الاختبار التكاملي: إتقان اختبار واجهات برمجة التطبيقات (API) باستخدام Supertest

في عالم تطوير البرمجيات، يعد ضمان عمل المكونات الفردية بشكل صحيح بمعزل عن غيرها (اختبار الوحدة) أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، من المهم بنفس القدر التحقق من أن هذه المكونات تعمل معًا بسلاسة. وهنا يأتي دور الاختبار التكاملي. يركز الاختبار التكاملي على التحقق من صحة التفاعل بين الوحدات أو الخدمات المختلفة داخل التطبيق. تتعمق هذه المقالة في الاختبار التكاملي، مع التركيز بشكل خاص على اختبار واجهات برمجة التطبيقات باستخدام Supertest، وهي مكتبة قوية وسهلة الاستخدام لاختبار تأكيدات HTTP في Node.js.

ما هو الاختبار التكاملي؟

الاختبار التكاملي هو نوع من اختبارات البرمجيات يجمع بين وحدات برمجية فردية ويختبرها كمجموعة. يهدف إلى كشف العيوب في التفاعلات بين الوحدات المدمجة. على عكس اختبار الوحدة الذي يركز على المكونات الفردية، يتحقق الاختبار التكاملي من تدفق البيانات وتدفق التحكم بين الوحدات. تشمل مناهج الاختبار التكاملي الشائعة ما يلي:

• التكامل من أعلى إلى أسفل: البدء بالوحدات ذات المستوى الأعلى والتكامل نحو الأسفل.
• التكامل من أسفل إلى أعلى: البدء بالوحدات ذات المستوى الأدنى والتكامل نحو الأعلى.
• التكامل دفعة واحدة (Big-bang): دمج جميع الوحدات في وقت واحد. هذا النهج غير موصى به بشكل عام بسبب صعوبة عزل المشكلات.
• التكامل المختلط (Sandwich): مزيج من التكامل من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى.

في سياق واجهات برمجة التطبيقات (APIs)، يتضمن الاختبار التكاملي التحقق من أن الواجهات المختلفة تعمل معًا بشكل صحيح، وأن البيانات المارة بينها متسقة، وأن النظام بأكمله يعمل كما هو متوقع. على سبيل المثال، تخيل تطبيقًا للتجارة الإلكترونية بواجهات API منفصلة لإدارة المنتجات، ومصادقة المستخدم، ومعالجة الدفع. سيضمن الاختبار التكاملي أن هذه الواجهات تتواصل بشكل صحيح، مما يسمح للمستخدمين بتصفح المنتجات وتسجيل الدخول بأمان وإتمام عمليات الشراء.

لماذا يعد اختبار تكامل واجهات برمجة التطبيقات مهمًا؟

يعد اختبار تكامل واجهات برمجة التطبيقات أمرًا بالغ الأهمية لعدة أسباب:

• يضمن موثوقية النظام: يساعد في تحديد مشكلات التكامل في وقت مبكر من دورة التطوير، مما يمنع حدوث أعطال غير متوقعة في الإنتاج.
• يتحقق من سلامة البيانات: يتحقق من أن البيانات يتم نقلها وتحويلها بشكل صحيح بين واجهات برمجة التطبيقات المختلفة.
• يحسن أداء التطبيق: يمكن أن يكشف عن اختناقات الأداء المتعلقة بتفاعلات واجهات برمجة التطبيقات.
• يعزز الأمان: يمكنه تحديد الثغرات الأمنية الناشئة عن التكامل غير السليم لواجهات برمجة التطبيقات. على سبيل المثال، ضمان المصادقة والتفويض المناسبين عند تواصل واجهات برمجة التطبيقات.
• يقلل من تكاليف التطوير: يعد إصلاح مشكلات التكامل مبكرًا أرخص بكثير من معالجتها لاحقًا في دورة حياة التطوير.

