Тестування JavaScript: Модульне vs. Інтеграційне vs. Наскрізне (E2E) - Повний посібник

Тестування — це ключовий аспект розробки програмного забезпечення, що забезпечує надійність, стабільність та легкість у підтримці ваших JavaScript-застосунків. Вибір правильної стратегії тестування може значно вплинути на якість та ефективність вашого процесу розробки. Цей посібник надає всебічний огляд трьох основних типів тестування JavaScript: модульного (Unit Testing), інтеграційного (Integration Testing) та наскрізного (End-to-End, E2E) тестування. Ми розглянемо їхні відмінності, переваги та практичне застосування, що дозволить вам приймати обґрунтовані рішення щодо вашого підходу до тестування.

Чому тестування є важливим?

Перш ніж заглиблюватися в особливості кожного типу тестування, давайте коротко обговоримо важливість тестування загалом:

• Раннє виявлення помилок: Виявлення та виправлення помилок на ранніх етапах життєвого циклу розробки значно дешевше та легше, ніж усунення їх у продакшені.
• Покращення якості коду: Написання тестів спонукає вас писати чистіший, більш модульний та легший у підтримці код.
• Забезпечення надійності: Тести дають впевненість, що ваш код поводиться так, як очікується, за різних умов.
• Спрощення рефакторингу: Комплексний набір тестів дозволяє вам впевненіше проводити рефакторинг коду, знаючи, що ви зможете швидко виявити будь-які регресії.
• Поліпшення співпраці: Тести слугують документацією, ілюструючи, як ваш код має використовуватися.

Модульне тестування

Що таке модульне тестування?

Модульне тестування передбачає тестування окремих одиниць або компонентів вашого коду в ізоляції. "Одиниця" зазвичай означає функцію, метод або клас. Мета полягає в тому, щоб перевірити, чи кожна одиниця правильно виконує свою функцію, незалежно від інших частин системи.

Переваги модульного тестування

• Раннє виявлення помилок: Модульні тести допомагають виявляти помилки на найраніших стадіях розробки, запобігаючи їх поширенню на інші частини системи.
• Швидші цикли зворотного зв'язку: Модульні тести зазвичай виконуються швидко, забезпечуючи миттєвий зворотний зв'язок щодо змін у коді.
• Покращений дизайн коду: Написання модульних тестів заохочує вас писати модульний та тестований код.
• Простіше налагодження: Коли модульний тест не проходить, відносно легко визначити джерело проблеми.
• Документація: Модульні тести слугують живою документацією, демонструючи, як мають використовуватися окремі одиниці.

Найкращі практики для модульного тестування

• Пишіть тести першими (Розробка через тестування - TDD): Пишіть тести перед тим, як писати код. Це допомагає зосередитися на вимогах і гарантує, що ваш код можна буде протестувати.
• Тестуйте в ізоляції: Ізолюйте одиницю, що тестується, від її залежностей, використовуючи такі техніки, як мокінг (mocking) та стабінг (stubbing).
• Пишіть чіткі та лаконічні тести: Тести мають бути легкими для розуміння та підтримки.
• Тестуйте граничні випадки: Тестуйте граничні умови та недійсні вхідні дані, щоб переконатися, що ваш код обробляє їх коректно.
• Підтримуйте швидкість тестів: Повільні тести можуть відбити у розробників бажання запускати їх часто.
• Автоматизуйте ваші тести: Інтегруйте тести у ваш процес збірки, щоб вони запускалися автоматично при кожній зміні коду.

Інструменти та фреймворки для модульного тестування

Існує кілька фреймворків для тестування JavaScript, які допоможуть вам писати та запускати модульні тести. Деякі популярні варіанти включають:

• Jest: Популярний та універсальний фреймворк для тестування, створений Facebook. Він має нульову конфігурацію, вбудований мокінг та звіти про покриття коду. Jest добре підходить для тестування застосунків на React, Vue, Angular та Node.js.
• Mocha: Гнучкий та розширюваний фреймворк для тестування, який надає багатий набір функцій для написання та запуску тестів. Він вимагає додаткових бібліотек, таких як Chai (бібліотека тверджень) та Sinon.JS (бібліотека для мокінгу).
• Jasmine: Фреймворк для розробки, керованої поведінкою (BDD), який наголошує на написанні тестів, що читаються як специфікації. Він містить вбудовану бібліотеку тверджень та підтримує мокінг.
• AVA: Мінімалістичний та самодостатній фреймворк для тестування, який фокусується на швидкості та простоті. Він використовує асинхронне тестування та надає чистий і простий у використанні API.
• Tape: Простий і легкий фреймворк для тестування, що наголошує на простоті та читабельності. Він має мінімальний API і його легко вивчити та використовувати.

Приклад модульного тестування (Jest)

Розглянемо простий приклад функції, яка додає два числа:

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

 module.exports = add;

Ось модульний тест для цієї функції з використанням Jest:

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

 test('додає 1 + 2, щоб отримати 3', () => {
 expect(add(1, 2)).toBe(3);
 });

 test('додає -1 + 1, щоб отримати 0', () => {
 expect(add(-1, 1)).toBe(0);
 });

У цьому прикладі ми використовуємо функцію expect з Jest, щоб робити твердження про результат роботи функції add. Метод toBe перевіряє, чи фактичний результат відповідає очікуваному.

Інтеграційне тестування

Що таке інтеграційне тестування?

Інтеграційне тестування передбачає тестування взаємодії між різними одиницями або компонентами вашого коду. На відміну від модульного тестування, яке фокусується на окремих одиницях в ізоляції, інтеграційне тестування перевіряє, чи ці одиниці правильно працюють разом при їх об'єднанні. Мета полягає в тому, щоб переконатися, що дані коректно передаються між модулями і що система загалом функціонує, як очікувалося.

Переваги інтеграційного тестування

• Перевіряє взаємодії: Інтеграційні тести гарантують, що різні частини системи працюють разом правильно.
• Виявляє помилки інтерфейсів: Ці тести можуть виявити помилки в інтерфейсах між модулями, такі як неправильні типи даних або відсутні параметри.
• Створює впевненість: Інтеграційні тести дають впевненість у тому, що система в цілому функціонує коректно.
• Відтворює реальні сценарії: Інтеграційні тести симулюють реальні сценарії, де взаємодіють кілька компонентів.

Стратегії інтеграційного тестування

Для інтеграційного тестування можна використовувати кілька стратегій, зокрема:

• Тестування зверху вниз: Починаючи з модулів верхнього рівня і поступово інтегруючи модулі нижчого рівня.
• Тестування знизу вгору: Починаючи з модулів найнижчого рівня і поступово інтегруючи модулі вищого рівня.
• Тестування «великого вибуху»: Інтеграція всіх модулів одночасно, що може бути ризикованим і складним для налагодження.
• Сендвіч-тестування: Поєднання підходів тестування зверху вниз і знизу вгору.

Інструменти та фреймворки для інтеграційного тестування

Для інтеграційного тестування можна використовувати ті самі фреймворки, що й для модульного. Крім того, деякі спеціалізовані інструменти можуть допомогти з інтеграційним тестуванням, особливо при роботі з зовнішніми сервісами або базами даних:

• Supertest: Високорівнева бібліотека для HTTP-тестування для Node.js, яка спрощує тестування кінцевих точок API.
• Testcontainers: Бібліотека, яка надає легковагові, одноразові екземпляри баз даних, брокерів повідомлень та інших сервісів для інтеграційного тестування.

Приклад інтеграційного тестування (Supertest)

Розглянемо простий приклад кінцевої точки API на Node.js, яка повертає привітання:

 // 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(`Приклад застосунку слухає на http://localhost:${port}`);
 });

 module.exports = app;

Ось інтеграційний тест для цієї кінцевої точки з використанням Supertest:

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

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

У цьому прикладі ми використовуємо Supertest для відправки HTTP-запиту на кінцеву точку /greet/:name і перевіряємо, чи відповідь відповідає очікуванням. Ми перевіряємо як код стану, так і тіло відповіді.

