أنماط اختبار JavaScript: اختبار الوحدة مقابل التنفيذ الصوري

في المشهد دائم التطور لتطوير الويب، يعد ضمان موثوقية وقوة كود JavaScript الخاص بك أمرًا بالغ الأهمية. لذلك، فإن الاختبار ليس مجرد إضافة لطيفة؛ بل هو عنصر حاسم في دورة حياة تطوير البرمجيات. تتعمق هذه المقالة في جانبين أساسيين من اختبار JavaScript: اختبار الوحدة والتنفيذ الصوري، مما يوفر فهمًا شاملاً لمبادئهما وتقنياتهما وأفضل ممارساتهما.

لماذا يعتبر اختبار JavaScript مهمًا؟

قبل الخوض في التفاصيل، دعنا نتناول السؤال الجوهري: لماذا يعتبر الاختبار مهمًا جدًا؟ باختصار، يساعدك على:

• اكتشاف الأخطاء مبكرًا: تحديد وإصلاح الأخطاء قبل أن تصل إلى بيئة الإنتاج، مما يوفر الوقت والموارد.
• تحسين جودة الكود: يجبرك الاختبار على كتابة كود أكثر نمطية وقابلية للصيانة.
• زيادة الثقة: إعادة هيكلة وتوسيع قاعدة الكود الخاصة بك بثقة مع العلم أن الوظائف الحالية تظل سليمة.
• توثيق سلوك الكود: تعمل الاختبارات كوثائق حية، توضح كيف يُقصد من الكود أن يعمل.
• تسهيل التعاون: تساعد الاختبارات الواضحة والشاملة أعضاء الفريق على فهم قاعدة الكود والمساهمة فيها بفعالية أكبر.

تنطبق هذه الفوائد على المشاريع من جميع الأحجام، من المشاريع الشخصية الصغيرة إلى تطبيقات المؤسسات الكبيرة. الاستثمار في الاختبار هو استثمار في صحة برنامجك وقابليته للصيانة على المدى الطويل.

اختبار الوحدة: أساس الكود القوي

يركز اختبار الوحدة على اختبار وحدات فردية من الكود، وعادة ما تكون دوال أو فئات صغيرة، بشكل منعزل. الهدف هو التحقق من أن كل وحدة تؤدي مهمتها المقصودة بشكل صحيح، بشكل مستقل عن الأجزاء الأخرى من النظام.

مبادئ اختبار الوحدة

تلتزم اختبارات الوحدة الفعالة بالعديد من المبادئ الرئيسية:

• الاستقلالية: يجب أن تكون اختبارات الوحدة مستقلة عن بعضها البعض. لا ينبغي أن يؤثر فشل اختبار واحد على نتيجة الاختبارات الأخرى.
• القابلية للتكرار: يجب أن تنتج الاختبارات نفس النتائج في كل مرة يتم تشغيلها، بغض النظر عن البيئة.
• التنفيذ السريع: يجب أن يتم تنفيذ اختبارات الوحدة بسرعة للسماح بالاختبار المتكرر أثناء التطوير.
• الشمولية: يجب أن تغطي الاختبارات جميع السيناريوهات الممكنة والحالات الحدية لضمان تغطية شاملة.
• القابلية للقراءة: يجب أن تكون الاختبارات سهلة الفهم والصيانة. يعد كود الاختبار الواضح والموجز ضروريًا للصيانة على المدى الطويل.

