تست جاوااسکریپت: تست واحد در مقابل تست یکپارچه‌سازی در مقابل تست E2E - یک راهنمای جامع

تست کردن جنبه‌ای حیاتی از توسعه نرم‌افزار است که قابلیت اطمینان، پایداری و قابلیت نگهداری برنامه‌های جاوااسکریپت شما را تضمین می‌کند. انتخاب استراتژی تست مناسب می‌تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت و کارایی فرآیند توسعه شما تأثیر بگذارد. این راهنما یک نمای کلی و جامع از سه نوع اساسی تست جاوااسکریپت ارائه می‌دهد: تست واحد (Unit Testing)، تست یکپارچه‌سازی (Integration Testing) و تست سرتاسری (End-to-End Testing). ما تفاوت‌ها، مزایا و کاربردهای عملی آنها را بررسی خواهیم کرد تا شما را قادر سازیم تصمیمات آگاهانه‌ای در مورد رویکرد تست خود بگیرید.

چرا تست کردن مهم است؟

قبل از پرداختن به جزئیات هر نوع تست، بیایید به طور خلاصه اهمیت کلی تست را بررسی کنیم:

• شناسایی زودهنگام باگ‌ها: شناسایی و رفع باگ‌ها در مراحل اولیه چرخه توسعه به طور قابل توجهی ارزان‌تر و آسان‌تر از رسیدگی به آنها در محیط پروداکشن است.
• بهبود کیفیت کد: نوشتن تست شما را تشویق می‌کند تا کدی تمیزتر، ماژولارتر و با قابلیت نگهداری بالاتر بنویسید.
• تضمین قابلیت اطمینان: تست‌ها این اطمینان را به شما می‌دهند که کد شما تحت شرایط مختلف مطابق انتظار عمل می‌کند.
• تسهیل بازآرایی کد (Refactoring): یک مجموعه تست جامع به شما این امکان را می‌دهد که با اطمینان بیشتری کد خود را بازآرایی کنید، زیرا می‌دانید که می‌توانید به سرعت هرگونه پسرفت (regression) را شناسایی کنید.
• بهبود همکاری: تست‌ها به عنوان مستندات عمل می‌کنند و نشان می‌دهند که کد شما چگونه باید استفاده شود.

تست واحد (Unit Testing)

تست واحد چیست؟

تست واحد شامل تست کردن واحدهای منفرد یا کامپوننت‌های کد شما به صورت مجزا است. یک "واحد" معمولاً به یک تابع، متد یا کلاس اشاره دارد. هدف این است که تأیید شود هر واحد عملکرد مورد نظر خود را به درستی و مستقل از سایر بخش‌های سیستم انجام می‌دهد.

مزایای تست واحد

• شناسایی زودهنگام باگ‌ها: تست‌های واحد به شناسایی باگ‌ها در اولین مراحل توسعه کمک کرده و از انتشار آنها به سایر بخش‌های سیستم جلوگیری می‌کنند.
• چرخه‌های بازخورد سریع‌تر: تست‌های واحد معمولاً به سرعت اجرا می‌شوند و بازخورد سریعی در مورد تغییرات کد ارائه می‌دهند.
• طراحی بهتر کد: نوشتن تست‌های واحد شما را تشویق می‌کند تا کدی ماژولار و قابل تست بنویسید.
• دیباگ کردن آسان‌تر: هنگامی که یک تست واحد با شکست مواجه می‌شود، تعیین منبع مشکل نسبتاً آسان است.
• مستندسازی: تست‌های واحد به عنوان مستندات زنده عمل می‌کنند و نشان می‌دهند که چگونه واحدهای منفرد باید استفاده شوند.

بهترین شیوه‌ها برای تست واحد

• ابتدا تست بنویسید (توسعه آزمون محور - TDD): تست‌های خود را قبل از نوشتن کد بنویسید. این کار به شما کمک می‌کند تا بر روی نیازمندی‌ها تمرکز کنید و تضمین می‌کند که کد شما قابل تست است.
• تست در انزوا: واحد تحت تست را از وابستگی‌های آن با استفاده از تکنیک‌هایی مانند شبیه‌سازی (mocking) و جایگزینی (stubbing) جدا کنید.
• تست‌های واضح و مختصر بنویسید: تست‌ها باید به راحتی قابل درک و نگهداری باشند.
• تست موارد مرزی (Edge Cases): شرایط مرزی و ورودی‌های نامعتبر را تست کنید تا اطمینان حاصل شود که کد شما آنها را به درستی مدیریت می‌کند.
• تست‌ها را سریع نگه دارید: تست‌های کند می‌توانند توسعه‌دهندگان را از اجرای مکرر آنها منصرف کنند.
• تست‌های خود را خودکار کنید: تست‌های خود را در فرآیند ساخت (build process) ادغام کنید تا اطمینان حاصل شود که با هر تغییر کد به طور خودکار اجرا می‌شوند.