Наскрізне (E2E) тестування

Що таке наскрізне (E2E) тестування?

Наскрізне (E2E) тестування передбачає тестування всього потоку роботи застосунку від початку до кінця, симулюючи реальні взаємодії користувача. Цей тип тестування перевіряє, чи всі частини системи працюють разом коректно, включаючи фронтенд, бекенд та будь-які зовнішні сервіси чи бази даних. Мета полягає в тому, щоб переконатися, що застосунок відповідає очікуванням користувача і що всі критичні робочі процеси функціонують правильно.

Переваги E2E-тестування

• Симулює реальну поведінку користувача: E2E-тести імітують, як користувачі взаємодіють із застосунком, надаючи реалістичну оцінку його функціональності.
• Перевіряє всю систему: Ці тести охоплюють весь потік роботи застосунку, забезпечуючи безперебійну роботу всіх компонентів.
• Виявляє проблеми інтеграції: E2E-тести можуть виявити проблеми інтеграції між різними частинами системи, такими як фронтенд і бекенд.
• Надає впевненість: E2E-тести надають високий рівень впевненості, що застосунок працює коректно з точки зору користувача.

Інструменти та фреймворки для E2E-тестування

Існує кілька інструментів та фреймворків для написання та запуску E2E-тестів. Деякі популярні варіанти включають:

• Cypress: Сучасний та зручний для користувача фреймворк для E2E-тестування, що забезпечує швидкий та надійний досвід тестування. Він має відлагодження з подорожжю в часі (time travel debugging), автоматичне очікування та перезавантаження в реальному часі.
• Selenium: Широко використовуваний та універсальний фреймворк для тестування, що підтримує кілька браузерів та мов програмування. Він вимагає більше конфігурації, ніж Cypress, але пропонує більшу гнучкість.
• Playwright: Відносно новий фреймворк для E2E-тестування, розроблений Microsoft, який підтримує кілька браузерів та надає багатий набір функцій для взаємодії з веб-сторінками.
• Puppeteer: Бібліотека для Node.js, розроблена Google, яка надає високорівневий API для керування безголовим Chrome або Chromium. Її можна використовувати для E2E-тестування, веб-скрапінгу та автоматизації.

Приклад E2E-тестування (Cypress)

Розглянемо простий приклад E2E-тесту з використанням Cypress. Припустимо, у нас є форма входу з полями для імені користувача та пароля, а також кнопка відправки:

 // login.test.js
 describe('Форма входу', () => {
 it('має успішно увійти в систему', () => {
 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('Ласкаво просимо, testuser!').should('be.visible');
 });
 });

У цьому прикладі ми використовуємо команди Cypress для того, щоб:

• cy.visit('/login'): Відвідати сторінку входу.
• cy.get('#username').type('testuser'): Ввести "testuser" в поле імені користувача.
• cy.get('#password').type('password123'): Ввести "password123" в поле пароля.
• cy.get('button[type="submit"]').click(): Натиснути кнопку відправки.
• cy.url().should('include', '/dashboard'): Переконатися, що URL містить "/dashboard" після успішного входу.
• cy.contains('Ласкаво просимо, testuser!').should('be.visible'): Переконатися, що вітальне повідомлення видно на сторінці.

Модульне vs. Інтеграційне vs. E2E: Підсумок

Ось таблиця, що підсумовує ключові відмінності між модульним, інтеграційним та E2E-тестуванням:

Тип тестування	Фокус	Обсяг	Швидкість	Вартість	Інструменти
Модульне тестування	Окремі одиниці або компоненти	Найменший	Найшвидша	Найнижча	Jest, Mocha, Jasmine, AVA, Tape
Інтеграційне тестування	Взаємодія між одиницями	Середній	Середня	Середня	Jest, Mocha, Jasmine, Supertest, Testcontainers
E2E-тестування	Весь потік роботи застосунку	Найбільший	Найповільніша	Найвища	Cypress, Selenium, Playwright, Puppeteer

Коли використовувати кожен тип тестування

Вибір типу тестування залежить від конкретних вимог вашого проєкту. Ось загальна рекомендація:

• Модульне тестування: Використовуйте модульне тестування для всіх окремих одиниць або компонентів вашого коду. Це має бути основою вашої стратегії тестування.
• Інтеграційне тестування: Використовуйте інтеграційне тестування для перевірки того, що різні одиниці або компоненти працюють разом правильно, особливо при роботі з зовнішніми сервісами або базами даних.
• E2E-тестування: Використовуйте E2E-тестування, щоб переконатися, що весь потік роботи застосунку працює коректно з точки зору користувача. Зосередьтеся на критичних робочих процесах та шляхах користувача.

