تست API: راهنمای جامع REST و GraphQL

در چشم‌انداز دیجیتال متصل امروزی، APIها (واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی) ستون فقرات برنامه‌های نرم‌افزاری مدرن هستند. آن‌ها ارتباطات و تبادل داده بین سیستم‌های مختلف را تسهیل می‌کنند و امکان یکپارچه‌سازی و عملکرد بی‌نقص را فراهم می‌آورند. با افزایش اهمیت APIها، تضمین قابلیت اطمینان، عملکرد و امنیت آن‌ها از طریق تست دقیق، امری حیاتی است. این راهنمای جامع به بررسی استراتژی‌های تست API برای هر دو نوع API یعنی REST و GraphQL می‌پردازد و تکنیک‌ها، ابزارها و بهترین شیوه‌های ضروری را پوشش می‌دهد.

تست API چیست؟

تست API نوعی تست نرم‌افزار است که بر اعتبارسنجی عملکرد، قابلیت اطمینان، کارایی و امنیت APIها تمرکز دارد. برخلاف تست سنتی مبتنی بر رابط کاربری (UI)، تست API در لایه پیام‌رسانی عمل می‌کند و به تسترها اجازه می‌دهد تا مستقیماً با نقاط پایانی (endpoints) API تعامل داشته و رفتار آن‌ها را بدون نیاز به رابط کاربری تأیید کنند.

جنبه‌های کلیدی تست API عبارتند از:

• تست عملکرد (Functionality Testing): تأیید اینکه API عملکردهای مورد نظر خود را به درستی انجام می‌دهد، از جمله بازیابی، ایجاد، اصلاح و حذف داده‌ها.
• تست قابلیت اطمینان (Reliability Testing): ارزیابی توانایی API در مدیریت خطاها، استثناها و ورودی‌های غیرمنتظره به شیوه‌ای مناسب.
• تست عملکرد (Performance Testing): ارزیابی زمان پاسخ، توان عملیاتی و مقیاس‌پذیری API تحت شرایط بار متفاوت.
• تست امنیتی (Security Testing): شناسایی آسیب‌پذیری‌هایی مانند نقص در احراز هویت، دور زدن مجوزها و حملات تزریق داده.

چرا تست API مهم است؟

تست API مزایای قابل توجهی را ارائه می‌دهد:

• شناسایی زودهنگام باگ‌ها: شناسایی نقص‌ها در مراحل اولیه چرخه توسعه، که هزینه و تلاش مورد نیاز برای رفع آن‌ها را کاهش می‌دهد.
• بهبود کیفیت نرم‌افزار: تضمین قابلیت اطمینان و پایداری APIها که منجر به برنامه‌های نرم‌افزاری با کیفیت بالاتر می‌شود.
• زمان سریع‌تر برای عرضه به بازار: تسریع فرآیند توسعه با امکان تست موازی APIها و اجزای رابط کاربری.
• کاهش هزینه‌های تست: خودکارسازی تست‌های API برای کاهش تلاش دستی و بهبود پوشش تست.
• افزایش امنیت: شناسایی و کاهش آسیب‌پذیری‌های امنیتی در APIها، محافظت از داده‌های حساس و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز.

تست REST API

REST (انتقال حالت بازنمودی) یک سبک معماری برای طراحی برنامه‌های شبکه‌ای است. APIهای REST از متدهای استاندارد HTTP (GET، POST، PUT، DELETE) برای دسترسی و دستکاری منابع استفاده می‌کنند. تست APIهای REST شامل تأیید این است که این متدها به درستی عمل کرده و از اصول REST پیروی می‌کنند.

