Die 'act'-Utility von React meistern: Testen asynchroner Zustandsaktualisierungen für robuste Anwendungen

In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Frontend-Entwicklung ist React zu einem Eckpfeiler für die Erstellung dynamischer und interaktiver Benutzeroberflächen geworden. Da React-Anwendungen immer komplexer werden und asynchrone Operationen wie API-Aufrufe, Timeouts und Event-Listener beinhalten, wird der Bedarf an robusten Testmethoden immer wichtiger. Dieser Leitfaden befasst sich mit der 'act'-Utility, einem entscheidenden Teil des React-Testpuzzles, das speziell für die Behandlung asynchroner Zustandsaktualisierungen entwickelt wurde. Das Verständnis und die effektive Nutzung von 'act' sind unerlässlich, um zuverlässige und wartbare Tests zu schreiben, die das Verhalten Ihrer React-Komponenten genau widerspiegeln.

Die Bedeutung des Testens in der modernen Frontend-Entwicklung

Bevor wir uns 'act' widmen, wollen wir die Bedeutung des Testens im Kontext der modernen Frontend-Entwicklung unterstreichen. Testen bietet zahlreiche Vorteile, darunter:

• Erhöhtes Vertrauen: Gut geschriebene Tests geben die Gewissheit, dass Ihr Code wie erwartet funktioniert, und verringern das Risiko von Regressionen.
• Verbesserte Code-Qualität: Das Testen ermutigt Entwickler, modularen und testbaren Code zu schreiben, was zu saubereren und wartbareren Anwendungen führt.
• Schnelleres Debugging: Tests lokalisieren die Fehlerquelle schnell und sparen Zeit und Mühe beim Debugging.
• Erleichtert das Refactoring: Tests dienen als Sicherheitsnetz und ermöglichen es Ihnen, Code mit Zuversicht zu refaktorisieren, da Sie alle bahnbrechenden Änderungen schnell erkennen können.
• Verbessert die Zusammenarbeit: Tests dienen als Dokumentation und verdeutlichen anderen Entwicklern das beabsichtigte Verhalten von Komponenten.

In einer global verteilten Entwicklungsumgebung, in der Teams oft über verschiedene Zeitzonen und Kulturen verteilt sind, wird umfassendes Testen noch wichtiger. Tests fungieren als gemeinsames Verständnis der Funktionalität der Anwendung, gewährleisten Konsistenz und verringern das Potenzial für Missverständnisse. Der Einsatz von automatisierten Tests, einschließlich Unit-, Integrations- und End-to-End-Tests, ermöglicht es Entwicklungsteams auf der ganzen Welt, vertrauensvoll an Projekten zusammenzuarbeiten und qualitativ hochwertige Software zu liefern.

Verständnis asynchroner Operationen in React

React-Anwendungen beinhalten häufig asynchrone Operationen. Dies sind Aufgaben, die nicht sofort abgeschlossen werden, sondern eine gewisse Zeit zur Ausführung benötigen. Häufige Beispiele sind:

• API-Aufrufe: Abrufen von Daten von externen Servern (z. B. Abrufen von Produktinformationen von einer E-Commerce-Plattform).
• Timer (setTimeout, setInterval): Verzögern der Ausführung oder Wiederholen einer Aufgabe in bestimmten Intervallen (z. B. Anzeigen einer Benachrichtigung nach einer kurzen Verzögerung).
• Event-Listener: Reagieren auf Benutzerinteraktionen wie Klicks, Formularübermittlungen oder Tastatureingaben.
• Promises und async/await: Handhabung asynchroner Operationen mit Promises und der async/await-Syntax.

Die asynchrone Natur dieser Operationen stellt eine Herausforderung für das Testen dar. Herkömmliche Testmethoden, die auf synchroner Ausführung beruhen, erfassen möglicherweise nicht genau das Verhalten von Komponenten, die mit asynchronen Prozessen interagieren. Hier wird die 'act'-Utility von unschätzbarem Wert.

