JavaScript modulių kodo aprėptis: išsamus testavimo rodiklių vadovas

Programinės įrangos kūrimo pasaulyje svarbiausia užtikrinti savo kodo kokybę ir patikimumą. JavaScript, kalbai, kuri valdo viską, pradedant interaktyviomis svetainėmis, baigiant sudėtingomis žiniatinklio programomis ir net serverio pusės aplinkomis, tokiomis kaip Node.js, būtinas griežtas testavimas. Vienas iš efektyviausių įrankių, skirtų įvertinti jūsų testavimo pastangas, yra kodo aprėptis. Šis vadovas pateikia išsamią JavaScript modulių kodo aprėpties apžvalgą, paaiškindamas jos svarbą, pagrindinius rodiklius ir praktines įgyvendinimo bei tobulinimo strategijas.

Kas yra kodo aprėptis?

Kodo aprėptis yra rodiklis, matuojantis, kiek jūsų pirminio kodo yra vykdoma, kai veikia jūsų testų rinkinys. Iš esmės jis parodo, kokią jūsų kodo dalį paliečia jūsų testai. Tai vertingas įrankis, skirtas nustatyti kodo sritis, kurios nėra tinkamai ištestuotos, ir jose gali būti paslėptų klaidų bei pažeidžiamumų. Pagalvokite apie tai kaip apie žemėlapį, rodantį, kurios jūsų kodo bazės dalys buvo ištirtos (ištestuotos), o kurios liko nežinomos (neištetestuotos).

Tačiau svarbu atsiminti, kad kodo aprėptis nėra tiesioginis kodo kokybės matas. Didelė kodo aprėptis automatiškai negarantuoja kodo be klaidų. Ji tiesiog rodo, kad didesnė jūsų kodo dalis buvo įvykdyta testavimo metu. Jūsų testų *kokybė* yra tokia pat svarbi, jei ne svarbesnė. Pavyzdžiui, testas, kuris tik vykdo funkciją, nepatvirtindamas jos elgsenos, prisideda prie aprėpties, bet iš tikrųjų nepatvirtina funkcijos teisingumo.

Kodėl kodo aprėptis yra svarbi JavaScript moduliams?

JavaScript moduliai, šiuolaikinių JavaScript programų sudedamosios dalys, yra atskiri kodo vienetai, apimantys konkrečias funkcijas. Kruopštus šių modulių testavimas yra gyvybiškai svarbus dėl kelių priežasčių:

• Klaidų prevencija: Neištetestuoti moduliai yra klaidų veisimosi vieta. Kodo aprėptis padeda nustatyti šias sritis ir parašyti tikslinius testus, kad atskleistumėte ir ištaisytumėte galimas problemas.
• Kodo kokybės gerinimas: Testų rašymas siekiant padidinti kodo aprėptį dažnai verčia giliau pagalvoti apie jūsų kodo logiką ir kraštutinius atvejus, o tai lemia geresnį dizainą ir įgyvendinimą.
• Refaktorizavimo palengvinimas: Turėdami gerą kodo aprėptį, galite drąsiai refaktorizuoti savo modulius, žinodami, kad jūsų testai pagaus bet kokias nenumatytas jūsų pakeitimų pasekmes.
• Ilgalaikio prižiūrimumo užtikrinimas: Gerai ištestuotą kodo bazę lengviau prižiūrėti ir tobulinti laikui bėgant. Kodo aprėptis suteikia saugos tinklą, sumažindama riziką įvesti regresijas atliekant pakeitimus.
• Bendradarbiavimas ir įvedimas į darbą: Kodo aprėpties ataskaitos gali padėti naujiems komandos nariams suprasti esamą kodo bazę ir nustatyti sritis, kurioms reikia daugiau dėmesio. Tai nustato kiekvienam moduliui numatomą testavimo lygį.

Pavyzdinis scenarijus: Įsivaizduokite, kad kuriate finansinę programą su valiutos konvertavimo moduliu. Be pakankamos kodo aprėpties, nedidelės konvertavimo logikos klaidos gali sukelti didelių finansinių neatitikimų, paveikiančių vartotojus įvairiose šalyse. Išsamus testavimas ir didelė kodo aprėptis gali padėti išvengti tokių katastrofiškų klaidų.

Pagrindiniai kodo aprėpties rodikliai

Norint interpretuoti aprėpties ataskaitas ir priimti informacija pagrįstus sprendimus dėl testavimo strategijos, būtina suprasti skirtingus kodo aprėpties rodiklius. Dažniausiai naudojami rodikliai yra:

• Sakinių aprėptis: Matuoja sakinių procentą jūsų kode, kuris buvo įvykdytas jūsų testų. Sakinys yra viena kodo eilutė, atliekanti veiksmą.
• Šakų aprėptis: Matuoja šakų (sprendimų taškų) procentą jūsų kode, kuris buvo įvykdytas jūsų testų. Šakos paprastai atsiranda `if` sakiniuose, `switch` sakiniuose ir cikluose. Apsvarstykite šį fragmentą: `if (x > 5) { return true; } else { return false; }`. Šakų aprėptis užtikrina, kad būtų įvykdytos *abi* – `true` ir `false` šakos.
• Funkcijų aprėptis: Matuoja funkcijų procentą jūsų kode, kuris buvo iškviestas jūsų testų.
• Eilučių aprėptis: Panaši į sakinių aprėptį, tačiau konkrečiai orientuota į kodo eilutes. Daugeliu atvejų sakinių ir eilučių aprėptis duos panašius rezultatus, tačiau skirtumai atsiranda, kai vienoje eilutėje yra keli sakiniai.
• Kelio aprėptis: Matuoja visų galimų vykdymo kelių jūsų kode procentą, kuris buvo įvykdytas jūsų testų. Tai yra išsamiausia, bet ir sunkiausiai pasiekiama, nes kelių skaičius gali eksponentiškai augti didėjant kodo sudėtingumui.
• Sąlygos aprėptis: Matuoja loginių subraiškų procentą sąlygoje, kuris buvo įvertintas kaip tiesa ir klaidingas. Pavyzdžiui, išraiškoje `(a && b)` sąlygos aprėptis užtikrina, kad tiek `a`, tiek `b` testavimo metu būtų įvertinti kaip tiesa ir klaidingi.

Kompromisai: Nors siekti didelės visų rodiklių aprėpties yra pagirtina, svarbu suprasti kompromisus. Kelio aprėptis, pavyzdžiui, teoriškai yra ideali, bet dažnai nepraktiška sudėtingiems moduliams. Pragmatinis požiūris apima dėmesio sutelkimą į didelės sakinių, šakų ir funkcijų aprėpties pasiekimą, tuo pačiu strategiškai nukreipiant dėmesį į konkrečias sudėtingas sritis, kad būtų atliktas išsamesnis testavimas (pvz., naudojant savybėmis pagrįstą testavimą arba mutacijų testavimą).

Įrankiai kodo aprėpčiai JavaScript matuoti

Yra keletas puikių įrankių, skirtų kodo aprėpčiai JavaScript matuoti, sklandžiai integruojamų su populiariais testavimo karkasais:

• Istanbul (nyc): Vienas iš plačiausiai naudojamų kodo aprėpties įrankių JavaScript. Istanbul pateikia išsamias aprėpties ataskaitas įvairiais formatais (HTML, tekstas, LCOV) ir lengvai integruojamas su dauguma testavimo karkasų. `nyc` yra Istanbul komandinės eilutės sąsaja.
• Jest: Populiarus testavimo karkasas, turintis integruotą kodo aprėpties palaikymą, kurį teikia Istanbul. Jest supaprastina aprėpties ataskaitų generavimo procesą su minimalia konfigūracija.
• Mocha ir Chai: Atitinkamai lankstus testavimo karkasas ir patvirtinimo biblioteka, kuriuos galima integruoti su Istanbul arba kitais aprėpties įrankiais naudojant papildinius arba pasirinktines konfigūracijas.
• Cypress: Galingas kompleksinio testavimo karkasas, kuris taip pat siūlo kodo aprėpties galimybes, suteikdamas įžvalgų apie kodą, vykdomą atliekant UI testus.
• Playwright: Panašiai kaip Cypress, Playwright teikia kompleksinį testavimą ir kodo aprėpties rodiklius. Jis palaiko kelias naršykles ir operacines sistemas.

Tinkamo įrankio pasirinkimas: Geriausias įrankis jums priklauso nuo jūsų esamos testavimo sąrankos ir projekto reikalavimų. Jest vartotojai gali pasinaudoti jo integruotu aprėpties palaikymu, o tie, kurie naudoja Mocha ar kitus karkasus, gali tiesiogiai teikti pirmenybę Istanbul. Cypress ir Playwright yra puikūs pasirinkimai kompleksiniam testavimui ir jūsų vartotojo sąsajos aprėpties analizei.