ابزارها و فریم‌ورک‌های تست واحد

چندین فریم‌ورک تست جاوااسکریپت برای کمک به شما در نوشتن و اجرای تست‌های واحد موجود است. برخی از گزینه‌های محبوب عبارتند از:

• Jest: یک فریم‌ورک تست محبوب و همه‌کاره که توسط فیسبوک ساخته شده است. دارای راه‌اندازی بدون پیکربندی، شبیه‌سازی داخلی و گزارش‌های پوشش کد است. Jest برای تست برنامه‌های React، Vue، Angular و Node.js بسیار مناسب است.
• Mocha: یک فریم‌ورک تست انعطاف‌پذیر و قابل توسعه که مجموعه‌ای غنی از ویژگی‌ها را برای نوشتن و اجرای تست‌ها فراهم می‌کند. این فریم‌ورک به کتابخانه‌های اضافی مانند Chai (کتابخانه assertion) و Sinon.JS (کتابخانه شبیه‌سازی) نیاز دارد.
• Jasmine: یک فریم‌ورک توسعه رفتار محور (BDD) که بر نوشتن تست‌هایی که مانند مشخصات خوانده می‌شوند، تأکید دارد. این فریم‌ورک شامل یک کتابخانه assertion داخلی است و از شبیه‌سازی پشتیبانی می‌کند.
• AVA: یک فریم‌ورک تست مینیمالیستی و با عقیده مشخص که بر سرعت و سادگی تمرکز دارد. از تست ناهمزمان استفاده می‌کند و یک API تمیز و آسان برای استفاده فراهم می‌کند.
• Tape: یک فریم‌ورک تست ساده و سبک که بر سادگی و خوانایی تأکید دارد. دارای یک API حداقلی است و یادگیری و استفاده از آن آسان است.

مثال تست واحد (با Jest)

بیایید یک مثال ساده از تابعی که دو عدد را جمع می‌کند در نظر بگیریم:

 // add.js
 function add(a, b) {
 return a + b;
 }

 module.exports = add;

در اینجا یک تست واحد برای این تابع با استفاده از Jest آورده شده است:

 // add.test.js
 const add = require('./add');

 test('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
 expect(add(1, 2)).toBe(3);
 });

 test('adds -1 + 1 to equal 0', () => {
 expect(add(-1, 1)).toBe(0);
 });

در این مثال، ما از تابع expect در Jest برای ارزیابی خروجی تابع add استفاده می‌کنیم. تطبیق‌دهنده (matcher) toBe بررسی می‌کند که آیا نتیجه واقعی با نتیجه مورد انتظار مطابقت دارد یا خیر.

تست یکپارچه‌سازی (Integration Testing)

تست یکپارچه‌سازی چیست؟

تست یکپارچه‌سازی شامل تست تعامل بین واحدهای مختلف یا کامپوننت‌های کد شماست. برخلاف تست واحد که بر روی واحدهای منفرد در انزوا تمرکز دارد، تست یکپارچه‌سازی تأیید می‌کند که این واحدها هنگام ترکیب با یکدیگر به درستی کار می‌کنند. هدف این است که اطمینان حاصل شود داده‌ها به درستی بین ماژول‌ها جریان دارند و سیستم کلی مطابق انتظار عمل می‌کند.

مزایای تست یکپارچه‌سازی

• تأیید تعاملات: تست‌های یکپارچه‌سازی تضمین می‌کنند که بخش‌های مختلف سیستم به درستی با هم کار می‌کنند.
• شناسایی خطاهای رابط (Interface Errors): این تست‌ها می‌توانند خطاهای موجود در رابط‌های بین ماژول‌ها، مانند انواع داده نادرست یا پارامترهای گمشده را شناسایی کنند.
• ایجاد اطمینان: تست‌های یکپارچه‌سازی اطمینان می‌دهند که سیستم به عنوان یک کل به درستی کار می‌کند.
• پوشش سناریوهای دنیای واقعی: تست‌های یکپارچه‌سازی سناریوهای دنیای واقعی را که در آن چندین کامپوننت با هم تعامل دارند، شبیه‌سازی می‌کنند.

