Jest: Продвинутые паттерны тестирования для надежного ПО

В современном быстро меняющемся мире разработки программного обеспечения обеспечение надежности и стабильности вашей кодовой базы имеет первостепенное значение. Хотя Jest стал стандартом де-факто для тестирования JavaScript, выход за рамки базовых юнит-тестов открывает новый уровень уверенности в ваших приложениях. В этой статье рассматриваются продвинутые паттерны тестирования Jest, необходимые для создания надежного ПО и ориентированные на глобальную аудиторию разработчиков.

Зачем выходить за рамки базовых юнит-тестов?

Базовые юнит-тесты проверяют отдельные компоненты в изоляции. Однако реальные приложения — это сложные системы, в которых компоненты взаимодействуют друг с другом. Продвинутые паттерны тестирования решают эти сложности, позволяя нам:

• Симулировать сложные зависимости.
• Надежно отслеживать изменения в UI.
• Писать более выразительные и поддерживаемые тесты.
• Улучшать покрытие тестами и уверенность в точках интеграции.
• Облегчать рабочие процессы разработки через тестирование (TDD) и разработки через поведение (BDD).

Освоение мокинга и шпионов

Мокинг имеет решающее значение для изоляции тестируемого юнита путем замены его зависимостей контролируемыми заменителями. Jest предоставляет для этого мощные инструменты:

jest.fn(): Основа моков и шпионов

jest.fn() создает мок-функцию. Вы можете отслеживать ее вызовы, аргументы и возвращаемые значения. Это строительный блок для более сложных стратегий мокинга.

Пример: Отслеживание вызовов функции

// component.js
export const fetchData = () => {
  // Симулирует вызов API
  return Promise.resolve({ data: 'some data' });
};

export const processData = async (fetcher) => {
  const result = await fetcher();
  return `Processed: ${result.data}`;
};

// component.test.js
import { processData } from './component';

test('should process data correctly', async () => {
  const mockFetcher = jest.fn().mockResolvedValue({ data: 'mocked data' });
  const result = await processData(mockFetcher);
  expect(result).toBe('Processed: mocked data');
  expect(mockFetcher).toHaveBeenCalledTimes(1);
  expect(mockFetcher).toHaveBeenCalledWith();
});

jest.spyOn(): Наблюдение без замены

jest.spyOn() позволяет вам наблюдать за вызовами метода существующего объекта, не обязательно заменяя его реализацию. При необходимости вы также можете замокировать реализацию.

Пример: Шпионаж за методом модуля

// logger.js
export const logInfo = (message) => {
  console.log(`INFO: ${message}`);
};

// service.js
import { logInfo } from './logger';

export const performTask = (taskName) => {
  logInfo(`Starting task: ${taskName}`);
  // ... логика задачи ...
  logInfo(`Task ${taskName} completed.`);
};

// service.test.js
import { performTask } from './service';
import * as logger from './logger';

test('should log task start and completion', () => {
  const logSpy = jest.spyOn(logger, 'logInfo');

  performTask('backup');

  expect(logSpy).toHaveBeenCalledTimes(2);
  expect(logSpy).toHaveBeenCalledWith('Starting task: backup');
  expect(logSpy).toHaveBeenCalledWith('Task backup completed.');

  logSpy.mockRestore(); // Важно восстановить исходную реализацию
});

Мокинг импортов модулей

Возможности Jest по мокированию модулей обширны. Вы можете мокировать целые модули или отдельные экспорты.