Kodo aprėpties įgyvendinimas jūsų JavaScript projekte

Štai žingsnis po žingsnio vadovas, kaip įgyvendinti kodo aprėptį tipiniame JavaScript projekte naudojant Jest ir Istanbul:

1. Įdiekite Jest ir Istanbul (jei reikia):

               npm install --save-dev jest nyc
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. Konfigūruokite Jest: Savo `package.json` faile pridėkite arba modifikuokite `test` scenarijų, kad įtrauktumėte `--coverage` vėliavėlę (arba naudokite `nyc` tiesiogiai):

               "scripts": {
     "test": "jest --coverage"
   }
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   Arba, norėdami detalesnės kontrolės:

               "scripts": {
     "test": "nyc jest"
   }
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

3. Parašykite savo testus: Sukurkite vienetinius arba integracijos testus savo JavaScript moduliams naudodami Jest patvirtinimo biblioteką (`expect`).
4. Paleiskite savo testus: Vykdykite `npm test` komandą, kad paleistumėte testus ir sugeneruotumėte kodo aprėpties ataskaitą.
5. Išanalizuokite ataskaitą: Jest (arba nyc) sugeneruos aprėpties ataskaitą `coverage` kataloge. Atidarykite `index.html` failą naršyklėje, kad peržiūrėtumėte išsamų kiekvieno jūsų projekto failo aprėpties rodiklių suskirstymą.
6. Iteruokite ir tobulinkite: Nustatykite sritis su maža aprėptimi ir parašykite papildomų testų, kad apimtumėte tas sritis. Siekite pagrįsto aprėpties tikslo, atsižvelgdami į savo projekto poreikius ir rizikos įvertinimą.

Pavyzdys: Tarkime, kad turite paprastą modulį `math.js` su šiuo kodu:

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

function divide(a, b) {
  if (b === 0) {
    throw new Error("Cannot divide by zero");
  }
  return a / b;
}

module.exports = {
  add,
  divide,
};
            

              
                Copy
              
            
          

Ir atitinkamą testavimo failą `math.test.js`:

            // math.test.js
const { add, divide } = require('./math');

describe('math.js', () => {
  it('should add two numbers correctly', () => {
    expect(add(2, 3)).toBe(5);
  });

  it('should divide two numbers correctly', () => {
    expect(divide(10, 2)).toBe(5);
  });

  it('should throw an error when dividing by zero', () => {
    expect(() => divide(10, 0)).toThrow('Cannot divide by zero');
  });
});
            

              
                Copy
              
            
          

Paleidus `npm test` bus sugeneruota aprėpties ataskaita. Tada galite patikrinti ataskaitą, kad sužinotumėte, ar visos `math.js` eilutės, šakos ir funkcijos yra apimtos jūsų testų. Jei ataskaita rodo, kad `if` sakinys funkcijoje `divide` nėra visiškai apimtas (pvz., todėl, kad atvejis, kai `b` yra *ne* nulis, iš pradžių nebuvo ištestuotas), parašytumėte papildomą testavimo atvejį, kad pasiektumėte visišką šakų aprėptį.

Kodo aprėpties tikslų ir slenksčių nustatymas

Nors siekti 100% kodo aprėpties gali atrodyti idealu, tai dažnai yra nerealistiška ir gali lemti mažėjančią grąžą. Pragmatiškesnis požiūris yra nustatyti pagrįstus aprėpties tikslus, atsižvelgiant į jūsų modulių sudėtingumą ir kritiškumą. Apsvarstykite šiuos veiksnius:

• Projekto reikalavimai: Kokio lygio patikimumo ir patvarumo reikia jūsų programai? Didelės rizikos programoms (pvz., medicinos prietaisams, finansų sistemoms) paprastai reikia didesnės aprėpties.
• Kodo sudėtingumas: Sudėtingesniems moduliams gali prireikti didesnės aprėpties, kad būtų užtikrintas kruopštus visų galimų scenarijų testavimas.
• Komandos ištekliai: Kiek laiko ir pastangų jūsų komanda gali realiai skirti testų rašymui ir priežiūrai?

Rekomenduojami slenksčiai: Kaip bendrą gairę, siekti 80–90% sakinių, šakų ir funkcijų aprėpties yra gera pradžia. Tačiau aklai nesivaikykite skaičių. Sutelkite dėmesį į prasmingų testų rašymą, kurie kruopščiai patvirtina jūsų modulių elgseną.

Aprėpties slenksčių vykdymas: Galite sukonfigūruoti savo testavimo įrankius, kad įvykdytumėte aprėpties slenksčius, neleisdami kompiliacijoms praeiti, jei aprėptis nukrenta žemiau tam tikro lygio. Tai padeda išlaikyti nuoseklų testavimo griežtumą visame jūsų projekte. Naudodami `nyc` galite nurodyti slenksčius savo `package.json` faile:

            "nyc": {
  "check-coverage": true,
  "branches": 80,
  "functions": 80,
  "lines": 80,
  "statements": 80
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ši konfigūracija privers `nyc` nepavykti kompiliacijai, jei bet kurio iš nurodytų rodiklių aprėptis nukris žemiau 80 %.

