель качества. Важно понимать, какой код покрыт тестами. Критичные части системы должны быть протестированы наиболее тщательно: это одна из главных заповедей тестирования в IT.

• Какая стратегия тестирования используется? Если вы хорошо погружены в тему, то ответ поможет оценить подход к тестированию.

• Какие инструменты используются для написания и запуска тестов? Применение фреймворков Jest, pytest, NUnit и др. говорит о профессионализме разработчиков и о зрелости процесса тестирования.

• Как часто запускаются тесты? Хороший показатель — регулярное выполнение тестов, например, на каждом коммите.

• Есть ли отчеты о тестовом покрытии? Запросите отчеты, которые показывают, какие части кода покрыты тестами, а какие — нет.

Полученная информация позволит вам составить первое впечатление о наличии и качестве юнит-тестов.

Проверка наличия тестовых файлов в коде

Верить разработчикам на слово не всегда достаточно. Поэтому после разговора с командой стоит проверить наличие тестовых файлов непосредственно в коде проекта.

• Поиск файлов с характерными расширениями: .test.js, .spec.js, .test.ts, .spec.ts, .test.py, .test.cpp и другие, в зависимости от используемого языка программирования.

• Проверка структуры проекта. В хорошо организованных проектах тестовые файлы обычно располагаются в отдельных папках (например, tests, __tests__, test).

• Анализ содержимого тестовых файлов. Проверьте, содержат ли файлы тестовый код, использующий утверждения (assertions) для проверки результатов работы тестируемых функций или методов. Пустые или неполные тестовые файлы не говорят о наличии реального тестирования.

Простое наличие тестовых файлов не гарантирует наличие адекватного тестового покрытия.

Наблюдение за процессом разработки

Если у вас есть возможность наблюдать за процессом разработки, обратите внимание, включает ли она этап тестирования. Вот как это должно выглядеть.

• Тестирование и разработка неразрывно связаны. В идеале, тестирование должно быть неотъемлемой частью процесса разработки, а не отдельным этапом, выполняемым в конце.

• Автоматизированное выполнение тестов на каждом коммите или пуш-реквесте свидетельствует о высоком уровне автоматизации и важности тестирования в проекте.

• Регулярные отчеты о выполнении тестов, включая метрики покрытия, указывают на серьезный подход к тестированию.

Комбинируя эти три подхода, вы сможете получить более полное представление о наличии и качестве юнит-тестов в проекте. Помните, что отсутствие юнит-тестов — это серьезный красный флаг, указывающий на потенциальные проблемы с качеством и надежностью программного обеспечения.

Когда можно не делать юнит-тесты

Отказ от модульного тестирования допустим лишь в особых обстоятельствах, например, при нехватке времени в условиях жесткого дедлайна. При этом разработчики должны быть твёрдо уверены в корректной работе кода, а приложение не должно быть сложным и критично важным. Например, калькулятор калорий на сайте кафе можно запустить без юнит-теста, а вот форму отправки заказов — крайне не рекомендуется.

Отказ от модульного тестирования для разработчиков опасен тем, что неизбежно увеличивает вероятность появления ошибок в приложении. А на следующих этапах разработки и сопровождения будет сложнее выявить и исправить эти ошибки.

Саммари

1. Юнит тестирование в разработке — это проверка созданной программы отдельными модулями, или фрагментами.

2. В юнит-тестах обычно используются фреймворки, инструменты для мокирования, инструменты для утверждений, а также инструменты, которые измеряют покрытие кода тестами.

3. Юнит-тестирование (unit testing) — это низкоуровневое тестирование в разработке ПО, которое фокусируется на правильном функционировании отдельных модулей. Эти тесты не могут заменить ни масштабное тестирование на высоких уровнях, ни сквозное тестирование (end-to-end software testing), но хорошо его дополняют.

4. Unit тесты важны для создания качественного, надёжного и долговечного цифрового продукта. Их плюсы:раннее обнаружение ошибок, упрощение процесса отладки, документирование кода, повышение его качества и простое делегирование. К недостаткам можно отнести большой объём работы по разработке тестирования и возможность пропустить ошибки, связанные с взаимодействием модулей.