Testiranje na podlagi pogodb: Zagotavljanje združljivosti API-jev v svetu mikrostoritev

V sodobnem svetu razvoja programske opreme so arhitekture mikrostoritev postale vse bolj priljubljene, saj ponujajo prednosti, kot so skalabilnost, neodvisna namestitev in tehnološka raznolikost. Vendar pa ti porazdeljeni sistemi prinašajo izzive pri zagotavljanju nemotene komunikacije in združljivosti med storitvami. Eden ključnih izzivov je ohranjanje združljivosti med API-ji, še posebej, če jih upravljajo različne ekipe ali organizacije. Tu nastopi testiranje na podlagi pogodb. Ta članek ponuja celovit vodnik po testiranju na podlagi pogodb, ki zajema njegova načela, prednosti, strategije implementacije in primere iz resničnega sveta.

Kaj je testiranje na podlagi pogodb?

Testiranje na podlagi pogodb je tehnika za preverjanje, ali ponudnik API-ja izpolnjuje pričakovanja svojih odjemalcev. Za razliko od tradicionalnih integracijskih testov, ki so lahko krhki in težavni za vzdrževanje, se testi na podlagi pogodb osredotočajo na pogodbo med odjemalcem in ponudnikom. Ta pogodba opredeljuje pričakovane interakcije, vključno z oblikami zahtevkov, strukturami odgovorov in podatkovnimi tipi.

V svojem bistvu gre pri testiranju na podlagi pogodb za preverjanje, ali lahko ponudnik izpolni zahteve, ki jih postavi odjemalec, in ali lahko odjemalec pravilno obdela odgovore, prejete od ponudnika. Gre za sodelovanje med ekipama odjemalca in ponudnika pri opredeljevanju in uveljavljanju teh pogodb.

Ključni koncepti pri testiranju na podlagi pogodb

Odjemalec (Consumer): Aplikacija ali storitev, ki je odvisna od API-ja, ki ga zagotavlja druga storitev.
Ponudnik (Provider): Aplikacija ali storitev, ki izpostavlja API, ki ga uporabljajo druge storitve.
Pogodba (Contract): Dogovor med odjemalcem in ponudnikom, ki opredeljuje pričakovane interakcije. Običajno je izražena kot niz zahtevkov in odgovorov.
Preverjanje (Verification): Postopek potrjevanja, da se ponudnik drži pogodbe. To se naredi z izvajanjem testov na podlagi pogodbe proti dejanski implementaciji API-ja ponudnika.

Zakaj je testiranje na podlagi pogodb pomembno?

Testiranje na podlagi pogodb rešuje več kritičnih izzivov v arhitekturah mikrostoritev:

1. Preprečevanje prekinitev integracije

Ena najpomembnejših prednosti testiranja na podlagi pogodb je, da pomaga preprečevati prekinitve integracije. S preverjanjem, ali se ponudnik drži pogodbe, lahko odkrijete morebitne težave z združljivostjo zgodaj v razvojnem ciklu, preden pridejo v produkcijo. To zmanjšuje tveganje za napake med izvajanjem in prekinitve delovanja storitev.

Primer: Predstavljajte si odjemalsko storitev v Nemčiji, ki je za pretvorbo valut odvisna od ponudnikove storitve v Združenih državah Amerike. Če ponudnik spremeni svoj API tako, da uporablja drugačno obliko kode valute (npr. spremeni "EUR" v "EU", ne da bi o tem obvestil odjemalca), se lahko odjemalska storitev pokvari. Testiranje na podlagi pogodb bi to spremembo odkrilo pred namestitvijo, saj bi preverilo, ali ponudnik še vedno podpira pričakovano obliko kode valute.

2. Omogočanje neodvisnega razvoja in namestitve

Testiranje na podlagi pogodb omogoča ekipam odjemalcev in ponudnikov, da delajo neodvisno in nameščajo svoje storitve ob različnih časih. Ker pogodba opredeljuje pričakovanja, lahko ekipe razvijajo in testirajo svoje storitve brez potrebe po tesnem usklajevanju. To spodbuja agilnost in hitrejše cikle izdaj.