Strategijos kodo aprėpčiai gerinti

Jei jūsų kodo aprėptis yra mažesnė nei norima, pateikiame keletą strategijų, kaip ją pagerinti:

• Nustatykite neištetestuotas sritis: Naudokite savo aprėpties ataskaitas, kad nustatytumėte konkrečias eilutes, šakas ir funkcijas, kurios nėra apimtos jūsų testų.
• Parašykite tikslinius testus: Sutelkite dėmesį į testų, kurie konkrečiai atitinka aprėpties spragas, rašymą. Apsvarstykite skirtingas įvesties vertes, kraštutinius atvejus ir klaidų sąlygas.
• Naudokite testavimą pagal kūrimą (TDD): TDD yra kūrimo metodas, kai testus rašote *prieš* rašydami kodą. Tai natūraliai lemia didesnę kodo aprėptį, nes iš esmės kuriate savo kodą, kad jį būtų galima testuoti.
• Refaktorizuokite, kad būtų galima testuoti: Jei jūsų kodą sunku testuoti, apsvarstykite galimybę jį refaktorizuoti, kad jis būtų modulinis ir būtų lengviau izoliuoti ir testuoti atskirus funkcionalumo vienetus. Tai dažnai apima priklausomybės įterpimą ir kodo atskyrimą.
• Imituokite išorines priklausomybes: Testuodami modulius, kurie priklauso nuo išorinių paslaugų ar duomenų bazių, naudokite imitacijas arba šaknis, kad izoliuotumėte testus ir apsaugotumėte juos nuo išorinių veiksnių. Jest teikia puikias imitavimo galimybes.
• Savybėmis pagrįstas testavimas: Sudėtingoms funkcijoms ar algoritmams apsvarstykite galimybę naudoti savybėmis pagrįstą testavimą (dar žinomą kaip generatyvinis testavimas), kad automatiškai sugeneruotumėte didelį skaičių testavimo atvejų ir užtikrintumėte, kad jūsų kodas veikia tinkamai esant įvairiems įvesties duomenims.
• Mutacijų testavimas: Mutacijų testavimas apima mažų, dirbtinių klaidų (mutacijų) įvedimą į jūsų kodą ir tada testų vykdymą, kad patikrintumėte, ar jie pagauna mutacijas. Tai padeda įvertinti jūsų testų rinkinio efektyvumą ir nustatyti sritis, kuriose jūsų testus būtų galima patobulinti. Tokie įrankiai kaip Stryker gali padėti tai padaryti.

Pavyzdys: Tarkime, kad turite funkciją, kuri formatuoja telefono numerius pagal šalies kodus. Pradiniai testai gali apimti tik JAV telefono numerius. Norėdami pagerinti aprėptį, turėsite pridėti testus tarptautiniams telefono numerių formatams, įskaitant skirtingus ilgio reikalavimus ir specialius simbolius.

Dažniausi pavojai, kurių reikia vengti

Nors kodo aprėptis yra vertingas įrankis, svarbu žinoti apie jo apribojimus ir vengti dažniausių pavojų:

• Dėmesio sutelkimas vien tik į aprėpties skaičius: Neleiskite aprėpties skaičiams tapti pagrindiniu tikslu. Sutelkite dėmesį į prasmingų testų rašymą, kurie kruopščiai patvirtina jūsų kodo elgseną. Didelė aprėptis su silpnais testais yra blogiau nei mažesnė aprėptis su stipriais testais.
• Kraštutinių atvejų ir klaidų sąlygų ignoravimas: Užtikrinkite, kad jūsų testai apimtų visus galimus kraštutinius atvejus, klaidų sąlygas ir ribines vertes. Tai dažnai yra sritys, kuriose dažniausiai atsiranda klaidų.
• Trivialių testų rašymas: Venkite rašyti testus, kurie tiesiog vykdo kodą nepatvirtindami jokios elgsenos. Šie testai prisideda prie aprėpties, bet nesuteikia jokios realios vertės.
• Perdėtas imitavimas: Nors imitavimas yra naudingas izoliuojant testus, perdėtas imitavimas gali padaryti jūsų testus trapius ir mažiau atspindinčius realaus pasaulio scenarijus. Siekite pusiausvyros tarp izoliacijos ir realizmo.
• Integracijos testų nepaisymas: Kodo aprėptis daugiausia orientuota į vienetinius testus, tačiau taip pat svarbu turėti integracijos testus, kurie patvirtina sąveiką tarp skirtingų modulių.