Поширеним підходом є дотримання піраміди тестування, яка пропонує мати велику кількість модульних тестів, помірну кількість інтеграційних тестів і невелику кількість E2E-тестів.

Піраміда тестування

Піраміда тестування — це візуальна метафора, яка представляє ідеальну пропорцію різних типів тестів у програмному проєкті. Вона пропонує, що ви повинні мати:

• Широку основу модульних тестів: Ці тести швидкі, дешеві та легкі у підтримці, тому їх має бути багато.
• Менший шар інтеграційних тестів: Ці тести складніші та дорожчі за модульні, тому їх має бути менше.
• Вузьку вершину E2E-тестів: Ці тести є найскладнішими та найдорожчими, тому їх має бути найменше.

Піраміда підкреслює важливість зосередження на модульному тестуванні як на основній формі тестування, тоді як інтеграційне та E2E-тестування забезпечують додаткове покриття для конкретних областей застосунку.

Глобальні аспекти тестування

При розробці програмного забезпечення для глобальної аудиторії важливо враховувати наступні фактори під час тестування:

• Локалізація (L10n): Тестуйте ваш застосунок з різними мовами та регіональними налаштуваннями, щоб переконатися, що текст, дати, валюти та інші елементи, специфічні для локалі, відображаються коректно. Наприклад, перевіряйте, чи формати дат відображаються відповідно до регіону користувача (наприклад, ММ/ДД/РРРР у США проти ДД/ММ/РРРР у Європі).
• Інтернаціоналізація (I18n): Переконайтеся, що ваш застосунок підтримує різні кодування символів (наприклад, UTF-8) і може обробляти текст різними мовами. Тестуйте з мовами, які використовують різні набори символів, наприклад, китайською, японською та корейською.
• Часові пояси: Тестуйте, як ваш застосунок обробляє часові пояси та перехід на літній час. Перевіряйте, чи дати та час відображаються коректно для користувачів у різних часових поясах.
• Валюти: Якщо ваш застосунок включає фінансові транзакції, переконайтеся, що він підтримує кілька валют і що символи валют відображаються правильно відповідно до локалі користувача.
• Доступність: Тестуйте ваш застосунок на доступність, щоб переконатися, що ним можуть користуватися люди з обмеженими можливостями. Дотримуйтесь настанов з доступності, таких як WCAG (Web Content Accessibility Guidelines).
• Культурна чутливість: Будьте уважні до культурних відмінностей та уникайте використання зображень, символів або мови, які можуть бути образливими або недоречними в певних культурах.
• Дотримання законодавства: Переконайтеся, що ваш застосунок відповідає всім відповідним законам та нормативним актам у країнах, де він буде використовуватися, таким як закони про конфіденційність даних (наприклад, GDPR) та закони про доступність (наприклад, ADA).

Висновок

Вибір правильної стратегії тестування є важливим для створення надійних та стабільних JavaScript-застосунків. Модульне, інтеграційне та E2E-тестування відіграють вирішальну роль у забезпеченні якості вашого коду. Розуміючи відмінності між цими типами тестування та дотримуючись найкращих практик, ви можете створити комплексну стратегію тестування, що відповідає конкретним потребам вашого проєкту. Не забувайте враховувати глобальні фактори, такі як локалізація, інтернаціоналізація та доступність при розробці програмного забезпечення для світової аудиторії. Інвестуючи в тестування, ви можете зменшити кількість помилок, покращити якість коду та підвищити задоволеність користувачів.