Làm chủ tính an toàn kiểu trong kiểm thử TypeScript: Hướng dẫn tích hợp Jest

Trong bối cảnh phát triển phần mềm không ngừng phát triển, việc duy trì chất lượng mã và đảm bảo độ tin cậy của ứng dụng là tối quan trọng. TypeScript, với khả năng định kiểu tĩnh, đã nổi lên như một lựa chọn hàng đầu để xây dựng các ứng dụng mạnh mẽ và dễ bảo trì. Tuy nhiên, lợi ích của TypeScript không chỉ dừng lại ở giai đoạn phát triển; chúng tác động đáng kể đến quá trình kiểm thử. Hướng dẫn này khám phá cách tận dụng Jest, một framework kiểm thử JavaScript phổ biến, để tích hợp liền mạch tính an toàn kiểu vào quy trình kiểm thử TypeScript của bạn. Chúng ta sẽ đi sâu vào các phương pháp hay nhất, ví dụ thực tế và chiến lược để viết các bài kiểm tra hiệu quả và dễ bảo trì.

Tầm quan trọng của tính an toàn kiểu trong kiểm thử

Tính an toàn kiểu, về cốt lõi, cho phép các nhà phát triển phát hiện lỗi trong quá trình phát triển, thay vì thời gian chạy. Điều này đặc biệt có lợi trong kiểm thử, nơi phát hiện sớm các vấn đề liên quan đến kiểu có thể ngăn chặn những nỗ lực gỡ lỗi đáng kể sau này. Việc kết hợp tính an toàn kiểu trong kiểm thử mang lại một số lợi thế chính:

• