Lepingutestimine: API ühilduvuse tagamine mikroteenuste maailmas

Tänapäevasel tarkvaramaastikul on mikroteenuste arhitektuurid muutunud üha populaarsemaks, pakkudes eeliseid nagu skaleeritavus, iseseisev juurutamine ja tehnoloogiline mitmekesisus. Kuid need hajutatud süsteemid toovad kaasa väljakutseid teenustevahelise sujuva suhtluse ja ühilduvuse tagamisel. Üks peamisi väljakutseid on API-de ühilduvuse säilitamine, eriti kui neid haldavad erinevad meeskonnad või organisatsioonid. Siin tulebki appi lepingutestimine. See artikkel pakub põhjaliku juhendi lepingutestimise kohta, hõlmates selle põhimõtteid, eeliseid, rakendusstrateegiaid ja reaalseid näiteid.

Mis on lepingutestimine?

Lepingutestimine on tehnika, millega kontrollitakse, kas API pakkuja vastab oma tarbijate ootustele. Erinevalt traditsioonilistest integratsioonitestidest, mis võivad olla haprad ja raskesti hooldatavad, keskenduvad lepingutestid tarbija ja pakkuja vahelisele lepingule. See leping määratleb oodatud interaktsioonid, sealhulgas päringute formaadid, vastuste struktuurid ja andmetüübid.

Oma olemuselt on lepingutestimine seotud selle kontrollimisega, kas pakkuja suudab täita tarbija tehtud päringuid ja kas tarbija suudab korrektselt töödelda pakkujalt saadud vastuseid. See on koostöö tarbija- ja pakkujameeskondade vahel nende lepingute määratlemiseks ja jõustamiseks.

Lepingutestimise põhimõisted

• Tarbija: Rakendus või teenus, mis tugineb teise teenuse pakutavale API-le.
• Pakkuja: Rakendus või teenus, mis pakub API-d teistele teenustele tarbimiseks.
• Leping: Tarbija ja pakkuja vaheline kokkulepe, mis määratleb oodatud interaktsioonid. See väljendatakse tavaliselt päringute ja vastuste kogumina.
• Verifitseerimine: Protsess, millega kinnitatakse, et pakkuja peab lepingust kinni. See tehakse, käivitades lepingutestid pakkuja tegeliku API implementatsiooni vastu.

Miks on lepingutestimine oluline?

Lepingutestimine lahendab mitmeid kriitilisi väljakutseid mikroteenuste arhitektuurides:

1. Integratsiooni katkemise vältimine

Üks lepingutestimise olulisemaid eeliseid on see, et see aitab vältida integratsiooni katkemist. Kontrollides, et pakkuja peab lepingust kinni, saate potentsiaalsed ühilduvusprobleemid tabada arendustsükli varases etapis, enne kui need tootmiskeskkonda jõuavad. See vähendab käitusaegsete vigade ja teenusekatkestuste riski.

Näide: Kujutage ette tarbijateenust Saksamaal, mis tugineb valuutavahetuseks Ameerika Ühendriikides asuvale pakkujateenusele. Kui pakkuja muudab oma API-d, et kasutada teistsugust valuutakoodi formaati (nt muutes "EUR" "EU"-ks ilma tarbijat teavitamata), võib tarbijateenus katki minna. Lepingutestimine tabaks selle muudatuse enne juurutamist, kontrollides, kas pakkuja toetab endiselt oodatud valuutakoodi formaati.

2. Iseseisva arenduse ja juurutamise võimaldamine

Lepingutestimine võimaldab tarbija- ja pakkujameeskondadel töötada iseseisvalt ja juurutada oma teenuseid erinevatel aegadel. Kuna leping määratleb ootused, saavad meeskonnad oma teenuseid arendada ja testida ilma tihedat koordineerimist vajamata. See soodustab agiilsust ja kiiremaid väljalasketsükleid.

Näide: Kanada e-kaubanduse platvorm kasutab Indias asuvat kolmanda osapoole makselüüsi. E-kaubanduse platvorm saab iseseisvalt arendada ja testida oma integratsiooni makselüüsiga seni, kuni makselüüs peab kinni kokkulepitud lepingust. Ka makselüüsi meeskond saab iseseisvalt arendada ja juurutada oma teenuse uuendusi, teades, et nad ei riku e-kaubanduse platvormi tööd seni, kuni nad lepingut austavad.

3. API disaini parandamine

Lepingute määratlemise protsess võib viia parema API disainini. Kui tarbija- ja pakkujameeskonnad teevad lepingu määratlemisel koostööd, on nad sunnitud hoolikalt mõtlema tarbija vajadustele ja pakkuja võimekusele. See võib tulemuseks anda paremini määratletud, kasutajasõbralikumad ja robustsemad API-d.

Näide: Mobiilirakenduse arendaja (tarbija) soovib integreeruda sotsiaalmeedia platvormiga (pakkuja), et võimaldada kasutajatel sisu jagada. Määratledes lepingu, mis täpsustab andmevorminguid, autentimismeetodeid ja veakäsitlusprotseduure, saab mobiilirakenduse arendaja tagada, et integratsioon on sujuv ja usaldusväärne. Sotsiaalmeedia platvorm saab samuti kasu, omades selget arusaama mobiilirakenduste arendajate nõuetest, mis võib anda sisendit tulevasteks API täiustusteks.

4. Testimiskoormuse vähendamine

Lepingutestimine võib vähendada üldist testimiskoormust, keskendudes konkreetsetele interaktsioonidele teenuste vahel. Võrreldes täielike (end-to-end) integratsioonitestidega, mille seadistamine ja hooldamine võib olla keeruline ja aeganõudev, on lepingutestid fokusseeritumad ja tõhusamad. Need osutavad potentsiaalsetele probleemidele kiiresti ja lihtsalt.

Näide: Selle asemel, et käivitada kogu tellimuste töötlemise süsteemi täielik (end-to-end) test, mis hõlmab mitmeid teenuseid nagu laohaldus, maksete töötlemine ja saatmine, saab lepingutestimine keskenduda konkreetselt tellimusteenuse ja laoteenuse vahelisele interaktsioonile. See võimaldab arendajatel probleeme kiiremini isoleerida ja lahendada.

5. Koostöö edendamine

Lepingutestimine edendab koostööd tarbija- ja pakkujameeskondade vahel. Lepingu määratlemise protsess nõuab suhtlust ja kokkulepet, soodustades ühist arusaama süsteemi käitumisest. See võib viia tugevamate suheteni ja tõhusama meeskonnatööni.

Näide: Brasiilias asuv meeskond, mis arendab lennubroneerimisteenust, peab integreeruma globaalse lennufirmade broneerimissüsteemiga. Lepingutestimine nõuab selget suhtlust lennubroneerimisteenuse meeskonna ja lennufirmade broneerimissüsteemi meeskonna vahel, et määratleda leping, mõista oodatud andmevorminguid ja käsitleda võimalikke veaolukordi. See koostöö viib robustsema ja usaldusväärsema integratsioonini.

Tarbijapõhine lepingutestimine

Kõige levinum lähenemine lepingutestimisele on tarbijapõhine lepingutestimine (CDCT - Consumer-Driven Contract Testing). CDCT puhul määratleb tarbija lepingu oma konkreetsete vajaduste põhjal. Seejärel kontrollib pakkuja, kas ta vastab tarbija ootustele. See lähenemine tagab, et pakkuja rakendab ainult seda, mida tarbija tegelikult vajab, vähendades üle-projekteerimise ja tarbetu keerukuse riski.

Kuidas tarbijapõhine lepingutestimine töötab:

1. Tarbija määratleb lepingu: Tarbijameeskond kirjutab testide komplekti, mis määratleb oodatud interaktsioonid pakkujaga. Need testid täpsustavad päringud, mida tarbija teeb, ja vastused, mida ta ootab.
2. Tarbija avaldab lepingu: Tarbija avaldab lepingu, tavaliselt faili või failide kogumina. See leping on oodatud interaktsioonide jaoks ainus tõe allikas.
3. Pakkuja verifitseerib lepingu: Pakkujameeskond hangib lepingu ja käivitab selle oma API implementatsiooni vastu. See verifitseerimisprotsess kinnitab, et pakkuja peab lepingust kinni.
4. Tagasisideahel: Verifitseerimisprotsessi tulemused jagatakse nii tarbija- kui ka pakkujameeskonnaga. Kui pakkuja ei vasta lepingule, peab ta oma API-d vastavusse viima.

Lepingutestimise tööriistad ja raamistikud

Lepingutestimise toetamiseks on saadaval mitmeid tööriistu ja raamistikke, millest igaühel on oma tugevused ja nõrkused. Mõned kõige populaarsemad valikud on:

• Pact: Pact on laialt levinud avatud lähtekoodiga raamistik, mis on spetsiaalselt loodud tarbijapõhiseks lepingutestimiseks. See toetab mitmeid keeli, sealhulgas Java, Ruby, JavaScript ja .NET. Pact pakub DSL-i (domeenispetsiifilist keelt) lepingute määratlemiseks ja verifitseerimisprotsessi pakkuja vastavuse tagamiseks.
• Spring Cloud Contract: Spring Cloud Contract on raamistik, mis integreerub sujuvalt Springi ökosüsteemiga. See võimaldab teil määratleda lepinguid Groovy või YAML-i abil ja genereerida automaatselt teste nii tarbijale kui ka pakkujale.
• Swagger/OpenAPI: Kuigi peamiselt kasutatakse API dokumentatsiooniks, saab Swagger/OpenAPI-d kasutada ka lepingutestimiseks. Saate määratleda oma API spetsifikatsioonid Swagger/OpenAPI abil ja seejärel kasutada tööriistu nagu Dredd või API Fortress, et kontrollida, kas teie API implementatsioon vastab spetsifikatsioonile.
• Kohandatud lahendused: Mõnel juhul võite otsustada ehitada oma lepingutestimise lahenduse, kasutades olemasolevaid testimisraamistikke ja teeke. See võib olla hea valik, kui teil on väga spetsiifilised nõuded või kui soovite integreerida lepingutestimise oma olemasolevasse CI/CD torujuhtmesse kindlal viisil.

Lepingutestimise rakendamine: Samm-sammuline juhend

Lepingutestimise rakendamine hõlmab mitmeid samme. Siin on üldine juhend alustamiseks:

1. Valige lepingutestimise raamistik

Esimene samm on valida teie vajadustele vastav lepingutestimise raamistik. Kaaluge selliseid tegureid nagu keeletugi, kasutusmugavus, integreerimine olemasolevate tööriistadega ja kogukonna toetus. Pact on populaarne valik oma mitmekülgsuse ja laiaulatuslike funktsioonide poolest. Spring Cloud Contract sobib hästi, kui kasutate juba Springi ökosüsteemi.

2. Tuvastage tarbijad ja pakkujad

Tuvastage oma süsteemis tarbijad ja pakkujad. Määrake, millised teenused millistele API-dele tuginevad. See on teie lepingutestide ulatuse määratlemisel ülioluline. Keskenduge esialgu kõige kriitilisematele interaktsioonidele.

3. Määratlege lepingud

Tehke koostööd tarbijameeskondadega, et määratleda iga API jaoks lepingud. Need lepingud peaksid täpsustama oodatud päringuid, vastuseid ja andmetüüpe. Kasutage lepingute määratlemiseks valitud raamistiku DSL-i või süntaksit.

Näide (kasutades Pacti):

consumer('OrderService')
  .hasPactWith(provider('InventoryService'));

    state('Inventory is available')
    .uponReceiving('a request to check inventory')
    .withRequest(GET, '/inventory/product123')
    .willRespondWith(OK,
      headers: {
        'Content-Type': 'application/json'
      },
      body: {
        'productId': 'product123',
        'quantity': 10
      }
    );

See Pacti leping määratleb, et TellimusteTeenus (tarbija) ootab, et Laoteenus (pakkuja) vastaks JSON-objektiga, mis sisaldab toote ID-d (productId) ja kogust (quantity), kui ta teeb GET-päringu aadressile `/inventory/product123`.

4. Avaldage lepingud

Avaldage lepingud keskses hoidlas. See hoidla võib olla failisüsteem, Giti hoidla või spetsiaalne lepinguregister. Pact pakub "Pact Brokerit", mis on spetsiaalne teenus lepingute haldamiseks ja jagamiseks.

5. Verifitseerige lepingud

Pakkujameeskond hangib lepingud hoidlast ja käivitab need oma API implementatsiooni vastu. Raamistik genereerib lepingu põhjal automaatselt testid ja kontrollib, kas pakkuja peab kinni määratletud interaktsioonidest.

Näide (kasutades Pacti):

@PactBroker(host = "localhost", port = "80")
public class InventoryServicePactVerification {

  @TestTarget
  public final Target target = new HttpTarget(8080);

  @State("Inventory is available")
  public void toGetInventoryIsAvailable() {
    // Setup the provider state (e.g., mock data)
  }
}

See koodilõik näitab, kuidas Pacti abil lepingut Laoteenuse vastu verifitseerida. `@State` annotatsioon määratleb pakkuja seisundi, mida tarbija ootab. Meetod `toGetInventoryIsAvailable` seab pakkuja seisundi paika enne verifitseerimistestide käivitamist.

6. Integreerige CI/CD-ga

Integreerige lepingutestimine oma CI/CD torujuhtmesse. See tagab, et lepinguid kontrollitakse automaatselt iga kord, kui tehakse muudatusi kas tarbijas või pakkujas. Ebaõnnestunud lepingutestid peaksid blokeerima kummagi teenuse juurutamise.

7. Jälgige ja hooldage lepinguid

Jälgige ja hooldage oma lepinguid pidevalt. Kui teie API-d arenevad, uuendage lepinguid, et need kajastaksid muudatusi. Vaadake lepingud regulaarselt üle, et tagada nende asjakohasus ja täpsus. Eemaldage lepingud, mida enam ei vajata.

Lepingutestimise parimad tavad

Et lepingutestimisest maksimumi võtta, järgige neid parimaid tavasid:

• Alustage väikeselt: Alustage kõige kriitilisematest interaktsioonidest teenuste vahel ja laiendage järk-järgult oma lepingutestimise katvust.
• Keskenduge ärilisele väärtusele: Eelistage lepinguid, mis katavad kõige olulisemaid ärilisi kasutusjuhtumeid.
• Hoidke lepingud lihtsad: Vältige keerulisi lepinguid, mida on raske mõista ja hooldada.
• Kasutage realistlikke andmeid: Kasutage oma lepingutes realistlikke andmeid, et tagada, et pakkuja suudab käsitleda reaalseid stsenaariume. Kaaluge andmegeneraatorite kasutamist realistlike testiandmete loomiseks.
• Versioneerige lepinguid: Versioneerige oma lepinguid, et jälgida muudatusi ja tagada ühilduvus.
• Teavitage muudatustest: Teavitage selgelt kõigist lepingumuudatustest nii tarbija- kui ka pakkujameeskondi.
• Automatiseerige kõik: Automatiseerige kogu lepingutestimise protsess, alates lepingu määratlemisest kuni verifitseerimiseni.
• Jälgige lepingute seisukorda: Jälgige oma lepingute seisukorda, et tuvastada potentsiaalsed probleemid varakult.

Levinumad väljakutsed ja lahendused

Kuigi lepingutestimine pakub palju eeliseid, esitab see ka mõningaid väljakutseid:

• Lepingute kattuvus: Mitmel tarbijal võivad olla sarnased, kuid veidi erinevad lepingud. Lahendus: Julgustage tarbijaid võimaluse korral lepinguid konsolideerima. Refaktoreerige ühised lepinguelemendid jagatud komponentideks.
• Pakkuja seisundi haldamine: Pakkuja seisundi seadistamine verifitseerimiseks võib olla keeruline. Lahendus: Kasutage lepingutestimise raamistiku pakutavaid seisundihalduse funktsioone. Rakendage mockimist või stubimist, et lihtsustada seisundi seadistamist.
• Asünkroonsete interaktsioonide käsitlemine: Asünkroonsete interaktsioonide (nt sõnumijärjekorrad) lepingutestimine võib olla keeruline. Lahendus: Kasutage spetsiaalseid lepingutestimise tööriistu, mis toetavad asünkroonseid suhtlusmustreid. Kaaluge korrelatsiooni ID-de kasutamist sõnumite jälgimiseks.
• Arenevad API-d: API-de arenedes tuleb lepinguid uuendada. Lahendus: Rakendage lepingutele versioonimisstrateegia. Kasutage võimaluse korral tagasiühilduvaid muudatusi. Teavitage muudatustest selgelt kõiki sidusrühmi.