استراتژی‌های تست یکپارچه‌سازی

چندین استراتژی برای تست یکپارچه‌سازی وجود دارد، از جمله:

• تست بالا به پایین (Top-Down): شروع از ماژول‌های سطح بالا و یکپارچه‌سازی تدریجی ماژول‌های سطح پایین‌تر.
• تست پایین به بالا (Bottom-Up): شروع از ماژول‌های سطح پایین‌تر و یکپارچه‌سازی تدریجی ماژول‌های سطح بالاتر.
• تست بیگ بنگ (Big Bang): یکپارچه‌سازی تمام ماژول‌ها به یکباره، که می‌تواند خطرناک و دیباگ کردن آن دشوار باشد.
• تست ساندویچی (Sandwich): ترکیب رویکردهای تست بالا به پایین و پایین به بالا.

ابزارها و فریم‌ورک‌های تست یکپارچه‌سازی

شما می‌توانید از همان فریم‌ورک‌های تستی که برای تست واحد استفاده می‌شوند، برای تست یکپارچه‌سازی نیز استفاده کنید. علاوه بر این، برخی ابزارهای تخصصی می‌توانند به تست یکپارچه‌سازی کمک کنند، به ویژه هنگام کار با سرویس‌های خارجی یا پایگاه‌های داده:

• Supertest: یک کتابخانه تست HTTP سطح بالا برای Node.js که تست کردن نقاط پایانی API (API endpoints) را آسان می‌کند.
• Testcontainers: کتابخانه‌ای که نمونه‌های سبک و یکبار مصرف از پایگاه‌های داده، کارگزاران پیام (message brokers) و سایر سرویس‌ها را برای تست یکپارچه‌سازی فراهم می‌کند.

مثال تست یکپارچه‌سازی (با Supertest)

بیایید یک نقطه پایانی API ساده در Node.js را در نظر بگیریم که یک پیام خوشامدگویی را برمی‌گرداند:

 // app.js
 const express = require('express');
 const app = express();
 const port = 3000;

 app.get('/greet/:name', (req, res) => {
 res.send(`Hello, ${req.params.name}!`);
 });

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

 module.exports = app;

در اینجا یک تست یکپارچه‌سازی برای این نقطه پایانی با استفاده از Supertest آورده شده است:

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

 describe('GET /greet/:name', () => {
 test('responds with Hello, John!', async () => {
 const response = await request(app).get('/greet/John');
 expect(response.statusCode).toBe(200);
 expect(response.text).toBe('Hello, John!');
 });
 });

در این مثال، ما از Supertest برای ارسال یک درخواست HTTP به نقطه پایانی /greet/:name و تأیید اینکه پاسخ مطابق انتظار است، استفاده می‌کنیم. ما هم کد وضعیت (status code) و هم بدنه پاسخ (response body) را بررسی می‌کنیم.

تست سرتاسری (End-to-End - E2E)

تست سرتاسری (E2E) چیست؟

تست سرتاسری (E2E) شامل تست کل جریان برنامه از ابتدا تا انتها، با شبیه‌سازی تعاملات واقعی کاربر است. این نوع تست تأیید می‌کند که تمام بخش‌های سیستم به درستی با هم کار می‌کنند، از جمله فرانت-اند، بک-اند و هرگونه سرویس خارجی یا پایگاه داده. هدف این است که اطمینان حاصل شود برنامه انتظارات کاربر را برآورده می‌کند و تمام گردش‌های کاری حیاتی به درستی کار می‌کنند.

مزایای تست E2E

• شبیه‌سازی رفتار واقعی کاربر: تست‌های E2E نحوه تعامل کاربران با برنامه را تقلید می‌کنند و ارزیابی واقع‌بینانه‌ای از عملکرد آن ارائه می‌دهند.
• تأیید کل سیستم: این تست‌ها کل جریان برنامه را پوشش می‌دهند و تضمین می‌کنند که همه کامپوننت‌ها به طور یکپارچه با هم کار می‌کنند.
• شناسایی مشکلات یکپارچه‌سازی: تست‌های E2E می‌توانند مشکلات یکپارچه‌سازی بین بخش‌های مختلف سیستم، مانند فرانت-اند و بک-اند را شناسایی کنند.
• ایجاد اطمینان: تست‌های E2E سطح بالایی از اطمینان را فراهم می‌کنند که برنامه از دیدگاه کاربر به درستی کار می‌کند.

