软件开发工程师谈测试金字塔实践

测试金字塔是对测试的分层描述，在不同层次做不同类型的测试。测试金字塔如何运用到工程实践，是一件困难的事情。「原文作者是一位德国Thoughtworks的软件开发工程师」，本文将回顾传统的测试金字塔，并结合实例，进行一次有深度的探秘实践。,,软件上线前都是要经过测试的，随着测试技术发展，相比于传统的手工测试，如今的自动化测试越来越重要，它能够将成天上周的测试工作缩减到分钟秒级，提高测试效率，更快发现缺陷。尤其是在敏捷开发、持续交付、DevOps文化中，自动化已经成为了对测试的基本要求。比如持续交付，使用build pipeline自动测试和部署，随时能发包到测试环境和生产环境。,,测试金字塔是Mike Cohn在他的书籍《Succeeding with Agile》中提出的概念：,,测试金字塔描绘了不同层次的测试，以及应该在各个层次投入多少测试。由底向上包括3层：,这是最原始的测试金字塔，从现代视角来看，这个金字塔显得过于简单了，并且可能造成误导。比如service test不太能定义清楚。比如在react, angular, ember.js等单页应用中，UI测试并不一定在最顶层，而是可以写单元测试来测试UI。,但它有2点启示：,作者在GitHub上传了开源项目(795star)：,https://github.com/hamvocke/spring-testing,包含了遵循测试金字塔的分层测试的SpringBoot微服务应用。,功能,它提供了3个接口：,GET /hello 返回”Hello World“,GET /hello/{lastname} 返回"Hello {Firstname} {Lastname}",GET /weather 返回德国柏林的天气（作者住在这）,整体结构,,Spring Service从数据库取数据，对外提供API返回JSON数据，非常标准的简单应用。,内部结构,,该应用支持CRUD，使用Spring Data访问数据库，数据库用的也是内存数据库，并且设计上省略掉了Service层，一切都为了简单，方便测试。,,什么是单元？,不同人对单元有不同理解，所谓单元，通常指某个函数，单元测试就是使用不同参数来调用函数，验证是否满足预期结果。在面向对象语言中，单元，可以是单个方法，也可以是整个类。,Mock和Stub,Test Double是“测试复制品“的意思，用来统称模拟真实对象的假对象：,,Mock和Stub都是用来模拟的，它们的区别在于：,,Stub只负责模拟，Mock还包括了验证。,以上是晦涩难懂且无关紧要的理论概念。实际点的，拿本文用到的Mockito和WireMock来说，Mockito用于单元测试mock依赖，WireMock用于集成测试stub外部服务，本质上都是「模拟」。,测什么,单元测试什么都能测，这就是单元测试的好处。,编写单元测试要遵循原则：一个production class对应一个test class。public要尽可能覆盖，private无法覆盖，protected或者package-private可覆盖可不覆盖，建议别覆盖。并且要保证分支覆盖，包括正常分支和边界场景。,但是并不是所有的public都需要编写单元测试，而是要「避免琐碎的测试」，比如getters或setters就不要测了，比如一些没有任何逻辑条件的也不需要测。,测试结构,这是所有测试的良好结构设计，不只是单元测试。这三步还有其他叫法："Arrange, Act, Assert"，或者"given", "when", "then"。,实现单元测试,对于以下ExampleController：,编写单元测试：,单元测试使用了JUnit，PersonRepository使用了Mockito模拟数据。第一个测试是验证入参存在的名字会返回Hello。第二个测试是验证入参不存在的名字会返回Who。,单元测试是模块内测试，针对模块之间，就要做集成测试。还有其他部分，比如数据库、文件系统、远程调用其他应用等，这些在单元测试中会忽略或者mock掉，也都需要做集成测试。集成测试也有多种理解，可以理解为全部集成的测试。而作者的想法是单独集成，一次只集成一个，比如集成测试数据库，那么其他部分仍然使用mock：,,比如集成测试其他服务：,,实现数据库集成,PersonRepository：,PersonRepository继承了CrudRepository，借助于Spring Data自动实现了增删改查，比如findOne, findAll, save, update, delete等方法，对于findByLastName方法，Spring Data也会根据返回类型、方法名称自动判断进行适配处理。,示例，保存Person到数据库中，并根据lastName查询：,实现独立服务集成,使用Wiremock模拟darksky.net服务：,怎么才能访问mock的这个服务呢？答案是在application.properties文件中配置：,以及WeatherClient实现：,在集成测试darksky.net服务时，采用的是Wiremock，mock了darksky.net服务，如何验证mock的服务和真实的服务之间有无差异呢，就要进行契约测试。,在微服务架构体系中，应用被拆分成了多个独立的松耦合的服务，彼此之间通过接口通信：,每个接口包含2部分：provider和consumer：,,比如在HTTPS中，provider提供接口，consumer调用接口；比如在消息队列中，provider发布消息，consumer订阅消息。,所谓契约，就是接口之间相互约定好的定义。传统的契约过程是这样的：,而在CDC（Consumer-Driven Contract tests）中，第5、6步已经被自动化测试取代：,,consumer编写并发布契约测试，provider获取并执行契约测试，当provider把所有契约测试都实现以后，自然就满足consumer了。provider会把契约测试放入持续集成中，确保所有契约测试都能始终保持通过，假如consumer发布了新的契约，契约测试就会失败，从而提醒provider更新实现。,Consumer Test,使用Pact工具实现契约测试。,build.gradle：,WeatherClientConsumerTest：,每次运行都会生成一个pact文件，target/pacts/&pact-name>.json，这个文件就可以拿给provider实现契约，通常做法是让provider在仓库中取最新版本文件。,Provider Test,provider加载pact文件并实现契约：,UI测试主要验证应用界面是否正确：,,用户输入，触发程序，数据展示给用户，状态变更正确。,UI自动化主要基于Selenium来做，由于前端变化大、控件识别难等问题，导致UI自动化失败率比较高，可以考虑采用截图的方式，把前后截图进行对比，来做断言，当然Selenium已经支持截图对比了。,端到端测试，通常是指从用户界面进行测试：,,如果没有用户界面，也可以指对接口进行测试。,UI端到端测试,使用Selenium和WebDriver实现：,build.gradle,HelloE2ESeleniumTest,接口端到端测试,使用REST-assured实现：,build.gradle,HelloE2ERestTest,在测试金字塔的位置越高，就越会站在用户角度进行测试。验收测试就是完全从用户角度出发，看系统是否能满足用户需求。,简单示例：,探索测试是一种手工测试方法，充分发挥了测试人员的自由和创造力。,,探索测试发现缺陷以后，可以补充到自动化测试中，以避免将来出现这个问题。,单元测试、集成测试、端到端测试、验收测试，每个人都有自己的不同理解，现在的软件测试行业，也没有统一的测试术语，将这些测试类型的边界明确区分开来。只要我们在公司内部、团队内部，能对术语达成一致，顺畅沟通就可以了。,Thoughtworks研发博客 https://martinfowler.com/articles/practical-test-pyramid.html,Test Double http://xunitpatterns.com/Test%20Double.html,WireMock和Mockito区别 https://geek-docs.com/mockito/mockito-ask-answer/wiremock-vs-mockito.html,Pact官方文档 https://docs.pact.io/