Primer: Kanadska platforma za e-trgovino uporablja plačilni prehod tretje osebe s sedežem v Indiji. Platforma za e-trgovino lahko neodvisno razvija in testira svojo integracijo s plačilnim prehodom, dokler se plačilni prehod drži dogovorjene pogodbe. Tudi ekipa plačilnega prehoda lahko neodvisno razvija in namešča posodobitve svoje storitve, vedoč, da ne bodo pokvarili platforme za e-trgovino, dokler bodo spoštovali pogodbo.

3. Izboljšanje načrtovanja API-jev

Proces opredeljevanja pogodb lahko vodi do boljšega načrtovanja API-jev. Ko ekipe odjemalcev in ponudnikov sodelujejo pri opredeljevanju pogodbe, so prisiljene skrbno razmisliti o potrebah odjemalca in zmožnostih ponudnika. To lahko privede do bolje opredeljenih, uporabniku prijaznejših in robustnejših API-jev.

Primer: Razvijalec mobilne aplikacije (odjemalec) se želi integrirati s platformo družbenih medijev (ponudnik), da bi uporabnikom omogočil deljenje vsebine. Z opredelitvijo pogodbe, ki določa oblike podatkov, metode preverjanja pristnosti in postopke za obravnavanje napak, lahko razvijalec mobilne aplikacije zagotovi, da je integracija nemotena in zanesljiva. Tudi platforma družbenih medijev ima koristi, saj jasno razume zahteve razvijalcev mobilnih aplikacij, kar lahko vpliva na prihodnje izboljšave API-ja.

4. Zmanjšanje obsega testiranja

Testiranje na podlagi pogodb lahko zmanjša celoten obseg testiranja, saj se osredotoča na specifične interakcije med storitvami. V primerjavi z integracijskimi testi od konca do konca, ki so lahko zapleteni in časovno potratni za postavitev in vzdrževanje, so testi na podlagi pogodb bolj osredotočeni in učinkoviti. Hitro in enostavno odkrijejo morebitne težave.

Primer: Namesto izvajanja celotnega testa od konca do konca za celoten sistem obdelave naročil, ki vključuje več storitev, kot so upravljanje zalog, obdelava plačil in pošiljanje, se lahko testiranje na podlagi pogodb osredotoči posebej na interakcijo med storitvijo za naročila in storitvijo za upravljanje zalog. To razvijalcem omogoča hitrejše izoliranje in reševanje težav.

5. Izboljšanje sodelovanja

Testiranje na podlagi pogodb spodbuja sodelovanje med ekipama odjemalca in ponudnika. Proces opredeljevanja pogodbe zahteva komunikacijo in dogovor, kar spodbuja skupno razumevanje delovanja sistema. To lahko vodi do močnejših odnosov in učinkovitejšega timskega dela.

Primer: Ekipa v Braziliji, ki razvija storitev za rezervacijo letov, se mora integrirati z globalnim sistemom za rezervacije letalskih družb. Testiranje na podlagi pogodb zahteva jasno komunikacijo med ekipo storitve za rezervacijo letov in ekipo sistema za rezervacije letalskih družb, da se opredeli pogodba, razumejo pričakovane oblike podatkov in obravnavajo morebitni scenariji napak. To sodelovanje vodi do robustnejše in zanesljivejše integracije.

Potrošniško vodeno testiranje na podlagi pogodb

Najpogostejši pristop k testiranju na podlagi pogodb je potrošniško vodeno testiranje na podlagi pogodb (Consumer-Driven Contract Testing - CDCT). Pri CDCT odjemalec opredeli pogodbo na podlagi svojih specifičnih potreb. Ponudnik nato preveri, ali izpolnjuje pričakovanja odjemalca. Ta pristop zagotavlja, da ponudnik implementira samo tisto, kar odjemalec dejansko potrebuje, kar zmanjšuje tveganje prekomernega inženiringa in nepotrebne zapletenosti.

Kako deluje potrošniško vodeno testiranje na podlagi pogodb:

Odjemalec opredeli pogodbo: Ekipa odjemalca napiše niz testov, ki opredeljujejo pričakovane interakcije s ponudnikom. Ti testi določajo zahteve, ki jih bo odjemalec poslal, in odgovore, ki jih pričakuje.
Odjemalec objavi pogodbo: Odjemalec objavi pogodbo, običajno kot datoteko ali niz datotek. Ta pogodba služi kot edini vir resnice za pričakovane interakcije.
Ponudnik preveri pogodbo: Ekipa ponudnika pridobi pogodbo in jo zažene proti svoji implementaciji API-ja. Ta postopek preverjanja potrdi, da se ponudnik drži pogodbe.
Povratna zanka: Rezultati postopka preverjanja se delijo z ekipama odjemalca in ponudnika. Če ponudnik ne izpolnjuje pogodbe, mora posodobiti svoj API, da bo skladen.