Einführung in die 'act'-Utility

Die 'act'-Utility wird von React für Testzwecke bereitgestellt und wird hauptsächlich verwendet, um sicherzustellen, dass Ihre Tests das Verhalten Ihrer Komponenten bei der Interaktion mit asynchronen Operationen genau widerspiegeln. Sie hilft React zu wissen, wann alle Aktualisierungen abgeschlossen sind, bevor Zusicherungen (Assertions) ausgeführt werden. Im Wesentlichen umschließt 'act' Ihre Test-Assertions innerhalb einer Funktion und stellt sicher, dass React die Verarbeitung aller ausstehenden Zustandsaktualisierungen, Renderings und Effekte abgeschlossen hat, bevor Ihre Test-Assertions ausgeführt werden. Ohne 'act' können Ihre Tests inkonsistent bestehen oder fehlschlagen, was zu unzuverlässigen Testergebnissen und potenziellen Fehlern in Ihrer Anwendung führt.

Die 'act'-Funktion ist so konzipiert, dass sie jeden Code kapselt, der Zustandsaktualisierungen auslösen könnte, wie z. B. das Setzen des Zustands mit `setState`, das Aufrufen einer Funktion, die den Zustand aktualisiert, oder jede Operation, die zu einem erneuten Rendern der Komponente führen könnte. Indem Sie diese Aktionen in `act` umschließen, stellen Sie sicher, dass die Komponente vollständig gerendert wird, bevor Ihre Zusicherungen ausgeführt werden.

Warum ist 'act' notwendig?

React bündelt Zustandsaktualisierungen (Batching), um die Leistung zu optimieren. Das bedeutet, dass mehrere Zustandsaktualisierungen innerhalb eines einzigen Event-Loop-Zyklus zusammengefasst und gemeinsam angewendet werden können. Ohne 'act' könnten Ihre Tests Zusicherungen ausführen, bevor React die Verarbeitung dieser gebündelten Aktualisierungen abgeschlossen hat, was zu ungenauen Ergebnissen führt. 'act' synchronisiert diese asynchronen Aktualisierungen und stellt sicher, dass Ihre Tests eine konsistente Sicht auf den Zustand der Komponente haben und Ihre Zusicherungen nach Abschluss des Renderings gemacht werden.

Verwendung von 'act' in verschiedenen Testszenarien

'act' wird häufig in verschiedenen Testszenarien verwendet, darunter:

• Testen von Komponenten, die `setState` verwenden: Wenn sich der Zustand einer Komponente aufgrund einer Benutzerinteraktion oder eines Funktionsaufrufs ändert, umschließen Sie die Zusicherung mit einem 'act'-Aufruf.
• Testen von Komponenten, die mit APIs interagieren: Umschließen Sie die Rendering- und Zusicherungsteile des Tests im Zusammenhang mit API-Aufrufen mit einem 'act'-Aufruf.
• Testen von Komponenten, die Timer (setTimeout, setInterval) verwenden: Stellen Sie sicher, dass die Zusicherungen im Zusammenhang mit dem Timeout oder Intervall innerhalb eines 'act'-Aufrufs liegen.
• Testen von Komponenten, die Effekte auslösen: Umschließen Sie den Code, der Effekte auslöst und testet und `useEffect` verwendet, mit einem 'act'-Aufruf.

Integration von 'act' in Test-Frameworks

'act' ist für die Verwendung mit jedem JavaScript-Test-Framework wie Jest, Mocha oder Jasmine konzipiert. Obwohl es direkt aus React importiert werden kann, vereinfacht die Verwendung mit einer Testbibliothek wie der React Testing Library oft den Prozess.

Verwendung von 'act' mit der React Testing Library

Die React Testing Library (RTL) bietet einen benutzerzentrierten Ansatz zum Testen von React-Komponenten und erleichtert die Arbeit mit 'act', indem sie eine interne `render`-Funktion bereitstellt, die Ihre Tests bereits in act-Aufrufe einbettet. Dies vereinfacht Ihren Testcode und erspart Ihnen in vielen gängigen Szenarien das manuelle Aufrufen von 'act'. Sie müssen jedoch immer noch verstehen, wann es notwendig ist und wie man mit komplexeren asynchronen Abläufen umgeht.