تکنیک‌های تست REST API

• تست عملکردی (Functional Testing):
  • ایجاد منبع: ارسال درخواست‌های POST برای ایجاد منابع جدید و تأیید کد وضعیت پاسخ (مانند 201 Created).
  • بازیابی منبع: ارسال درخواست‌های GET برای بازیابی منابع موجود و تأیید بدنه پاسخ و کد وضعیت (مانند 200 OK).
  • اصلاح منبع: ارسال درخواست‌های PUT یا PATCH برای به‌روزرسانی منابع موجود و تأیید کد وضعیت پاسخ (مانند 200 OK یا 204 No Content).
  • حذف منبع: ارسال درخواست‌های DELETE برای حذف منابع موجود و تأیید کد وضعیت پاسخ (مانند 204 No Content).
• تست اعتبارسنجی (Validation Testing):
  • اعتبارسنجی داده: تأیید اینکه API انواع داده، فرمت‌ها و مقادیر صحیح را برمی‌گرداند.
  • اعتبارسنجی طرح (Schema): اطمینان از اینکه پاسخ‌های API با طرح تعریف‌شده (مانند مشخصات OpenAPI) مطابقت دارند.
  • مدیریت خطا: تأیید اینکه API پیام‌های خطا و کدهای وضعیت مناسب را برای درخواست‌های نامعتبر یا شرایط غیرمنتظره برمی‌گرداند.
• تست امنیتی (Security Testing):
  • تست احراز هویت: تأیید اینکه API برای دسترسی به منابع محافظت‌شده به اعتبارنامه‌های احراز هویت مناسب (مانند کلیدهای API، توکن‌های OAuth) نیاز دارد.
  • تست مجوز دسترسی: اطمینان از اینکه کاربران فقط می‌توانند به منابعی که مجاز به دسترسی به آن‌ها هستند، دسترسی داشته باشند.
  • اعتبارسنجی ورودی: جلوگیری از حملات تزریق داده با اعتبارسنجی ورودی‌های کاربر و پاکسازی داده‌ها قبل از پردازش.
• تست عملکرد (Performance Testing):
  • تست بار: شبیه‌سازی تعداد زیادی از کاربران همزمان برای ارزیابی عملکرد API تحت بار سنگین.
  • تست استرس: فشار آوردن به API فراتر از محدودیت‌های آن برای شناسایی نقاط شکست و گلوگاه‌های عملکردی.
  • تست پایداری: تست عملکرد API در یک دوره طولانی برای شناسایی نشت حافظه یا سایر مشکلات بلندمدت.

ابزارهای تست REST API

ابزارهای متعددی برای تست APIهای REST موجود است، از جمله:

• Postman: ابزاری محبوب برای تست دستی APIها که به کاربران امکان ارسال درخواست‌ها، بازرسی پاسخ‌ها و ایجاد مجموعه‌های تست را می‌دهد.
• REST-assured: یک کتابخانه جاوا برای خودکارسازی تست‌های REST API که یک رابط روان برای ارسال درخواست‌ها و تأیید پاسخ‌ها فراهم می‌کند.
• Swagger Inspector: ابزاری برای بازرسی ترافیک API و تولید مشخصات OpenAPI.
• JMeter: یک ابزار تست عملکرد که می‌تواند برای شبیه‌سازی بار بر روی APIهای REST و اندازه‌گیری زمان پاسخ و توان عملیاتی آن‌ها استفاده شود.
• Karate DSL: یک فریمورک متن‌باز اتوماسیون تست API که اتوماسیون تست API، ماک‌ها (mocks)، تست عملکرد و حتی اتوماسیون رابط کاربری را ترکیب می‌کند.

مثال تست REST API

یک REST API را برای مدیریت کتاب‌ها در یک کتابخانه در نظر بگیرید. این API نقاط پایانی برای ایجاد، بازیابی، به‌روزرسانی و حذف کتاب‌ها فراهم می‌کند.

مثال‌هایی از موارد تست:

1. ایجاد یک کتاب جدید:
   • یک درخواست POST به `/books` با جزئیات کتاب در فرمت JSON ارسال کنید.
   • تأیید کنید که کد وضعیت پاسخ 201 Created است.
   • تأیید کنید که بدنه پاسخ حاوی کتاب تازه ایجاد شده با یک شناسه منحصر به فرد است.
2. بازیابی یک کتاب موجود:
   • یک درخواست GET به `/books/{id}` با شناسه کتاب مورد نظر برای بازیابی ارسال کنید.
   • تأیید کنید که کد وضعیت پاسخ 200 OK است.
   • تأیید کنید که بدنه پاسخ حاوی جزئیات کتاب است.
3. به‌روزرسانی یک کتاب موجود:
   • یک درخواست PUT به `/books/{id}` با جزئیات به‌روز شده کتاب در فرمت JSON ارسال کنید.
   • تأیید کنید که کد وضعیت پاسخ 200 OK یا 204 No Content است.
   • تأیید کنید که جزئیات کتاب در پایگاه داده به‌روز شده است.
4. حذف یک کتاب موجود:
   • یک درخواست DELETE به `/books/{id}` با شناسه کتاب مورد نظر برای حذف ارسال کنید.
   • تأیید کنید که کد وضعیت پاسخ 204 No Content است.
   • تأیید کنید که کتاب از پایگاه داده حذف شده است.