Orodja in ogrodja za testiranje na podlagi pogodb

Na voljo je več orodij in ogrodij za podporo testiranju na podlagi pogodb, vsako s svojimi prednostmi in slabostmi. Nekatere najbolj priljubljene možnosti vključujejo:

Pact: Pact je široko uporabljeno, odprtokodno ogrodje, zasnovano posebej za potrošniško vodeno testiranje na podlagi pogodb. Podpira več jezikov, vključno z Javo, Rubyjem, JavaScriptom in .NET. Pact ponuja DSL (Domain Specific Language) za opredeljevanje pogodb in postopek preverjanja za zagotavljanje skladnosti ponudnika.
Spring Cloud Contract: Spring Cloud Contract je ogrodje, ki se brezhibno integrira z ekosistemom Spring. Omogoča opredelitev pogodb z uporabo jezika Groovy ali YAML in samodejno generira teste tako za odjemalca kot za ponudnika.
Swagger/OpenAPI: Čeprav se primarno uporablja za dokumentacijo API-jev, se lahko Swagger/OpenAPI uporablja tudi za testiranje na podlagi pogodb. Svoje specifikacije API-ja lahko opredelite z uporabo Swagger/OpenAPI in nato z orodji, kot sta Dredd ali API Fortress, preverite, ali vaša implementacija API-ja ustreza specifikaciji.
Rešitve po meri: V nekaterih primerih se lahko odločite za izdelavo lastne rešitve za testiranje na podlagi pogodb z uporabo obstoječih testnih ogrodij in knjižnic. To je lahko dobra možnost, če imate zelo specifične zahteve ali če želite testiranje na podlagi pogodb integrirati v svoj obstoječi cevovod CI/CD na določen način.

Implementacija testiranja na podlagi pogodb: Vodnik po korakih

Implementacija testiranja na podlagi pogodb vključuje več korakov. Tukaj je splošen vodnik za začetek:

1. Izberite ogrodje za testiranje na podlagi pogodb

Prvi korak je izbira ogrodja za testiranje na podlagi pogodb, ki ustreza vašim potrebam. Upoštevajte dejavnike, kot so podpora za jezike, enostavnost uporabe, integracija z obstoječimi orodji in podpora skupnosti. Pact je priljubljena izbira zaradi svoje vsestranskosti in celovitih funkcij. Spring Cloud Contract je dobra izbira, če že uporabljate ekosistem Spring.

2. Določite odjemalce in ponudnike

Določite odjemalce in ponudnike v vašem sistemu. Ugotovite, katere storitve so odvisne od katerih API-jev. To je ključno za opredelitev obsega vaših testov na podlagi pogodb. Sprva se osredotočite na najkritičnejše interakcije.

3. Opredelite pogodbe

Sodelujte z ekipami odjemalcev pri opredeljevanju pogodb za vsak API. Te pogodbe morajo določati pričakovane zahteve, odgovore in podatkovne tipe. Za opredelitev pogodb uporabite DSL ali sintakso izbranega ogrodja.

Primer (z uporabo Pact):

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
      }
    );

Ta pogodba Pact določa, da OrderService (odjemalec) pričakuje, da bo InventoryService (ponudnik) odgovoril z objektom JSON, ki vsebuje productId in quantity, ko bo poslal zahtevek GET na `/inventory/product123`.

4. Objavite pogodbe

Objavite pogodbe v osrednjem repozitoriju. Ta repozitorij je lahko datotečni sistem, repozitorij Git ali namenski register pogodb. Pact ponuja "Pact Broker", ki je namenska storitev za upravljanje in deljenje pogodb.

5. Preverite pogodbe

Ekipa ponudnika pridobi pogodbe iz repozitorija in jih zažene proti svoji implementaciji API-ja. Ogrodje bo samodejno generiralo teste na podlagi pogodbe in preverilo, ali se ponudnik drži določenih interakcij.