Пример: Мокинг внешнего API-клиента

// api.js
import axios from 'axios';

export const getUser = async (userId) => {
  const response = await axios.get(`/api/users/${userId}`);
  return response.data;
};

// user-service.js
import { getUser } from './api';

export const getUserFullName = async (userId) => {
  const user = await getUser(userId);
  return `${user.firstName} ${user.lastName}`;
};

// user-service.test.js
import { getUserFullName } from './user-service';
import * as api from './api';

// Мокируем весь модуль api
jest.mock('./api');

test('should get full name using mocked API', async () => {
  // Мокируем конкретную функцию из замокированного модуля
  api.getUser.mockResolvedValue({ id: 1, firstName: 'Ada', lastName: 'Lovelace' });

  const fullName = await getUserFullName(1);

  expect(fullName).toBe('Ada Lovelace');
  expect(api.getUser).toHaveBeenCalledTimes(1);
  expect(api.getUser).toHaveBeenCalledWith(1);
});

Автоматический и ручной мокинг

Jest автоматически мокирует модули Node.js. Для ES-модулей или пользовательских модулей вам может понадобиться jest.mock(). Для большего контроля вы можете создавать каталоги __mocks__.

Мок-реализации

Вы можете предоставлять пользовательские реализации для своих моков.

Пример: Мокинг с пользовательской реализацией

// math.js
export const add = (a, b) => a + b;
export const subtract = (a, b) => a - b;

// calculator.js
import { add, subtract } from './math';

export const calculate = (operation, a, b) => {
  if (operation === 'add') {
    return add(a, b);
  } else if (operation === 'subtract') {
    return subtract(a, b);
  }
  return null;
};

// calculator.test.js
import { calculate } from './calculator';
import * as math from './math';

// Мокируем весь модуль math
jest.mock('./math');

test('should perform addition using mocked math add', () => {
  // Предоставляем мок-реализацию для функции 'add'
  math.add.mockImplementation((a, b) => a + b + 10); // Добавляем 10 к результату
  math.subtract.mockReturnValue(5); // Также мокируем subtract

  const result = calculate('add', 5, 3);

  expect(math.add).toHaveBeenCalledWith(5, 3);
  expect(result).toBe(18); // 5 + 3 + 10

  const subResult = calculate('subtract', 10, 2);
  expect(math.subtract).toHaveBeenCalledWith(10, 2);
  expect(subResult).toBe(5);
});

Snapshot-тестирование: сохранение UI и конфигурации

Snapshot-тесты — это мощная функция для фиксации вывода ваших компонентов или конфигураций. Они особенно полезны для тестирования UI или проверки сложных структур данных.

Как работает snapshot-тестирование

При первом запуске snapshot-теста Jest создает файл .snap, содержащий сериализованное представление тестируемого значения. При последующих запусках Jest сравнивает текущий вывод с сохраненным снимком. Если они различаются, тест проваливается, предупреждая вас о непреднамеренных изменениях. Это неоценимо для обнаружения регрессий в UI-компонентах для разных регионов или локалей.

Пример: Snapshot-тестирование React-компонента

Предположим, у вас есть React-компонент:

// UserProfile.js
import React from 'react';

const UserProfile = ({ name, email, isActive }) => (
  <div>
    <h2>{name}</h2>
    <p><strong>Email:</strong> {email}</p>
    <p><strong>Статус:</strong> {isActive ? 'Активен' : 'Неактивен'}</p>
  </div>
);

export default UserProfile;

// UserProfile.test.js
import React from 'react';
import renderer from 'react-test-renderer'; // Для snapshot-тестов React-компонентов
import UserProfile from './UserProfile';

test('renders UserProfile correctly', () => {
  const user = {
    name: 'Jane Doe',
    email: 'jane.doe@example.com',
    isActive: true,
  };
  const component = renderer.create(
    <UserProfile {...user} />
  );
  const tree = component.toJSON();
  expect(tree).toMatchSnapshot();
});

test('renders inactive UserProfile correctly', () => {
  const user = {
    name: 'John Smith',
    email: 'john.smith@example.com',
    isActive: false,
  };
  const component = renderer.create(
    <UserProfile {...user} />
  );
  const tree = component.toJSON();
  expect(tree).toMatchSnapshot('inactive user profile'); // Именованный снимок
});

После запуска тестов Jest создаст файл UserProfile.test.js.snap. Когда вы обновите компонент, вам нужно будет просмотреть изменения и, возможно, обновить снимок, запустив Jest с флагом --updateSnapshot или -u.