فكر في منصة عالمية لحجز السفر. يعد اختبار تكامل واجهات برمجة التطبيقات أمرًا بالغ الأهمية لضمان التواصل السلس بين واجهات برمجة التطبيقات التي تتعامل مع حجوزات الطيران وحجوزات الفنادق وبوابات الدفع من مختلف البلدان. قد يؤدي الفشل في دمج واجهات برمجة التطبيقات هذه بشكل صحيح إلى حجوزات غير صحيحة، وإخفاقات في الدفع، وتجربة مستخدم سيئة، مما يؤثر سلبًا على سمعة المنصة وإيراداتها.

تقديم Supertest: أداة قوية لاختبار واجهات برمجة التطبيقات

Supertest هو تجريد عالي المستوى لاختبار طلبات HTTP. يوفر واجهة برمجة تطبيقات مريحة وسلسة لإرسال الطلبات إلى تطبيقك والتأكيد على الاستجابات. تم بناء Supertest فوق Node.js، وهو مصمم خصيصًا لاختبار خوادم HTTP في Node.js. يعمل بشكل جيد للغاية مع أطر الاختبار الشائعة مثل Jest و Mocha.

الميزات الرئيسية لـ Supertest:

• سهل الاستخدام: يقدم Supertest واجهة برمجة تطبيقات بسيطة وبديهية لإرسال طلبات HTTP وتقديم التأكيدات.
• الاختبار غير المتزامن: يتعامل بسلاسة مع العمليات غير المتزامنة، مما يجعله مثاليًا لاختبار واجهات برمجة التطبيقات التي تعتمد على منطق غير متزامن.
• واجهة سلسة: يوفر واجهة سلسة، مما يسمح لك بربط الأساليب معًا للحصول على اختبارات موجزة وقابلة للقراءة.
• دعم شامل للتأكيدات: يدعم مجموعة واسعة من التأكيدات للتحقق من رموز حالة الاستجابة والرؤوس والأجسام.
• التكامل مع أطر الاختبار: يتكامل بسلاسة مع أطر الاختبار الشائعة مثل Jest و Mocha، مما يسمح لك باستخدام البنية التحتية للاختبار الحالية.

إعداد بيئة الاختبار الخاصة بك

قبل أن نبدأ، دعنا نقم بإعداد بيئة اختبار أساسية. سنفترض أن لديك Node.js و npm (أو yarn) مثبتين. سنستخدم Jest كإطار عمل للاختبار و Supertest لاختبار واجهات برمجة التطبيقات.

1. إنشاء مشروع Node.js:

mkdir api-testing-example
cd api-testing-example
npm init -y

2. تثبيت التبعيات:

npm install --save-dev jest supertest
npm install express  # أو إطار العمل المفضل لديك لإنشاء واجهة برمجة التطبيقات

3. تكوين Jest: أضف ما يلي إلى ملف package.json الخاص بك:

{
  "scripts": {
    "test": "jest"
  }
}

4. إنشاء نقطة نهاية API بسيطة: أنشئ ملفًا باسم app.js (أو ما شابه) بالكود التالي:

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

app.get('/hello', (req, res) => {
  res.send('Hello, World!');
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`);
});

module.exports = app; // تصدير للاختبار

كتابة أول اختبار لك باستخدام Supertest

الآن بعد أن قمنا بإعداد بيئتنا، دعنا نكتب اختبار Supertest بسيط للتحقق من نقطة نهاية API الخاصة بنا. أنشئ ملفًا باسم app.test.js (أو ما شابه) في جذر مشروعك:

const request = require('supertest');
const app = require('./app');

describe('GET /hello', () => {
  it('يستجيب بحالة 200 OK ويعيد \"Hello, World!\"', async () => {
    const response = await request(app).get('/hello');
    expect(response.statusCode).toBe(200);
    expect(response.text).toBe('Hello, World!');
  });
});

الشرح:

• نقوم باستيراد supertest وتطبيق Express الخاص بنا.
• نستخدم describe لتجميع اختباراتنا.
• نستخدم it لتعريف حالة اختبار محددة.
• نستخدم request(app) لإنشاء وكيل Supertest الذي سيقوم بتقديم الطلبات إلى تطبيقنا.
• نستخدم .get('/hello') لإرسال طلب GET إلى نقطة النهاية /hello.
• نستخدم await لانتظار الاستجابة. تعيد طرق Supertest وعودًا (promises)، مما يسمح لنا باستخدام async/await للحصول على كود أنظف.
• نستخدم expect(response.statusCode).toBe(200) للتأكيد على أن رمز حالة الاستجابة هو 200 OK.
• نستخدم expect(response.text).toBe('Hello, World!') للتأكيد على أن جسم الاستجابة هو "Hello, World!".