Reaalse maailma näited lepingutestimisest

Lepingutestimist kasutavad igas suuruses ettevõtted erinevates tööstusharudes. Siin on mõned reaalse maailma näited:

• Netflix: Netflix kasutab laialdaselt lepingutestimist, et tagada ühilduvus oma sadade mikroteenuste vahel. Nad on oma spetsiifiliste vajaduste rahuldamiseks ehitanud oma kohandatud lepingutestimise tööriistad.
• Atlassian: Atlassian kasutab Pacti, et testida oma erinevate toodete, näiteks Jira ja Confluence, vahelist integratsiooni.
• ThoughtWorks: ThoughtWorks propageerib ja kasutab lepingutestimist oma kliendiprojektides, et tagada API ühilduvus hajutatud süsteemides.

Lepingutestimine vs. teised testimisviisid

On oluline mõista, kuidas lepingutestimine sobitub teiste testimisviisidega. Siin on võrdlus:

• Ühiktestimine: Ühiktestimised keskenduvad üksikute koodiühikute testimisele isolatsioonis. Lepingutestid keskenduvad teenustevaheliste interaktsioonide testimisele.
• Integratsioonitestimine: Traditsioonilised integratsioonitestid testivad kahe või enama teenuse vahelist integratsiooni, juurutades need testkeskkonda ja käivitades nende vastu teste. Lepingutestid pakuvad sihipärasemat ja tõhusamat viisi API ühilduvuse kontrollimiseks. Integratsioonitestid kipuvad olema haprad ja raskesti hooldatavad.
• Täielik testimine (End-to-End): Täielikud testid simuleerivad kogu kasutajavoogu, hõlmates mitmeid teenuseid ja komponente. Lepingutestid keskenduvad kahe konkreetse teenuse vahelisele lepingule, muutes need paremini hallatavaks ja tõhusamaks. Täielikud testid on olulised tagamaks, et kogu süsteem töötab korrektselt, kuid nende käivitamine võib olla aeglane ja kulukas.

Lepingutestimine täiendab neid teisi testimisviise. See pakub väärtuslikku kaitsekihti integratsiooni katkemise vastu, võimaldades kiiremaid arendustsükleid ja usaldusväärsemaid süsteeme.

Lepingutestimise tulevik

Lepingutestimine on kiiresti arenev valdkond. Kuna mikroteenuste arhitektuurid muutuvad üha levinumaks, kasvab ka lepingutestimise tähtsus. Tulevikutrendid lepingutestimises hõlmavad:

• Täiustatud tööriistad: Oodata on keerukamaid ja kasutajasõbralikumaid lepingutestimise tööriistu.
• Tehisintellektil põhinev lepingute genereerimine: Tehisintellekti võiks kasutada lepingute automaatseks genereerimiseks API kasutusmustrite põhjal.
• Tõhustatud lepingute haldus: Organisatsioonid peavad rakendama robustseid lepingute haldamise poliitikaid, et tagada järjepidevus ja kvaliteet.
• Integratsioon API lüüsidega: Lepingutestimist võiks integreerida otse API lüüsidega, et jõustada lepinguid käitusajal.

Kokkuvõte

Lepingutestimine on oluline tehnika API ühilduvuse tagamiseks mikroteenuste arhitektuurides. Määratledes ja jõustades lepinguid tarbijate ja pakkujate vahel, saate vältida integratsiooni katkemist, võimaldada iseseisvat arendust ja juurutamist, parandada API disaini, vähendada testimiskoormust ja edendada koostööd. Kuigi lepingutestimise rakendamine nõuab pingutust ja planeerimist, kaaluvad kasud kulud kaugelt üles. Järgides parimaid tavasid ja kasutades õigeid tööriistu, saate ehitada usaldusväärsemaid, skaleeritavamaid ja hooldatavamaid mikroteenuste süsteeme. Alustage väikeselt, keskenduge ärilisele väärtusele ja parandage pidevalt oma lepingutestimise protsessi, et saada sellest võimsast tehnikast täit kasu. Ärge unustage kaasata protsessi nii tarbija- kui ka pakkujameeskondi, et soodustada ühist arusaama API lepingutest.