Beispiel: Testen einer Komponente, die Daten mit `useEffect` abruft

Betrachten wir eine einfache `UserProfile`-Komponente, die beim Mounten Benutzerdaten von einer API abruft. Wir können dies mit der React Testing Library testen:

            import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { render, screen, waitFor } from '@testing-library/react';
import '@testing-library/jest-dom';

const fetchUserData = async (userId) => {
  // Simuliert einen API-Aufruf
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({ id: userId, name: 'John Doe', email: 'john.doe@example.com' });
    }, 100); // Simuliert Netzwerklatenz
  });
};

const UserProfile = ({ userId }) => {
  const [user, setUser] = useState(null);
  const [isLoading, setIsLoading] = useState(true);
  const [error, setError] = useState(null);

  useEffect(() => {
    const fetchData = async () => {
      try {
        const userData = await fetchUserData(userId);
        setUser(userData);
      } catch (err) {
        setError(err);
      } finally {
        setIsLoading(false);
      }
    };
    fetchData();
  }, [userId]);

  if (isLoading) {
    return <p>Loading...</p>;
  }

  if (error) {
    return <p>Error: {error.message}</p>;
  }

  return (
    <div>
      <h2>{user.name}</h2>
      <p>Email: {user.email}</p>
    </div>
  );
};


// Testdatei mit React Testing Library

import { render, screen, waitFor } from '@testing-library/react';
import '@testing-library/jest-dom';
import UserProfile from './UserProfile';


test('ruft Benutzerdaten ab und zeigt sie an', async () => {
  render(<UserProfile userId="123" />);

  // Verwenden Sie waitFor, um zu warten, bis die 'Loading...'-Nachricht verschwindet und die Benutzerdaten angezeigt werden.
  await waitFor(() => screen.getByText('John Doe'));

  // Sicherstellen, dass der Name des Benutzers angezeigt wird
  expect(screen.getByText('John Doe')).toBeInTheDocument();
  expect(screen.getByText('Email: john.doe@example.com')).toBeInTheDocument();
});

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel verwenden wir `waitFor`, um auf den Abschluss der asynchronen Operation (des API-Aufrufs) zu warten, bevor wir unsere Zusicherungen machen. Die `render`-Funktion der React Testing Library behandelt die `act`-Aufrufe automatisch, sodass Sie sie in vielen typischen Testfällen nicht explizit hinzufügen müssen. Die Hilfsfunktion `waitFor` in der React Testing Library verwaltet das asynchrone Rendern innerhalb von act-Aufrufen und ist eine bequeme Lösung, wenn Sie erwarten, dass eine Komponente ihren Zustand nach einer Operation aktualisiert.

Explizite 'act'-Aufrufe (seltener, aber manchmal notwendig)

Obwohl die React Testing Library die Notwendigkeit expliziter `act`-Aufrufe oft abstrahiert, gibt es Situationen, in denen Sie sie möglicherweise direkt verwenden müssen. Dies gilt insbesondere bei der Arbeit mit komplexen asynchronen Abläufen oder wenn Sie eine andere Testbibliothek verwenden, die `act` nicht automatisch für Sie handhabt. Wenn Sie beispielsweise eine Komponente verwenden, die Zustandsänderungen über eine Drittanbieter-Zustandsverwaltungsbibliothek wie Zustand oder Redux verwaltet und der Zustand der Komponente als Ergebnis einer externen Aktion direkt geändert wird, müssen Sie möglicherweise `act`-Aufrufe verwenden, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.

Beispiel: Explizite Verwendung von 'act'

            import { act, render, screen, fireEvent } from '@testing-library/react';
import '@testing-library/jest-dom';
import { useState } from 'react';

const Counter = () => {
  const [count, setCount] = useState(0);

  const increment = () => {
    setTimeout(() => {
      setCount(count + 1);
    }, 50); // Simuliert eine asynchrone Operation
  };

  return (
    <div>
      <p data-testid="count">Count: {count}</p>
      <button onClick={increment}>Increment</button>
    </div>
  );
};

// Testdatei mit React Testing Library und explizitem 'act'

test('erhöht den Zähler nach einer Verzögerung', async () => {
  render(<Counter />);
  const incrementButton = screen.getByRole('button', { name: 'Increment' });
  const countElement = screen.getByTestId('count');