ابزارها و فریم‌ورک‌های تست E2E

چندین ابزار و فریم‌ورک برای نوشتن و اجرای تست‌های E2E موجود است. برخی از گزینه‌های محبوب عبارتند از:

• Cypress: یک فریم‌ورک تست E2E مدرن و کاربرپسند که تجربه تستی سریع و قابل اعتمادی را فراهم می‌کند. دارای ویژگی‌هایی مانند دیباگینگ با سفر در زمان، انتظار خودکار و بارگذاری مجدد زنده است.
• Selenium: یک فریم‌ورک تست پرکاربرد و همه‌کاره که از چندین مرورگر و زبان برنامه‌نویسی پشتیبانی می‌کند. به پیکربندی بیشتری نسبت به Cypress نیاز دارد اما انعطاف‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهد.
• Playwright: یک فریم‌ورک تست E2E نسبتاً جدید که توسط مایکروسافت توسعه یافته و از چندین مرورگر پشتیبانی می‌کند و مجموعه‌ای غنی از ویژگی‌ها را برای تعامل با صفحات وب فراهم می‌کند.
• Puppeteer: یک کتابخانه Node.js که توسط گوگل توسعه یافته و یک API سطح بالا برای کنترل Chrome یا Chromium بدون رابط کاربری (headless) فراهم می‌کند. می‌توان از آن برای تست E2E، استخراج داده از وب (web scraping) و اتوماسیون استفاده کرد.

مثال تست E2E (با Cypress)

بیایید یک مثال ساده از تست E2E با استفاده از Cypress را در نظر بگیریم. فرض کنید یک فرم ورود با فیلدهایی برای نام کاربری و رمز عبور و یک دکمه ارسال داریم:

 // login.test.js
 describe('Login Form', () => {
 it('should successfully log in', () => {
 cy.visit('/login');
 cy.get('#username').type('testuser');
 cy.get('#password').type('password123');
 cy.get('button[type="submit"]').click();
 cy.url().should('include', '/dashboard');
 cy.contains('Welcome, testuser!').should('be.visible');
 });
 });

در این مثال، ما از دستورات Cypress برای موارد زیر استفاده می‌کنیم:

• cy.visit('/login'): بازدید از صفحه ورود.
• cy.get('#username').type('testuser'): تایپ کردن "testuser" در فیلد نام کاربری.
• cy.get('#password').type('password123'): تایپ کردن "password123" در فیلد رمز عبور.
• cy.get('button[type="submit"]').click(): کلیک کردن روی دکمه ارسال.
• cy.url().should('include', '/dashboard'): تأیید اینکه URL پس از ورود موفق شامل "/dashboard" است.
• cy.contains('Welcome, testuser!').should('be.visible'): تأیید اینکه پیام خوشامدگویی در صفحه قابل مشاهده است.

تست واحد در مقابل تست یکپارچه‌سازی در مقابل تست E2E: یک خلاصه

در اینجا جدولی برای خلاصه کردن تفاوت‌های کلیدی بین تست واحد، یکپارچه‌سازی و E2E آورده شده است:

نوع تست	تمرکز	محدوده	سرعت	هزینه	ابزارها
تست واحد	واحدهای منفرد یا کامپوننت‌ها	کوچک‌ترین	سریع‌ترین	کمترین	Jest, Mocha, Jasmine, AVA, Tape
تست یکپارچه‌سازی	تعامل بین واحدها	متوسط	متوسط	متوسط	Jest, Mocha, Jasmine, Supertest, Testcontainers
تست E2E	کل جریان برنامه	بزرگ‌ترین	کندترین	بیشترین	Cypress, Selenium, Playwright, Puppeteer

چه زمانی از هر نوع تست استفاده کنیم؟

انتخاب نوع تست به نیازمندی‌های خاص پروژه شما بستگی دارد. در اینجا یک راهنمای کلی آورده شده است:

• تست واحد: برای تمام واحدهای منفرد یا کامپوننت‌های کد خود از تست واحد استفاده کنید. این باید پایه و اساس استراتژی تست شما باشد.
• تست یکپارچه‌سازی: برای تأیید اینکه واحدهای مختلف یا کامپوننت‌ها به درستی با هم کار می‌کنند، به ویژه هنگام کار با سرویس‌های خارجی یا پایگاه‌های داده، از تست یکپارچه‌سازی استفاده کنید.
• تست E2E: برای اطمینان از اینکه کل جریان برنامه از دیدگاه کاربر به درستی کار می‌کند، از تست E2E استفاده کنید. بر روی گردش‌های کاری حیاتی و سفرهای کاربر تمرکز کنید.

یک رویکرد رایج، پیروی از هرم تست است که پیشنهاد می‌کند تعداد زیادی تست واحد، تعداد متوسطی تست یکپارچه‌سازی و تعداد کمی تست E2E داشته باشید.