تست GraphQL API

GraphQL یک زبان پرس‌وجو (query language) برای APIها و یک محیط اجرایی برای پاسخ به آن پرس‌وجوها با داده‌های موجود است. برخلاف APIهای REST که چندین نقطه پایانی برای منابع مختلف ارائه می‌دهند، APIهای GraphQL یک نقطه پایانی واحد ارائه می‌دهند و به کلاینت‌ها اجازه می‌دهند تا داده‌های دقیق مورد نیاز خود را در یک پرس‌وجو مشخص کنند.

تکنیک‌های تست GraphQL API

• تست پرس‌وجو (Query Testing):
  • پرس‌وجوی معتبر: ارسال یک پرس‌وجوی معتبر GraphQL و تأیید اینکه پاسخ حاوی داده‌های درخواستی است.
  • پرس‌وجوی نامعتبر: ارسال یک پرس‌وجوی نامعتبر GraphQL و تأیید اینکه API پیام خطای مناسبی را برمی‌گرداند.
  • انتخاب فیلد: تست ترکیب‌های مختلفی از فیلدها در یک پرس‌وجو برای اطمینان از اینکه API داده‌های صحیح را برای هر فیلد برمی‌گرداند.
  • تست نام مستعار (Alias): استفاده از نام‌های مستعار برای تغییر نام فیلدها در یک پرس‌وجو و تأیید اینکه پاسخ حاوی فیلدهای با نام مستعار است.
• تست جهش (Mutation Testing):
  • جهش ایجاد: ارسال یک جهش برای ایجاد یک منبع جدید و تأیید اینکه منبع با موفقیت ایجاد شده است.
  • جهش به‌روزرسانی: ارسال یک جهش برای به‌روزرسانی یک منبع موجود و تأیید اینکه منبع با موفقیت به‌روز شده است.
  • جهش حذف: ارسال یک جهش برای حذف یک منبع موجود و تأیید اینکه منبع با موفقیت حذف شده است.
• تست اشتراک (Subscription Testing):
  • راه‌اندازی اشتراک: برقراری یک اشتراک برای دریافت به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای از API.
  • فعال‌سازی رویداد: فعال کردن رویدادی که باید باعث ارسال یک به‌روزرسانی توسط اشتراک شود.
  • تأیید به‌روزرسانی: تأیید اینکه اشتراک به‌روزرسانی مورد انتظار را دریافت می‌کند.
• تست امنیتی (Security Testing):
  • تست احراز هویت: تأیید اینکه API برای اجرای پرس‌وجوها و جهش‌ها به اعتبارنامه‌های احراز هویت مناسب نیاز دارد.
  • تست مجوز دسترسی: اطمینان از اینکه کاربران فقط می‌توانند به داده‌هایی که مجاز به دسترسی به آن‌ها هستند، دسترسی داشته باشند.
  • محدودیت نرخ درخواست (Rate Limiting): تست مکانیزم محدودیت نرخ درخواست API برای جلوگیری از سوءاستفاده و حملات منع سرویس (denial-of-service).
• تست عملکرد (Performance Testing):
  • پیچیدگی پرس‌وجو: تست عملکرد API با پرس‌وجوهای پیچیده که حجم زیادی از داده‌ها را درخواست می‌کنند.
  • دسته‌بندی (Batching): تست توانایی API در مدیریت کارآمد پرس‌وجوهای دسته‌بندی شده.
  • کش کردن (Caching): تست مکانیزم کش کردن API برای بهبود عملکرد.

ابزارهای تست GraphQL API

ابزارهای متعددی برای تست APIهای GraphQL موجود است، از جمله:

• GraphiQL: یک IDE درون مرورگر برای کاوش و تست APIهای GraphQL.
• Apollo Client Developer Tools: یک افزونه مرورگر که اطلاعاتی در مورد پرس‌وجوها و جهش‌های GraphQL ارائه می‌دهد.
• Insomnia: یک کلاینت GraphQL چند پلتفرمی برای ارسال پرس‌وجوها و جهش‌ها.
• Supertest: یک کتابخانه Node.js برای تست سرورهای HTTP، از جمله APIهای GraphQL.
• GraphQL Faker: کتابخانه‌ای برای تولید داده‌های ساختگی واقع‌گرایانه برای APIهای GraphQL.