  // Klicken Sie auf die Schaltfläche, um die Inkrementierungsfunktion auszulösen
  fireEvent.click(incrementButton);

  // Verwenden Sie 'act', um auf den Abschluss der Zustandsaktualisierung zu warten
  await act(async () => {
    await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 60)); // Warten, bis der setTimeout abgeschlossen ist (Zeit bei Bedarf anpassen)
  });

  // Sicherstellen, dass der Zähler erhöht wurde
  expect(countElement).toHaveTextContent('Count: 1');
});

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel verwenden wir explizit 'act', um die asynchrone Operation innerhalb der `increment`-Funktion (simuliert durch `setTimeout`) zu umschließen. Dies stellt sicher, dass die Zusicherung gemacht wird, nachdem die Zustandsaktualisierung verarbeitet wurde. Der Teil `await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 60));` ist hier entscheidend, da der `setTimeout`-Aufruf die Inkrementierung asynchron macht. Die Zeit sollte so angepasst werden, dass sie die Timeout-Dauer in der Komponente leicht überschreitet.

Best Practices für das Testen asynchroner Zustandsaktualisierungen

Um asynchrone Zustandsaktualisierungen in Ihren React-Anwendungen effektiv zu testen und zu einer robusten internationalen Codebasis beizutragen, befolgen Sie diese Best Practices:

• Verwenden Sie die React Testing Library: Die React Testing Library vereinfacht das Testen von React-Komponenten und übernimmt oft die Notwendigkeit expliziter 'act'-Aufrufe für Sie, indem sie Methoden bereitstellt, die asynchrone Operationen behandeln. Sie ermutigt zum Schreiben von Tests, die näher an der Interaktion der Benutzer mit der Anwendung sind.
• Priorisieren Sie benutzerzentrierte Tests: Konzentrieren Sie sich auf das Testen des Verhaltens Ihrer Komponenten aus der Perspektive des Benutzers. Testen Sie die Ausgabe und beobachtbare Interaktionen, nicht interne Implementierungsdetails.
• Verwenden Sie `waitFor` aus der React Testing Library: Wenn Komponenten mit asynchronen Operationen wie API-Aufrufen interagieren, verwenden Sie `waitFor`, um auf das Erscheinen der erwarteten Änderungen im DOM zu warten, bevor Sie Ihre Zusicherungen machen.
• Mocken Sie Abhängigkeiten: Mocken Sie externe Abhängigkeiten wie API-Aufrufe und Timer, um Ihre Komponenten während des Testens zu isolieren und konsistente, vorhersagbare Ergebnisse zu gewährleisten. Dies verhindert, dass Ihre Tests von externen Faktoren beeinflusst werden, und sorgt dafür, dass sie schnell laufen.
• Testen Sie die Fehlerbehandlung: Stellen Sie sicher, dass Sie testen, wie Ihre Komponenten Fehler elegant behandeln, einschließlich Fällen, in denen API-Aufrufe fehlschlagen oder unerwartete Fehler auftreten.
• Schreiben Sie klare und prägnante Tests: Machen Sie Ihre Tests leicht lesbar und verständlich, indem Sie beschreibende Namen, klare Zusicherungen und Kommentare zur Erklärung komplexer Logik verwenden.
• Testen Sie Randfälle: Berücksichtigen Sie Randfälle und Grenzbedingungen (z. B. leere Daten, Nullwerte, ungültige Eingaben), um sicherzustellen, dass Ihre Komponenten unerwartete Szenarien robust handhaben.
• Testen Sie auf Speicherlecks: Achten Sie auf Aufräum-Effekte, insbesondere solche, die asynchrone Operationen beinhalten (z. B. das Entfernen von Event-Listenern, das Löschen von Timern). Das Versäumnis, diese Effekte aufzuräumen, kann zu Speicherlecks führen, insbesondere bei lang laufenden Tests oder Anwendungen, und die Gesamtleistung beeinträchtigen.
• Refaktorisieren und Überarbeiten Sie Tests: Wenn sich Ihre Anwendung weiterentwickelt, refaktorisieren Sie Ihre Tests regelmäßig, um sie relevant und wartbar zu halten. Entfernen Sie Tests für veraltete Funktionen oder refaktorisieren Sie Tests, damit sie besser mit dem neuen Code funktionieren.
• Führen Sie Tests in CI/CD-Pipelines aus: Integrieren Sie automatisierte Tests in Ihre Continuous Integration- und Continuous Delivery (CI/CD)-Pipelines. Dies stellt sicher, dass Tests automatisch bei jeder Codeänderung ausgeführt werden, was eine frühzeitige Erkennung von Regressionen ermöglicht und verhindert, dass Fehler in die Produktion gelangen.