Лучшие практики snapshot-тестирования

• Используйте для UI-компонентов и файлов конфигурации: Идеально для проверки того, что элементы UI отображаются как ожидалось, и что конфигурация не меняется непреднамеренно.
• Внимательно проверяйте снимки: Не принимайте обновления снимков вслепую. Всегда проверяйте, что именно изменилось, чтобы убедиться, что модификации были преднамеренными.
• Избегайте снимков для часто меняющихся данных: Если данные меняются быстро, снимки могут стать хрупкими и привести к избыточному шуму.
• Используйте именованные снимки: Для тестирования нескольких состояний компонента именованные снимки обеспечивают большую ясность.

Кастомные матчеры: улучшение читаемости тестов

Встроенные матчеры Jest обширны, но иногда вам нужно проверять специфические условия, которые они не покрывают. Кастомные матчеры позволяют создавать собственную логику утверждений, делая ваши тесты более выразительными и читаемыми.

Создание кастомных матчеров

Вы можете расширить объект expect в Jest своими собственными матчерами.

Пример: Проверка валидности формата email

В вашем файле настройки Jest (например, jest.setup.js, настроенном в jest.config.js):

// jest.setup.js

expect.extend({
  toBeValidEmail(received) {
    const emailRegex = /^[^\s@]+@[^\s@]+\.[^\s@]+$/;
    const pass = emailRegex.test(received);

    if (pass) {
      return {
        message: () => `expected ${received} not to be a valid email`,
        pass: true,
      };
    } else {
      return {
        message: () => `expected ${received} to be a valid email`,
        pass: false,
      };
    }
  },
});

// В вашем jest.config.js
// module.exports = { setupFilesAfterEnv: ['/jest.setup.js'] };

В вашем тестовом файле:

// validation.test.js

test('should validate email formats', () => {
  expect('test@example.com').toBeValidEmail();
  expect('invalid-email').not.toBeValidEmail();
  expect('another.test@sub.domain.co.uk').toBeValidEmail();
});

Преимущества кастомных матчеров

• Улучшенная читаемость: Тесты становятся более декларативными, указывая *что* тестируется, а не *как*.
• Повторное использование кода: Избегайте повторения сложной логики утверждений в нескольких тестах.
• Специфичные для домена утверждения: Адаптируйте утверждения к специфическим требованиям вашего приложения.

Тестирование асинхронных операций

JavaScript в значительной степени асинхронен. Jest предоставляет отличную поддержку для тестирования промисов и async/await.

Использование async/await

Это современный и наиболее читаемый способ тестирования асинхронного кода.

Пример: Тестирование асинхронной функции

// dataService.js
export const fetchUserData = async (userId) => {
  // Симулируем получение данных с задержкой
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 50));
  if (userId === 1) {
    return { id: 1, name: 'Alice' };
  } else {
    throw new Error('User not found');
  }
};

// dataService.test.js
import { fetchUserData } from './dataService';

test('fetches user data correctly', async () => {
  const user = await fetchUserData(1);
  expect(user).toEqual({ id: 1, name: 'Alice' });
});

test('throws error for non-existent user', async () => {
  await expect(fetchUserData(2)).rejects.toThrow('User not found');
});

Использование .resolves и .rejects

Эти матчеры упрощают тестирование разрешения и отклонения промисов.

Пример: Использование .resolves/.rejects

// dataService.test.js (продолжение)

test('fetches user data with .resolves', () => {
  return expect(fetchUserData(1)).resolves.toEqual({ id: 1, name: 'Alice' });
});

test('throws error for non-existent user with .rejects', () => {
  return expect(fetchUserData(2)).rejects.toThrow('User not found');
});

Работа с таймерами

Для функций, которые используют setTimeout или setInterval, Jest предоставляет контроль над таймерами.