Kodo aprėptis nepertraukiamos integracijos (CI) procese

Kodo aprėpties integravimas į jūsų CI vamzdyną yra labai svarbus žingsnis užtikrinant nuoseklią kodo kokybę ir užkertant kelią regresijoms. Sukonfigūruokite savo CI sistemą (pvz., Jenkins, GitHub Actions, GitLab CI), kad automatiškai vykdytų testus ir generuotų kodo aprėpties ataskaitas su kiekvienu įsipareigojimu ar prašymu įtraukti pakeitimus. Tada galite naudoti CI sistemą, kad įvykdytumėte aprėpties slenksčius, neleisdami kompiliacijoms praeiti, jei aprėptis nukrenta žemiau nurodyto lygio. Tai užtikrina, kad kodo aprėptis išliktų prioritetu per visą kūrimo gyvavimo ciklą.

Pavyzdys naudojant GitHub Actions:

            # .github/workflows/ci.yml
name: CI

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
    - uses: actions/checkout@v3
    - name: Use Node.js
      uses: actions/setup-node@v3
      with:
        node-version: '16.x'
    - run: npm install
    - run: npm test -- --coverage
    - name: Upload coverage reports to Codecov
      uses: codecov/codecov-action@v3
      with:
        token: ${{ secrets.CODECOV_TOKEN }} # Replace with your Codecov token
            

              
                Copy
              
            
          

Šiame pavyzdyje naudojama `codecov/codecov-action`, kad būtų nusiųsta sugeneruota aprėpties ataskaita į Codecov, populiarią kodo aprėpties vizualizavimo ir valdymo platformą. Codecov teikia informacijos suvestinę, kurioje galite sekti aprėpties tendencijas laikui bėgant, nustatyti susirūpinimą keliančias sritis ir nustatyti aprėpties tikslus.

Be pagrindų: pažangios technikos

Kai įvaldysite kodo aprėpties pagrindus, galite ištirti pažangesnes technikas, kad dar labiau patobulintumėte testavimo pastangas:

• Mutacijų testavimas: Kaip minėta anksčiau, mutacijų testavimas padeda įvertinti jūsų testų rinkinio efektyvumą įvedant dirbtines klaidas ir patvirtinant, kad jūsų testai jas pagauna.
• Savybėmis pagrįstas testavimas: Savybėmis pagrįstas testavimas gali automatiškai sugeneruoti didelį skaičių testavimo atvejų, leidžiantį testuoti savo kodą su įvairiais įvesties duomenimis ir atskleisti netikėtus kraštutinius atvejus.
• Sutarčių testavimas: Mikropaslaugoms arba API sutarčių testavimas užtikrina, kad ryšys tarp skirtingų paslaugų veiktų taip, kaip tikėtasi, patvirtinant, kad paslaugos laikosi iš anksto apibrėžtos sutarties.
• Našumo testavimas: Nors ir tiesiogiai nesusijęs su kodo aprėptimi, našumo testavimas yra dar vienas svarbus programinės įrangos kokybės aspektas, padedantis užtikrinti, kad jūsų kodas veiktų efektyviai esant skirtingoms apkrovos sąlygoms.

Išvada

JavaScript modulių kodo aprėptis yra neįkainojamas įrankis užtikrinant jūsų kodo kokybę, patikimumą ir prižiūrimumą. Suprasdami pagrindinius rodiklius, naudodami tinkamus įrankius ir taikydami pragmatišką požiūrį į testavimą, galite žymiai sumažinti klaidų riziką, pagerinti kodo kokybę ir sukurti patikimesnes ir patikimesnes JavaScript programas. Atminkite, kad kodo aprėptis yra tik viena dėlionės dalis. Sutelkite dėmesį į prasmingų testų rašymą, kurie kruopščiai patvirtina jūsų modulių elgseną, ir nuolat siekite patobulinti savo testavimo praktiką. Integravę kodo aprėptį į savo kūrimo darbo eigą ir CI vamzdyną, galite sukurti kokybės kultūrą ir pasitikėti savo kodu.

Galiausiai, efektyvi JavaScript modulių kodo aprėptis yra kelionė, o ne tikslas. Laikykitės nuolatinio tobulinimo, pritaikykite savo testavimo strategijas prie besikeičiančių projekto reikalavimų ir įgalinkite savo komandą tiekti aukštos kokybės programinę įrangą, atitinkančią vartotojų poreikius visame pasaulyje.