Primer (z uporabo Pact):

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

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

  @State("Inventory is available")
  public void toGetInventoryIsAvailable() {
    // Nastavitev stanja ponudnika (npr. lažni podatki)
  }
}

Ta odrezek kode prikazuje, kako preveriti pogodbo proti InventoryService z uporabo Pact. Anotacija `@State` opredeljuje stanje ponudnika, ki ga odjemalec pričakuje. Metoda `toGetInventoryIsAvailable` nastavi stanje ponudnika pred izvajanjem testov preverjanja.

6. Integrirajte s CI/CD

Integrirajte testiranje na podlagi pogodb v svoj cevovod CI/CD. To zagotavlja, da se pogodbe samodejno preverjajo ob vsaki spremembi bodisi odjemalca bodisi ponudnika. Neuspešni testi na podlagi pogodb bi morali preprečiti namestitev katerekoli storitve.

7. Spremljajte in vzdržujte pogodbe

Nenehno spremljajte in vzdržujte svoje pogodbe. Ko se vaši API-ji razvijajo, posodabljajte pogodbe, da bodo odražale spremembe. Redno pregledujte pogodbe, da zagotovite, da so še vedno relevantne in točne. Upokojite pogodbe, ki niso več potrebne.

Najboljše prakse za testiranje na podlagi pogodb

Če želite kar najbolje izkoristiti testiranje na podlagi pogodb, upoštevajte te najboljše prakse:

Začnite z malim: Začnite z najkritičnejšimi interakcijami med storitvami in postopoma razširite pokritost testiranja na podlagi pogodb.
Osredotočite se na poslovno vrednost: Dajte prednost pogodbam, ki pokrivajo najpomembnejše poslovne primere uporabe.
Ohranjajte preprostost pogodb: Izogibajte se zapletenim pogodbam, ki jih je težko razumeti in vzdrževati.
Uporabljajte realistične podatke: V svojih pogodbah uporabljajte realistične podatke, da zagotovite, da ponudnik lahko obravnava scenarije iz resničnega sveta. Razmislite o uporabi generatorjev podatkov za ustvarjanje realističnih testnih podatkov.
Verzionirajte pogodbe: Verzionirajte svoje pogodbe, da boste sledili spremembam in zagotovili združljivost.
Komunicirajte spremembe: Jasno komunicirajte vse spremembe pogodb tako ekipam odjemalcev kot ponudnikov.
Avtomatizirajte vse: Avtomatizirajte celoten postopek testiranja na podlagi pogodb, od opredelitve pogodbe do preverjanja.
Spremljajte zdravje pogodb: Spremljajte zdravje svojih pogodb, da zgodaj odkrijete morebitne težave.

Pogosti izzivi in rešitve

Čeprav testiranje na podlagi pogodb ponuja številne prednosti, prinaša tudi nekatere izzive:

Prekrivanje pogodb: Več odjemalcev ima lahko podobne, a nekoliko drugačne pogodbe. Rešitev: Spodbujajte odjemalce, da po možnosti združijo pogodbe. Refaktorirajte skupne elemente pogodb v deljene komponente.
Upravljanje stanja ponudnika: Postavitev stanja ponudnika za preverjanje je lahko zapletena. Rešitev: Uporabite funkcije za upravljanje stanja, ki jih ponuja ogrodje za testiranje na podlagi pogodb. Implementirajte posnemanje (mocking) ali ustvarjanje navideznih objektov (stubbing) za poenostavitev nastavitve stanja.
Obravnavanje asinhronih interakcij: Testiranje asinhronih interakcij na podlagi pogodb (npr. sporočilne vrste) je lahko izziv. Rešitev: Uporabite specializirana orodja za testiranje na podlagi pogodb, ki podpirajo asinhrone komunikacijske vzorce. Razmislite o uporabi korelacijskih ID-jev za sledenje sporočil.
Razvijajoči se API-ji: Ko se API-ji razvijajo, je treba posodobiti tudi pogodbe. Rešitev: Implementirajte strategijo verzioniranja za pogodbe. Kadar je mogoče, uporabljajte spremembe, ki so združljive za nazaj. Jasno komunicirajte spremembe vsem deležnikom.