Пример: Управление таймерами

// delayedGreeter.js
export const greetAfterDelay = (name, callback) => {
  setTimeout(() => {
    callback(`Hello, ${name}!`);
  }, 1000);
};

// delayedGreeter.test.js
import { greetAfterDelay } from './delayedGreeter';

jest.useFakeTimers(); // Включаем фейковые таймеры

test('greets after delay', () => {
  const mockCallback = jest.fn();
  greetAfterDelay('World', mockCallback);

  // Продвигаем таймеры на 1000 мс
  jest.advanceTimersByTime(1000);

  expect(mockCallback).toHaveBeenCalledTimes(1);
  expect(mockCallback).toHaveBeenCalledWith('Hello, World!');
});

// Восстанавливаем реальные таймеры, если они нужны где-то еще
jest.useRealTimers();

Организация и структура тестов

По мере роста вашего набора тестов организация становится критически важной для поддерживаемости.

Блоки describe и it

Используйте describe для группировки связанных тестов и it (или test) для отдельных тестовых случаев. Эта структура отражает модульность приложения.

Пример: Структурированные тесты

describe('User Authentication Service', () => {
  let authService;

  beforeEach(() => {
    // Настраиваем моки или экземпляры сервисов перед каждым тестом
    authService = require('./authService');
    jest.spyOn(authService, 'login').mockImplementation(() => Promise.resolve({ token: 'fake_token' }));
  });

  afterEach(() => {
    // Очищаем моки
    jest.restoreAllMocks();
  });

  describe('login functionality', () => {
    it('should successfully log in a user with valid credentials', async () => {
      const result = await authService.login('user@example.com', 'password123');
      expect(result.token).toBeDefined();
      // ... другие проверки ...
    });

    it('should fail login with invalid credentials', async () => {
      jest.spyOn(authService, 'login').mockRejectedValue(new Error('Invalid credentials'));
      await expect(authService.login('user@example.com', 'wrong_password')).rejects.toThrow('Invalid credentials');
    });
  });

  describe('logout functionality', () => {
    it('should clear user session', async () => {
      // Тестируем логику выхода...
    });
  });
});

Хуки установки и очистки (Setup и Teardown)

• beforeAll: Запускается один раз перед всеми тестами в блоке describe.
• afterAll: Запускается один раз после всех тестов в блоке describe.
• beforeEach: Запускается перед каждым тестом в блоке describe.
• afterEach: Запускается после каждого теста в блоке describe.

Эти хуки необходимы для настройки мок-данных, соединений с базой данных или очистки ресурсов между тестами.

Тестирование для глобальной аудитории

При разработке приложений для глобальной аудитории круг вопросов тестирования расширяется:

Интернационализация (i18n) и локализация (l10n)

Убедитесь, что ваш UI и сообщения правильно адаптируются к разным языкам и региональным форматам.

• Snapshot-тестирование локализованного UI: Проверяйте, что разные языковые версии вашего UI отображаются корректно, используя snapshot-тесты.
• Мокинг данных локали: Мокируйте библиотеки, такие как react-intl или i18next, для тестирования поведения компонентов с различными сообщениями для разных локалей.
• Форматирование даты, времени и валюты: Тестируйте, что они обрабатываются корректно, используя кастомные матчеры или мокируя библиотеки интернационализации. Например, проверяя, что дата, отформатированная для Германии (DD.MM.YYYY), выглядит иначе, чем для США (MM/DD/YYYY).