Häufige Fallstricke, die es zu vermeiden gilt

Obwohl 'act' und Testbibliotheken leistungsstarke Werkzeuge bieten, gibt es häufige Fallstricke, die zu ungenauen oder unzuverlässigen Tests führen können. Vermeiden Sie diese:

• Vergessen, 'act' zu verwenden: Dies ist der häufigste Fehler. Wenn Sie den Zustand in einer Komponente mit asynchronen Prozessen ändern und inkonsistente Testergebnisse sehen, stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Zusicherungen in einen 'act'-Aufruf eingeschlossen haben oder sich auf die internen 'act'-Aufrufe der React Testing Library verlassen.
• Falsches Timing asynchroner Operationen: Wenn Sie `setTimeout` oder andere asynchrone Funktionen verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie lange genug warten, bis die Operationen abgeschlossen sind. Die Dauer sollte die in der Komponente angegebene Zeit leicht überschreiten, um sicherzustellen, dass der Effekt abgeschlossen ist, bevor die Zusicherungen ausgeführt werden.
• Testen von Implementierungsdetails: Vermeiden Sie das Testen interner Implementierungsdetails. Konzentrieren Sie sich auf das Testen des beobachtbaren Verhaltens Ihrer Komponenten aus der Perspektive des Benutzers.
• Übermäßiger Verlass auf Snapshot-Tests: Obwohl Snapshot-Tests nützlich sein können, um unbeabsichtigte Änderungen an der Benutzeroberfläche zu erkennen, sollten sie nicht die einzige Form des Testens sein. Snapshot-Tests testen nicht unbedingt die Funktionalität Ihrer Komponenten und können bestehen, auch wenn die zugrunde liegende Logik fehlerhaft ist. Verwenden Sie Snapshot-Tests in Verbindung mit anderen, robusteren Tests.
• Schlechte Testorganisation: Schlecht organisierte Tests können mit zunehmendem Wachstum der Anwendung schwer zu warten sein. Strukturieren Sie Ihre Tests auf eine logische und wartbare Weise, indem Sie beschreibende Namen und eine klare Organisation verwenden.
• Ignorieren von Testfehlschlägen: Ignorieren Sie niemals Testfehlschläge. Beheben Sie die Ursache des Fehlers und stellen Sie sicher, dass Ihr Code wie erwartet funktioniert.

Praxisbeispiele und globale Überlegungen

Betrachten wir einige Praxisbeispiele, die zeigen, wie 'act' in verschiedenen globalen Szenarien eingesetzt werden kann:

• E-Commerce-Anwendung (Global): Stellen Sie sich eine E-Commerce-Plattform vor, die Kunden in mehreren Ländern bedient. Eine Komponente zeigt Produktdetails an und behandelt die asynchrone Operation des Abrufens von Produktbewertungen. Sie können den API-Aufruf mocken und mit 'act' testen, wie die Komponente Bewertungen rendert, Ladezustände behandelt und Fehlermeldungen anzeigt. Dies stellt sicher, dass die Produktinformationen korrekt angezeigt werden, unabhängig vom Standort oder der Internetverbindung des Benutzers.
• Internationale Nachrichten-Website: Eine Nachrichten-Website zeigt Artikel in mehreren Sprachen und Regionen an. Die Website enthält eine Komponente, die das asynchrone Laden des Artikelinhalts basierend auf der bevorzugten Sprache des Benutzers übernimmt. Mit 'act' können Sie testen, wie der Artikel in verschiedenen Sprachen (z. B. Englisch, Spanisch, Französisch) lädt und korrekt angezeigt wird, um die Zugänglichkeit auf der ganzen Welt zu gewährleisten.
• Finanzanwendung (Multinational): Eine Finanzanwendung zeigt Anlageportfolios an, die sich jede Minute aktualisieren und Echtzeit-Aktienkurse anzeigen. Die Anwendung ruft Daten von einer externen API ab, die häufig aktualisiert wird. Sie können diese Anwendung mit 'act' testen, insbesondere in Kombination mit `waitFor`, um sicherzustellen, dass die korrekten Echtzeitpreise angezeigt werden. Das Mocken der API ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Tests aufgrund sich ändernder Aktienkurse nicht instabil werden.
• Social-Media-Plattform (Weltweit): Eine Social-Media-Plattform ermöglicht es Benutzern, Updates zu posten, die über eine asynchrone Anfrage in einer Datenbank gespeichert werden. Testen Sie Komponenten, die für das Posten, Empfangen und Anzeigen dieser Updates verantwortlich sind, mit 'act'. Stellen Sie sicher, dass die Updates erfolgreich im Backend gespeichert und korrekt angezeigt werden, unabhängig vom Land oder Gerät des Benutzers.