أدوات وأطر عمل لاختبار الوحدة في JavaScript

تفتخر JavaScript بنظام بيئي غني بأدوات وأطر عمل الاختبار. تشمل بعض الخيارات الأكثر شيوعًا ما يلي:

• Jest: إطار عمل اختبار شامل تم تطويره بواسطة Facebook، ومعروف بسهولة استخدامه، وقدراته المدمجة في التنفيذ الصوري، وأدائه الممتاز. يعد Jest خيارًا رائعًا للمشاريع التي تستخدم React، ولكن يمكن استخدامه مع أي مشروع JavaScript.
• Mocha: إطار عمل اختبار مرن وقابل للتوسيع يوفر أساسًا للاختبار، مما يتيح لك اختيار مكتبة التأكيد وإطار عمل التنفيذ الصوري الخاص بك. يعد Mocha خيارًا شائعًا لمرونته وقابليته للتخصيص.
• Chai: مكتبة تأكيد يمكن استخدامها مع Mocha أو أطر عمل اختبار أخرى. توفر Chai مجموعة متنوعة من أنماط التأكيد، بما في ذلك `expect` و `should` و `assert`.
• Jasmine: إطار عمل اختبار للتطوير الموجه بالسلوك (BDD) يوفر صيغة نظيفة ومعبرة لكتابة الاختبارات.
• Ava: إطار عمل اختبار بسيط وذو رأي يركز على البساطة والأداء. يقوم Ava بتشغيل الاختبارات بشكل متزامن، مما يمكن أن يسرع بشكل كبير من تنفيذ الاختبار.

يعتمد اختيار إطار العمل على المتطلبات المحددة لمشروعك وتفضيلاتك الشخصية. غالبًا ما يكون Jest نقطة انطلاق جيدة للمبتدئين نظرًا لسهولة استخدامه وميزاته المدمجة.

كتابة اختبارات وحدة فعالة: أمثلة

دعنا نوضح اختبار الوحدة بمثال بسيط. لنفترض أن لدينا دالة تحسب مساحة المستطيل:

            // rectangle.js
function calculateRectangleArea(width, height) {
  if (width <= 0 || height <= 0) {
    return 0; // Or throw an error, depending on your requirements
  }
  return width * height;
}

module.exports = calculateRectangleArea;
            

              
                Copy
              
            
          

إليك كيف يمكننا كتابة اختبارات الوحدة لهذه الدالة باستخدام Jest:

            // rectangle.test.js
const calculateRectangleArea = require('./rectangle');

describe('calculateRectangleArea', () => {
  it('should calculate the area of a rectangle with positive width and height', () => {
    expect(calculateRectangleArea(5, 10)).toBe(50);
    expect(calculateRectangleArea(2, 3)).toBe(6);
  });

  it('should return 0 if either width or height is zero', () => {
    expect(calculateRectangleArea(0, 10)).toBe(0);
    expect(calculateRectangleArea(5, 0)).toBe(0);
  });

  it('should return 0 if either width or height is negative', () => {
    expect(calculateRectangleArea(-5, 10)).toBe(0);
    expect(calculateRectangleArea(5, -10)).toBe(0);
    expect(calculateRectangleArea(-5, -10)).toBe(0);
  });
});
            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، أنشأنا مجموعة اختبار (`describe`) للدالة `calculateRectangleArea`. يمثل كل قسم `it` حالة اختبار محددة. نستخدم `expect` و `toBe` للتأكيد على أن الدالة تعيد النتيجة المتوقعة لمدخلات مختلفة.

التنفيذ الصوري: عزل اختباراتك

أحد تحديات اختبار الوحدة هو التعامل مع التبعيات. إذا كانت وحدة من الكود تعتمد على موارد خارجية، مثل قواعد البيانات أو واجهات برمجة التطبيقات (APIs) أو الوحدات النمطية الأخرى، فقد يكون من الصعب اختبارها بشكل منعزل. هنا يأتي دور التنفيذ الصوري.

ما هو التنفيذ الصوري (Mocking)؟

يتضمن التنفيذ الصوري استبدال التبعيات الحقيقية ببدائل خاضعة للتحكم، تُعرف باسم الموكات (mocks) أو بدائل الاختبار (test doubles). تحاكي هذه الموكات سلوك التبعيات الحقيقية، مما يتيح لك:

• عزل الوحدة قيد الاختبار: منع التبعيات الخارجية من التأثير على نتائج الاختبار.
• التحكم في سلوك التبعيات: تحديد مدخلات ومخرجات الموكات لاختبار سيناريوهات مختلفة.
• التحقق من التفاعلات: التأكد من أن الوحدة قيد الاختبار تتفاعل مع تبعياتها بالطريقة المتوقعة.