لتشغيل الاختبار، نفذ الأمر التالي في الطرفية الخاصة بك:

npm test

إذا تم إعداد كل شيء بشكل صحيح، يجب أن ترى الاختبار ينجح.

تقنيات Supertest المتقدمة

يقدم Supertest مجموعة واسعة من الميزات لاختبار واجهات برمجة التطبيقات المتقدمة. دعنا نستكشف بعضًا منها.

1. إرسال أجسام الطلبات

لإرسال البيانات في جسم الطلب، يمكنك استخدام طريقة .send(). على سبيل المثال، لنقم بإنشاء نقطة نهاية تقبل بيانات JSON:

app.post('/users', express.json(), (req, res) => {
  const { name, email } = req.body;
  // محاكاة إنشاء مستخدم في قاعدة البيانات
  const user = { id: Date.now(), name, email };
  res.status(201).json(user);
});

إليك كيفية اختبار نقطة النهاية هذه باستخدام Supertest:

describe('POST /users', () => {
  it('ينشئ مستخدمًا جديدًا', async () => {
    const userData = {
      name: 'John Doe',
      email: 'john.doe@example.com',
    };

    const response = await request(app)
      .post('/users')
      .send(userData)
      .expect(201);

    expect(response.body).toHaveProperty('id');
    expect(response.body.name).toBe(userData.name);
    expect(response.body.email).toBe(userData.email);
  });
});

الشرح:

• نستخدم .post('/users') لإرسال طلب POST إلى نقطة النهاية /users.
• نستخدم .send(userData) لإرسال كائن userData في جسم الطلب. يقوم Supertest تلقائيًا بتعيين رأس Content-Type إلى application/json.
• نستخدم .expect(201) للتأكيد على أن رمز حالة الاستجابة هو 201 Created.
• نستخدم expect(response.body).toHaveProperty('id') للتأكيد على أن جسم الاستجابة يحتوي على خاصية id.
• نستخدم expect(response.body.name).toBe(userData.name) و expect(response.body.email).toBe(userData.email) للتأكيد على أن خصائص name و email في جسم الاستجابة تطابق البيانات التي أرسلناها في الطلب.

2. إعداد الرؤوس (Headers)

لتعيين رؤوس مخصصة في طلباتك، يمكنك استخدام طريقة .set(). هذا مفيد لتعيين رموز المصادقة، أو أنواع المحتوى، أو رؤوس مخصصة أخرى.

describe('GET /protected', () => {
  it('يتطلب مصادقة', async () => {
    const response = await request(app).get('/protected').expect(401);
  });

  it('يعيد 200 OK مع رمز صالح', async () => {
    // محاكاة الحصول على رمز صالح
    const token = 'valid-token';

    const response = await request(app)
      .get('/protected')
      .set('Authorization', `Bearer ${token}`)
      .expect(200);

    expect(response.text).toBe('Protected Resource');
  });
});

الشرح:

• نستخدم .set('Authorization', `Bearer ${token}`) لتعيين رأس Authorization إلى Bearer ${token}.

3. التعامل مع ملفات تعريف الارتباط (Cookies)

يمكن لـ Supertest أيضًا التعامل مع ملفات تعريف الارتباط. يمكنك تعيين ملفات تعريف الارتباط باستخدام طريقة .set('Cookie', ...)، أو يمكنك استخدام خاصية .cookies للوصول إلى ملفات تعريف الارتباط وتعديلها.