Primeri uporabe testiranja na podlagi pogodb v resničnem svetu

Testiranje na podlagi pogodb uporabljajo podjetja vseh velikosti v različnih panogah. Tukaj je nekaj primerov iz resničnega sveta:

Netflix: Netflix obsežno uporablja testiranje na podlagi pogodb za zagotavljanje združljivosti med svojimi stotinami mikrostoritev. Za izpolnjevanje svojih specifičnih potreb so zgradili lastna orodja za testiranje na podlagi pogodb.
Atlassian: Atlassian uporablja Pact za testiranje integracije med svojimi različnimi izdelki, kot sta Jira in Confluence.
ThoughtWorks: ThoughtWorks zagovarja in uporablja testiranje na podlagi pogodb v svojih projektih za stranke, da zagotovi združljivost API-jev v porazdeljenih sistemih.

Testiranje na podlagi pogodb v primerjavi z drugimi pristopi k testiranju

Pomembno je razumeti, kako se testiranje na podlagi pogodb umešča med druge pristope k testiranju. Tukaj je primerjava:

Testiranje enot (Unit Testing): Testi enot se osredotočajo na testiranje posameznih enot kode v izolaciji. Testi na podlagi pogodb se osredotočajo na testiranje interakcij med storitvami.
Integracijsko testiranje (Integration Testing): Tradicionalni integracijski testi testirajo integracijo med dvema ali več storitvami tako, da jih namestijo v testno okolje in proti njim izvedejo teste. Testi na podlagi pogodb zagotavljajo bolj ciljno usmerjen in učinkovit način preverjanja združljivosti API-jev. Integracijski testi so ponavadi krhki in težki za vzdrževanje.
Testiranje od konca do konca (End-to-End Testing): Testi od konca do konca simulirajo celoten uporabniški tok, ki vključuje več storitev in komponent. Testi na podlagi pogodb se osredotočajo na pogodbo med dvema specifičnima storitvama, zaradi česar so bolj obvladljivi in učinkoviti. Testi od konca do konca so pomembni za zagotavljanje pravilnega delovanja celotnega sistema, vendar so lahko počasni in dragi za izvajanje.

Testiranje na podlagi pogodb dopolnjuje te druge pristope k testiranju. Zagotavlja dragoceno plast zaščite pred prekinitvami integracije, kar omogoča hitrejše razvojne cikle in zanesljivejše sisteme.

Prihodnost testiranja na podlagi pogodb

Testiranje na podlagi pogodb je področje, ki se hitro razvija. Ker postajajo arhitekture mikrostoritev vse bolj razširjene, se bo pomembnost testiranja na podlagi pogodb samo še povečevala. Prihodnji trendi na področju testiranja na podlagi pogodb vključujejo:

Izboljšana orodja: Pričakujte bolj sofisticirana in uporabniku prijazna orodja za testiranje na podlagi pogodb.
Generiranje pogodb s pomočjo umetne inteligence: Umetna inteligenca bi se lahko uporabljala za samodejno generiranje pogodb na podlagi vzorcev uporabe API-ja.
Izboljšano upravljanje pogodb: Organizacije bodo morale implementirati robustne politike upravljanja pogodb za zagotavljanje doslednosti in kakovosti.
Integracija z API prehodi (API Gateways): Testiranje na podlagi pogodb bi se lahko neposredno integriralo v API prehode za uveljavljanje pogodb med izvajanjem.

Zaključek

Testiranje na podlagi pogodb je ključna tehnika za zagotavljanje združljivosti API-jev v arhitekturah mikrostoritev. Z opredeljevanjem in uveljavljanjem pogodb med odjemalci in ponudniki lahko preprečite prekinitve integracije, omogočite neodvisen razvoj in namestitev, izboljšate načrtovanje API-jev, zmanjšate obseg testiranja in izboljšate sodelovanje. Čeprav implementacija testiranja na podlagi pogodb zahteva trud in načrtovanje, koristi daleč presegajo stroške. Z upoštevanjem najboljših praks in uporabo pravih orodij lahko zgradite zanesljivejše, skalabilnejše in lažje vzdrževane sisteme mikrostoritev. Začnite z malim, osredotočite se na poslovno vrednost in nenehno izboljšujte svoj postopek testiranja na podlagi pogodb, da boste v celoti izkoristili prednosti te močne tehnike. Ne pozabite v postopek vključiti tako ekipe odjemalcev kot ponudnikov, da spodbudite skupno razumevanje pogodb API-jev.