Beim Schreiben von Tests ist es entscheidend, die unterschiedlichen Bedürfnisse eines globalen Publikums zu berücksichtigen:

• Lokalisierung und Internationalisierung (i18n): Testen Sie, wie Ihre Anwendung mit verschiedenen Sprachen, Währungen und Datums-/Zeitformaten umgeht. Das Mocken dieser gebietsschemaspezifischen Variablen in Ihren Tests ermöglicht es Ihnen, verschiedene Internationalisierungsszenarien zu simulieren.
• Leistungsüberlegungen: Simulieren Sie Netzwerklatenz und langsamere Verbindungen, um sicherzustellen, dass Ihre Anwendung in verschiedenen Regionen gut funktioniert. Überlegen Sie, wie Ihre Tests mit langsamen API-Aufrufen umgehen.
• Barrierefreiheit: Stellen Sie sicher, dass Ihre Tests Barrierefreiheitsaspekte wie Bildschirmleser und Tastaturnavigation abdecken und die Bedürfnisse von Benutzern mit Behinderungen berücksichtigen.
• Zeitzonenbewusstsein: Wenn Ihre Anwendung mit Zeit zu tun hat, mocken Sie während der Tests verschiedene Zeitzonen, um sicherzustellen, dass sie in verschiedenen Regionen der Welt korrekt funktioniert.
• Handhabung von Währungsformaten: Stellen Sie sicher, dass die Komponente Währungswerte für verschiedene Länder korrekt formatiert und anzeigt.

Fazit: Aufbau widerstandsfähiger React-Anwendungen mit 'act'

Die 'act'-Utility ist ein unverzichtbares Werkzeug zum Testen von React-Anwendungen, die asynchrone Operationen beinhalten. Indem Sie verstehen, wie man 'act' effektiv einsetzt und Best Practices für das Testen asynchroner Zustandsaktualisierungen anwendet, können Sie robustere, zuverlässigere und wartbarere Tests schreiben. Dies wiederum hilft Ihnen, qualitativ hochwertigere React-Anwendungen zu erstellen, die wie erwartet funktionieren und die Bedürfnisse eines globalen Publikums erfüllen.

Denken Sie daran, Testbibliotheken wie die React Testing Library zu verwenden, die den Prozess des Testens Ihrer Komponenten erheblich vereinfacht. Indem Sie sich auf benutzerzentriertes Testen konzentrieren, externe Abhängigkeiten mocken und klare und prägnante Tests schreiben, können Sie sicherstellen, dass Ihre Anwendungen auf verschiedenen Plattformen, Browsern und Geräten korrekt funktionieren, unabhängig davon, wo sich Ihre Benutzer befinden.

Wenn Sie 'act' in Ihren Test-Workflow integrieren, gewinnen Sie Vertrauen in die Stabilität und Wartbarkeit Ihrer React-Anwendungen, was Ihre Projekte erfolgreicher macht und sie für ein globales Publikum angenehm gestaltet.

Nutzen Sie die Kraft des Testens und erstellen Sie erstaunliche, zuverlässige und benutzerfreundliche React-Anwendungen für die Welt!