أنواع بدائل الاختبار (Test Doubles)

يعرف Gerard Meszaros، في كتابه "xUnit Test Patterns"، عدة أنواع من بدائل الاختبار:

• Dummy: كائن وهمي يتم تمريره إلى الوحدة قيد الاختبار ولكنه لا يُستخدم أبدًا.
• Fake: تنفيذ مبسط لتبعية يوفر الوظائف اللازمة للاختبار ولكنه غير مناسب للإنتاج.
• Stub: كائن يوفر استجابات محددة مسبقًا لاستدعاءات دوال معينة.
• Spy: كائن يسجل معلومات حول كيفية استخدامه، مثل عدد مرات استدعاء دالة أو الوسائط التي تم تمريرها إليها.
• Mock: نوع أكثر تطوراً من بدائل الاختبار يتيح لك التحقق من حدوث تفاعلات محددة بين الوحدة قيد الاختبار والكائن الصوري.

في الممارسة العملية، غالبًا ما يتم استخدام مصطلحي "stub" و "mock" بالتبادل. ومع ذلك، من المهم فهم المفاهيم الأساسية لاختيار النوع المناسب من بدائل الاختبار لاحتياجاتك.

تقنيات التنفيذ الصوري في JavaScript

هناك عدة طرق لتنفيذ الموكات في JavaScript:

• التنفيذ الصوري اليدوي: إنشاء كائنات صورية يدويًا باستخدام JavaScript العادية. هذا النهج بسيط ولكنه قد يكون مملاً للتبعيات المعقدة.
• مكتبات التنفيذ الصوري: استخدام مكتبات مخصصة للتنفيذ الصوري، مثل Sinon.js أو testdouble.js، لتبسيط عملية إنشاء وإدارة الموكات.
• التنفيذ الصوري الخاص بإطار العمل: استخدام القدرات المدمجة للتنفيذ الصوري في إطار عمل الاختبار الخاص بك، مثل `jest.mock()` و `jest.spyOn()` في Jest.

التنفيذ الصوري مع Jest: مثال عملي

لنفكر في سيناريو حيث لدينا دالة تجلب بيانات المستخدم من واجهة برمجة تطبيقات خارجية:

            // user-service.js
const axios = require('axios');

async function getUserData(userId) {
  try {
    const response = await axios.get(`https://api.example.com/users/${userId}`);
    return response.data;
  } catch (error) {
    console.error('Error fetching user data:', error);
    return null;
  }
}

module.exports = getUserData;
            

              
                Copy
              
            
          

لاختبار هذه الدالة كوحدة، لا نريد الاعتماد على واجهة برمجة التطبيقات الفعلية. بدلاً من ذلك، يمكننا عمل mock لوحدة `axios` باستخدام Jest:

            // user-service.test.js
const getUserData = require('./user-service');
const axios = require('axios');

jest.mock('axios');

describe('getUserData', () => {
  it('should fetch user data successfully', async () => {
    const mockUserData = { id: 123, name: 'John Doe' };
    axios.get.mockResolvedValue({ data: mockUserData });

    const userData = await getUserData(123);

    expect(axios.get).toHaveBeenCalledWith('https://api.example.com/users/123');
    expect(userData).toEqual(mockUserData);
  });

  it('should return null if the API request fails', async () => {
    axios.get.mockRejectedValue(new Error('API error'));

    const userData = await getUserData(123);

    expect(userData).toBeNull();
  });
});
            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، `jest.mock('axios')` يستبدل وحدة `axios` الفعلية بتنفيذ صوري. ثم نستخدم `axios.get.mockResolvedValue()` و `axios.get.mockRejectedValue()` لمحاكاة طلبات API ناجحة وفاشلة، على التوالي. التأكيد `expect(axios.get).toHaveBeenCalledWith()` يتحقق من أن دالة `getUserData` تستدعي دالة `axios.get` مع عنوان URL الصحيح.