مثال تست GraphQL API

یک GraphQL API را برای مدیریت محصولات در یک فروشگاه تجارت الکترونیک در نظر بگیرید. این API پرس‌وجوهایی برای بازیابی محصولات و جهش‌هایی برای ایجاد، به‌روزرسانی و حذف محصولات فراهم می‌کند.

مثال‌هایی از موارد تست:

1. بازیابی یک محصول:
   • یک پرس‌وجوی GraphQL برای بازیابی یک محصول با شناسه آن ارسال کنید.
   • تأیید کنید که پاسخ حاوی جزئیات محصول است.
2. ایجاد یک محصول جدید:
   • یک جهش GraphQL برای ایجاد یک محصول جدید ارسال کنید.
   • تأیید کنید که پاسخ حاوی جزئیات محصول تازه ایجاد شده است.
3. به‌روزرسانی یک محصول موجود:
   • یک جهش GraphQL برای به‌روزرسانی یک محصول موجود ارسال کنید.
   • تأیید کنید که پاسخ حاوی جزئیات به‌روز شده محصول است.
4. حذف یک محصول موجود:
   • یک جهش GraphQL برای حذف یک محصول موجود ارسال کنید.
   • تأیید کنید که پاسخ نشان می‌دهد محصول حذف شده است.

بهترین شیوه‌ها برای تست API

برای اطمینان از تست API مؤثر، بهترین شیوه‌های زیر را در نظر بگیرید:

• خودکارسازی تست‌ها: تست‌های API را برای کاهش تلاش دستی و بهبود پوشش تست خودکار کنید. از ابزارهایی مانند REST-assured، Supertest یا Karate DSL استفاده کنید.
• تست زودهنگام و مکرر: تست API را در چرخه عمر توسعه ادغام کرده و تست‌ها را به طور مکرر اجرا کنید تا نقص‌ها را زودتر شناسایی کنید.
• استفاده از داده‌های واقع‌گرایانه: از داده‌های واقع‌گرایانه در تست‌های خود برای شبیه‌سازی سناریوهای دنیای واقعی استفاده کنید.
• تست موارد مرزی (Edge Cases): موارد مرزی و شرایط حدی را تست کنید تا اطمینان حاصل شود که API ورودی‌های غیرمنتظره را به درستی مدیریت می‌کند.
• مستندسازی تست‌ها: تست‌های API خود را مستند کنید تا درک و نگهداری آن‌ها آسان‌تر شود.
• نظارت بر عملکرد API: عملکرد API را در محیط تولید نظارت کنید تا مشکلات بالقوه را شناسایی کرده و عملکرد بهینه را تضمین کنید.
• استفاده از تست قراردادی (Contract Testing): از تست قراردادی (مانند استفاده از Pact) برای اطمینان از اینکه APIها با قرارداد تعریف‌شده بین ارائه‌دهندگان و مصرف‌کنندگان مطابقت دارند، استفاده کنید تا از مشکلات یکپارچه‌سازی جلوگیری شود.
• توجه به امنیت API: تست امنیت API را برای شناسایی و کاهش آسیب‌پذیری‌ها در اولویت قرار دهید. به طور منظم بهترین شیوه‌های امنیتی را مرور کرده و تست نفوذ انجام دهید.
• پیروی از مستندات API: همیشه به مستندات API پایبند باشید. تست‌هایی ایجاد کنید که با مستندات هماهنگ بوده و آن را تأیید کنند.

نتیجه‌گیری

تست API برای تضمین قابلیت اطمینان، عملکرد و امنیت برنامه‌های نرم‌افزاری مدرن حیاتی است. با درک ویژگی‌های خاص APIهای REST و GraphQL و به کارگیری تکنیک‌های تست مناسب، می‌توانید APIهای قوی و قابل اعتمادی بسازید که نیازهای کاربران و ذینفعان شما را برآورده کنند. گنجاندن تست خودکار، تست قراردادی و تست امنیتی در فرآیند توسعه API شما به طور قابل توجهی کیفیت و پایداری برنامه‌هایتان را بهبود می‌بخشد. به یاد داشته باشید که استراتژی تست خود را با الزامات و محدودیت‌های خاص پروژه‌های خود تطبیق دهید و از ابزارها و بهترین شیوه‌های مناسب برای دستیابی به نتایج بهینه استفاده کنید.

با سرمایه‌گذاری مداوم در تست جامع API، شما در موفقیت آینده اکوسیستم نرم‌افزاری خود سرمایه‌گذاری می‌کنید.