هرم تست

هرم تست یک استعاره بصری است که نسبت ایده‌آل انواع مختلف تست در یک پروژه نرم‌افزاری را نشان می‌دهد. این هرم پیشنهاد می‌کند که شما باید داشته باشید:

• یک پایه گسترده از تست‌های واحد: این تست‌ها سریع، ارزان و نگهداری آنها آسان است، بنابراین باید تعداد زیادی از آنها را داشته باشید.
• یک لایه کوچک‌تر از تست‌های یکپارچه‌سازی: این تست‌ها پیچیده‌تر و گران‌تر از تست‌های واحد هستند، بنابراین باید تعداد کمتری از آنها را داشته باشید.
• یک قله باریک از تست‌های E2E: این تست‌ها پیچیده‌ترین و گران‌ترین هستند، بنابراین باید کمترین تعداد از آنها را داشته باشید.

این هرم بر اهمیت تمرکز بر تست واحد به عنوان شکل اصلی تست تأکید می‌کند و تست‌های یکپارچه‌سازی و E2E پوشش اضافی را برای بخش‌های خاصی از برنامه فراهم می‌کنند.

ملاحظات جهانی برای تست

هنگام توسعه نرم‌افزار برای مخاطبان جهانی، در نظر گرفتن عوامل زیر در طول تست ضروری است:

• بومی‌سازی (L10n): برنامه خود را با زبان‌ها و تنظیمات منطقه‌ای مختلف تست کنید تا اطمینان حاصل شود که متن، تاریخ، ارزها و سایر عناصر خاص هر منطقه به درستی نمایش داده می‌شوند. به عنوان مثال، تأیید کنید که فرمت‌های تاریخ مطابق با منطقه کاربر نمایش داده می‌شوند (مثلاً MM/DD/YYYY در ایالات متحده در مقابل DD/MM/YYYY در اروپا).
• بین‌المللی‌سازی (I18n): اطمینان حاصل کنید که برنامه شما از کدگذاری‌های مختلف کاراکتر (مانند UTF-8) پشتیبانی می‌کند و می‌تواند متن را به زبان‌های مختلف مدیریت کند. با زبان‌هایی که از مجموعه‌های کاراکتر متفاوتی استفاده می‌کنند، مانند چینی، ژاپنی و کره‌ای تست کنید.
• مناطق زمانی: نحوه مدیریت مناطق زمانی و ساعت تابستانی توسط برنامه خود را تست کنید. تأیید کنید که تاریخ‌ها و زمان‌ها برای کاربران در مناطق زمانی مختلف به درستی نمایش داده می‌شوند.
• ارزها: اگر برنامه شما شامل تراکنش‌های مالی است، اطمینان حاصل کنید که از چندین ارز پشتیبانی می‌کند و نمادهای ارز مطابق با منطقه کاربر به درستی نمایش داده می‌شوند.
• دسترس‌پذیری: برنامه خود را برای دسترس‌پذیری تست کنید تا اطمینان حاصل شود که برای افراد دارای معلولیت قابل استفاده است. از دستورالعمل‌های دسترس‌پذیری مانند WCAG (Web Content Accessibility Guidelines) پیروی کنید.
• حساسیت فرهنگی: به تفاوت‌های فرهنگی توجه داشته باشید و از استفاده از تصاویر، نمادها یا زبانی که ممکن است در فرهنگ‌های خاص توهین‌آمیز یا نامناسب باشد، خودداری کنید.
• انطباق قانونی: اطمینان حاصل کنید که برنامه شما با تمام قوانین و مقررات مربوطه در کشورهایی که در آن استفاده خواهد شد، مانند قوانین حریم خصوصی داده‌ها (مانند GDPR) و قوانین دسترس‌پذیری (مانند ADA)، مطابقت دارد.

نتیجه‌گیری

انتخاب استراتژی تست مناسب برای ساخت برنامه‌های جاوااسکریپت قوی و قابل اعتماد ضروری است. تست واحد، تست یکپارچه‌سازی و تست E2E هر کدام نقش حیاتی در تضمین کیفیت کد شما دارند. با درک تفاوت‌های بین این انواع تست و پیروی از بهترین شیوه‌ها، می‌توانید یک استراتژی تست جامع ایجاد کنید که نیازهای خاص پروژه شما را برآورده کند. به یاد داشته باشید که هنگام توسعه نرم‌افزار برای مخاطبان جهانی، عوامل جهانی مانند بومی‌سازی، بین‌المللی‌سازی و دسترس‌پذیری را در نظر بگیرید. با سرمایه‌گذاری در تست، می‌توانید باگ‌ها را کاهش دهید، کیفیت کد را بهبود بخشید و رضایت کاربر را افزایش دهید.