Пример: Тестирование форматирования локализованной даты

// dateUtils.js
export const formatLocalizedDate = (date, locale) => {
  return new Intl.DateTimeFormat(locale, { year: 'numeric', month: 'numeric', day: 'numeric' }).format(date);
};

// dateUtils.test.js
import { formatLocalizedDate } from './dateUtils';

test('formats date correctly for US locale', () => {
  const date = new Date(2023, 10, 15); // 15 ноября 2023 г.
  expect(formatLocalizedDate(date, 'en-US')).toBe('11/15/2023');
});

test('formats date correctly for German locale', () => {
  const date = new Date(2023, 10, 15);
  expect(formatLocalizedDate(date, 'de-DE')).toBe('15.11.2023');
});

Учет часовых поясов

Тестируйте, как ваше приложение обрабатывает различные часовые пояса, особенно для функций, таких как планирование или обновления в реальном времени. Мокирование системных часов или использование библиотек, абстрагирующих часовые пояса, может быть полезным.

Культурные нюансы в данных

Учитывайте, как числа, валюты и другие представления данных могут по-разному восприниматься или ожидаться в разных культурах. Кастомные матчеры могут быть здесь особенно полезны.

Продвинутые техники и стратегии

Разработка через тестирование (TDD) и разработка через поведение (BDD)

Jest хорошо сочетается с методологиями TDD (Красный-Зеленый-Рефакторинг) и BDD (Дано-Когда-Тогда). Пишите тесты, которые описывают желаемое поведение, перед написанием кода реализации. Это гарантирует, что код пишется с учетом тестируемости с самого начала.

Интеграционное тестирование с помощью Jest

Хотя Jest превосходен в юнит-тестах, его также можно использовать для интеграционных тестов. Мокирование меньшего количества зависимостей или использование инструментов, таких как опция Jest runInBand, может помочь.

Пример: Тестирование взаимодействия с API (упрощенно)

// apiService.js
import axios from 'axios';

const API_BASE_URL = 'https://api.example.com';

export const createProduct = async (productData) => {
  const response = await axios.post(`${API_BASE_URL}/products`, productData);
  return response.data;
};

// apiService.test.js (Интеграционный тест)
import axios from 'axios';
import { createProduct } from './apiService';

// Мокируем axios для интеграционных тестов, чтобы контролировать сетевой уровень
jest.mock('axios');

test('creates a product via API', async () => {
  const mockProduct = { id: 1, name: 'Gadget' };
  const responseData = { success: true, product: mockProduct };

  axios.post.mockResolvedValue({
    data: responseData,
    status: 201,
    headers: { 'content-type': 'application/json' },
  });

  const newProductData = { name: 'Gadget', price: 99.99 };
  const result = await createProduct(newProductData);

  expect(axios.post).toHaveBeenCalledWith(`${process.env.API_BASE_URL || 'https://api.example.com'}/products`, newProductData);
  expect(result).toEqual(responseData);
});

Параллелизм и конфигурация

Jest может запускать тесты параллельно для ускорения выполнения. Настройте это в вашем jest.config.js. Например, установка maxWorkers контролирует количество параллельных процессов.

Отчеты о покрытии

Используйте встроенные отчеты о покрытии Jest для выявления частей вашей кодовой базы, которые не тестируются. Запускайте тесты с флагом --coverage для генерации подробных отчетов.

jest --coverage

Просмотр отчетов о покрытии помогает убедиться, что ваши продвинутые паттерны тестирования эффективно покрывают критическую логику, включая пути кода для интернационализации и локализации.

Заключение

Освоение продвинутых паттернов тестирования Jest — это значительный шаг к созданию надежного, поддерживаемого и высококачественного программного обеспечения для глобальной аудитории. Эффективно используя мокинг, snapshot-тестирование, кастомные матчеры и техники асинхронного тестирования, вы можете повысить надежность вашего набора тестов и обрести большую уверенность в поведении вашего приложения в различных сценариях и регионах. Применение этих паттернов дает возможность командам разработчиков по всему миру предоставлять исключительный пользовательский опыт.

Начните внедрять эти продвинутые техники в свой рабочий процесс уже сегодня, чтобы поднять ваши практики тестирования JavaScript на новый уровень.