متى يجب استخدام التنفيذ الصوري

يكون التنفيذ الصوري مفيدًا بشكل خاص في الحالات التالية:

• التبعيات الخارجية: عندما تعتمد وحدة من الكود على واجهات برمجة تطبيقات خارجية أو قواعد بيانات أو خدمات أخرى.
• التبعيات المعقدة: عندما يكون من الصعب أو المستهلك للوقت إعداد تبعية للاختبار.
• السلوك غير المتوقع: عندما يكون لتبعية سلوك غير متوقع، مثل مولدات الأرقام العشوائية أو الدوال المعتمدة على الوقت.
• اختبار معالجة الأخطاء: عندما تريد اختبار كيفية تعامل وحدة من الكود مع الأخطاء من تبعياتها.

التطوير الموجه بالاختبار (TDD) والتطوير الموجه بالسلوك (BDD)

غالبًا ما يتم استخدام اختبار الوحدة والتنفيذ الصوري جنبًا إلى جنب مع التطوير الموجه بالاختبار (TDD) والتطوير الموجه بالسلوك (BDD).

التطوير الموجه بالاختبار (TDD)

TDD هي عملية تطوير حيث تكتب الاختبارات *قبل* كتابة الكود الفعلي. تتبع العملية عادةً هذه الخطوات:

1. كتابة اختبار فاشل: اكتب اختبارًا يصف السلوك المطلوب للكود. يجب أن يفشل هذا الاختبار في البداية لأن الكود غير موجود بعد.
2. كتابة الحد الأدنى من الكود لاجتياز الاختبار: اكتب فقط ما يكفي من الكود لتلبية متطلبات الاختبار. لا تقلق بشأن جعل الكود مثاليًا في هذه المرحلة.
3. إعادة الهيكلة (Refactor): أعد هيكلة الكود لتحسين جودته وقابليته للصيانة، مع التأكد من أن جميع الاختبارات لا تزال ناجحة.
4. التكرار: كرر العملية للميزة أو المتطلب التالي.

يساعدك TDD على كتابة كود أكثر قابلية للاختبار والتأكد من أن الكود الخاص بك يلبي متطلبات المشروع.

التطوير الموجه بالسلوك (BDD)

BDD هو امتداد لـ TDD يركز على وصف *سلوك* النظام من منظور المستخدم. يستخدم BDD صيغة لغة طبيعية أكثر لوصف الاختبارات، مما يجعلها أسهل في الفهم لكل من المطورين وغير المطورين.

قد يبدو سيناريو BDD النموذجي كالتالي:

            Feature: User Authentication
  As a user
  I want to be able to log in to the system
  So that I can access my account

  Scenario: Successful login
    Given I am on the login page
    When I enter my username and password
    And I click the login button
    Then I should be redirected to my account page

            

              
                Copy
              
            
          

تتيح لك أدوات BDD، مثل Cucumber.js، تنفيذ هذه السيناريوهات كاختبارات آلية.

أفضل الممارسات لاختبار JavaScript

لتحقيق أقصى قدر من الفعالية لجهود اختبار JavaScript الخاصة بك، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات التالية:

• اكتب الاختبارات مبكرًا وبشكل متكرر: ادمج الاختبار في سير عمل التطوير الخاص بك من بداية المشروع.
• اجعل الاختبارات بسيطة ومركزة: يجب أن يركز كل اختبار على جانب واحد من سلوك الكود.
• استخدم أسماء اختبار وصفية: اختر أسماء اختبار تصف بوضوح ما يتحقق منه الاختبار.
• اتبع نمط Arrange-Act-Assert: قم بهيكلة اختباراتك في ثلاث مراحل متميزة: الترتيب (إعداد بيئة الاختبار)، والتصرف (تنفيذ الكود قيد الاختبار)، والتأكيد (التحقق من النتائج المتوقعة).
• اختبر الحالات الحدية وظروف الخطأ: لا تختبر فقط المسار السعيد؛ اختبر أيضًا كيفية تعامل الكود مع المدخلات غير الصالحة والأخطاء غير المتوقعة.
• حافظ على تحديث الاختبارات: قم بتحديث اختباراتك كلما غيرت الكود للتأكد من أنها تظل دقيقة وذات صلة.
• أتمتة اختباراتك: ادمج اختباراتك في خط أنابيب التكامل المستمر/التسليم المستمر (CI/CD) لضمان تشغيلها تلقائيًا كلما تم إجراء تغييرات على الكود.
• تغطية الكود: استخدم أدوات تغطية الكود لتحديد مناطق الكود التي لا تغطيها الاختبارات. استهدف تغطية كود عالية، ولكن لا تطارد رقمًا محددًا بشكل أعمى. ركز على اختبار الأجزاء الأكثر أهمية وتعقيدًا من الكود الخاص بك.
• إعادة هيكلة الاختبارات بانتظام: تمامًا مثل كود الإنتاج الخاص بك، يجب إعادة هيكلة اختباراتك بانتظام لتحسين قابليتها للقراءة والصيانة.

اعتبارات عالمية لاختبار JavaScript

عند تطوير تطبيقات JavaScript لجمهور عالمي، من المهم مراعاة ما يلي:

• التدويل (i18n) والترجمة (l10n): اختبر تطبيقك بلغات ومناطق مختلفة للتأكد من عرضه بشكل صحيح للمستخدمين في مناطق مختلفة.
• المناطق الزمنية: اختبر معالجة تطبيقك للمناطق الزمنية للتأكد من عرض التواريخ والأوقات بشكل صحيح للمستخدمين في مناطق زمنية مختلفة.
• العملات: اختبر معالجة تطبيقك للعملات للتأكد من عرض الأسعار بشكل صحيح للمستخدمين في بلدان مختلفة.
• تنسيقات البيانات: اختبر معالجة تطبيقك لتنسيقات البيانات (مثل تنسيقات التاريخ، تنسيقات الأرقام) للتأكد من عرض البيانات بشكل صحيح للمستخدمين في مناطق مختلفة.
• إمكانية الوصول: اختبر إمكانية الوصول إلى تطبيقك للتأكد من أنه قابل للاستخدام من قبل الأشخاص ذوي الإعاقة. ضع في اعتبارك استخدام أدوات اختبار إمكانية الوصول الآلية والاختبار اليدوي باستخدام التقنيات المساعدة.
• الأداء: اختبر أداء تطبيقك في مناطق مختلفة للتأكد من أنه يتم تحميله بسرعة ويستجيب بسلاسة للمستخدمين حول العالم. ضع في اعتبارك استخدام شبكة توصيل المحتوى (CDN) لتحسين الأداء للمستخدمين في مناطق مختلفة.
• الأمان: اختبر أمان تطبيقك للتأكد من أنه محمي ضد الثغرات الأمنية الشائعة، مثل البرمجة عبر المواقع (XSS) وحقن SQL.

الخلاصة

يعد اختبار الوحدة والتنفيذ الصوري تقنيات أساسية لبناء تطبيقات JavaScript قوية وموثوقة. من خلال فهم مبادئ اختبار الوحدة، وإتقان تقنيات التنفيذ الصوري، واتباع أفضل الممارسات، يمكنك تحسين جودة الكود الخاص بك بشكل كبير وتقليل مخاطر الأخطاء. يمكن أن يؤدي تبني TDD أو BDD إلى تعزيز عملية التطوير الخاصة بك ويؤدي إلى كود أكثر قابلية للصيانة والاختبار. تذكر أن تأخذ في الاعتبار الجوانب العالمية لتطبيقك لضمان تجربة سلسة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. الاستثمار في الاختبار هو استثمار في نجاح برنامجك على المدى الطويل.