4. اختبار تحميل الملفات

يمكن استخدام Supertest لاختبار نقاط نهاية API التي تتعامل مع تحميل الملفات. يمكنك استخدام طريقة .attach() لإرفاق الملفات بالطلب.

5. استخدام مكتبات التأكيد (Chai)

بينما تكون مكتبة التأكيد المدمجة في Jest كافية للعديد من الحالات، يمكنك أيضًا استخدام مكتبات تأكيد أكثر قوة مثل Chai مع Supertest. توفر Chai بناء جملة تأكيد أكثر تعبيرًا ومرونة. لاستخدام Chai، ستحتاج إلى تثبيتها:

npm install --save-dev chai

بعد ذلك، يمكنك استيراد Chai إلى ملف الاختبار الخاص بك واستخدام تأكيداتها:

const request = require('supertest');
const app = require('./app');
const chai = require('chai');
const expect = chai.expect;

describe('GET /hello', () => {
  it('يستجيب بحالة 200 OK ويعيد \"Hello, World!\"', async () => {
    const response = await request(app).get('/hello');
    expect(response.statusCode).to.equal(200);
    expect(response.text).to.equal('Hello, World!');
  });
});

ملاحظة: قد تحتاج إلى تكوين Jest للعمل بشكل صحيح مع Chai. غالبًا ما يتضمن ذلك إضافة ملف إعداد يستورد Chai ويهيئه للعمل مع expect العام لـ Jest.

6. إعادة استخدام الوكلاء (Agents)

بالنسبة للاختبارات التي تتطلب إعداد بيئة محددة (مثل المصادقة)، غالبًا ما يكون من المفيد إعادة استخدام وكيل Supertest. هذا يتجنب تكرار كود الإعداد في كل حالة اختبار.

describe('Authenticated API Tests', () => {
  let agent;

  beforeAll(() => {
    agent = request.agent(app); // إنشاء وكيل دائم
    // محاكاة المصادقة
    return agent
      .post('/login')
      .send({ username: 'testuser', password: 'password123' });
  });

  it('يمكنه الوصول إلى مورد محمي', async () => {
    const response = await agent.get('/protected').expect(200);
    expect(response.text).toBe('Protected Resource');
  });

  it('يمكنه أداء إجراءات أخرى تتطلب المصادقة', async () => {
    // قم بتنفيذ الإجراءات الأخرى المصادق عليها هنا
  });
});

في هذا المثال، نقوم بإنشاء وكيل Supertest في خطاف beforeAll ونقوم بمصادقة الوكيل. يمكن للاختبارات اللاحقة داخل كتلة describe بعد ذلك إعادة استخدام هذا الوكيل المصادق عليه دون الحاجة إلى إعادة المصادقة لكل اختبار.

أفضل الممارسات لاختبار تكامل واجهات برمجة التطبيقات باستخدام Supertest

لضمان اختبار تكامل API فعال، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات التالية:

• اختبار تدفقات العمل من البداية إلى النهاية: ركز على اختبار تدفقات عمل المستخدم الكاملة بدلاً من نقاط نهاية API المعزولة. يساعد هذا في تحديد مشكلات التكامل التي قد لا تكون واضحة عند اختبار واجهات برمجة التطبيقات الفردية بمعزل عن غيرها.
• استخدام بيانات واقعية: استخدم بيانات واقعية في اختباراتك لمحاكاة سيناريوهات العالم الحقيقي. يتضمن ذلك استخدام تنسيقات بيانات صالحة وقيم حدودية وبيانات غير صالحة محتملة لاختبار معالجة الأخطاء.
• عزل اختباراتك: تأكد من أن اختباراتك مستقلة عن بعضها البعض وأنها لا تعتمد على حالة مشتركة. سيجعل هذا اختباراتك أكثر موثوقية وأسهل في التصحيح. ضع في اعتبارك استخدام قاعدة بيانات اختبار مخصصة أو محاكاة التبعيات الخارجية.
• محاكاة التبعيات الخارجية: استخدم المحاكاة لعزل واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك عن التبعيات الخارجية، مثل قواعد البيانات أو واجهات برمجة التطبيقات التابعة لجهات خارجية أو خدمات أخرى. سيجعل هذا اختباراتك أسرع وأكثر موثوقية، وسيسمح لك أيضًا باختبار سيناريوهات مختلفة دون الاعتماد على توفر الخدمات الخارجية. تعد مكتبات مثل nock مفيدة لمحاكاة طلبات HTTP.
• كتابة اختبارات شاملة: اهدف إلى تغطية اختبار شاملة، بما في ذلك الاختبارات الإيجابية (التحقق من الاستجابات الناجحة)، والاختبارات السلبية (التحقق من معالجة الأخطاء)، واختبارات الحدود (التحقق من الحالات القصوى).
• أتمتة اختباراتك: ادمج اختبارات تكامل واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك في خط أنابيب التكامل المستمر (CI) لضمان تشغيلها تلقائيًا كلما تم إجراء تغييرات على قاعدة الكود. سيساعد هذا في تحديد مشكلات التكامل مبكرًا ومنعها من الوصول إلى الإنتاج.
• توثيق اختباراتك: وثق اختبارات تكامل واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك بوضوح وإيجاز. سيسهل هذا على المطورين الآخرين فهم الغرض من الاختبارات وصيانتها بمرور الوقت.
• استخدام متغيرات البيئة: قم بتخزين المعلومات الحساسة مثل مفاتيح API وكلمات مرور قاعدة البيانات وقيم التكوين الأخرى في متغيرات البيئة بدلاً من ترميزها بشكل ثابت في اختباراتك. سيجعل هذا اختباراتك أكثر أمانًا وأسهل في التكوين لبيئات مختلفة.
• النظر في عقود API: استخدم اختبار عقد API للتحقق من أن واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك تلتزم بعقد محدد (على سبيل المثال، OpenAPI/Swagger). يساعد هذا في ضمان التوافق بين الخدمات المختلفة ويمنع التغييرات التي قد تكسر التكامل. يمكن استخدام أدوات مثل Pact لاختبار العقود.

الأخطاء الشائعة التي يجب تجنبها

• عدم عزل الاختبارات: يجب أن تكون الاختبارات مستقلة. تجنب الاعتماد على نتيجة اختبارات أخرى.
• اختبار تفاصيل التنفيذ: ركز على سلوك وعقد واجهة برمجة التطبيقات، وليس على تنفيذها الداخلي.
• تجاهل معالجة الأخطاء: اختبر بدقة كيفية تعامل واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك مع المدخلات غير الصالحة والحالات القصوى والأخطاء غير المتوقعة.
• تخطي اختبار المصادقة والتفويض: تأكد من اختبار آليات الأمان في واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك بشكل صحيح لمنع الوصول غير المصرح به.

الخاتمة

يعد اختبار تكامل واجهات برمجة التطبيقات جزءًا أساسيًا من عملية تطوير البرمجيات. باستخدام Supertest، يمكنك بسهولة كتابة اختبارات تكامل API شاملة وموثوقة تساعد على ضمان جودة واستقرار تطبيقك. تذكر أن تركز على اختبار تدفقات العمل من البداية إلى النهاية، واستخدام بيانات واقعية، وعزل اختباراتك، وأتمتة عملية الاختبار الخاصة بك. باتباع أفضل الممارسات هذه، يمكنك تقليل مخاطر مشكلات التكامل بشكل كبير وتقديم منتج أكثر قوة وموثوقية.

مع استمرار واجهات برمجة التطبيقات في قيادة التطبيقات الحديثة وبنى الخدمات المصغرة، ستستمر أهمية اختبار واجهات برمجة التطبيقات القوي، وخاصة الاختبار التكاملي، في النمو. يوفر Supertest مجموعة أدوات قوية وسهلة الوصول للمطورين في جميع أنحاء العالم لضمان موثوقية وجودة تفاعلات واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بهم.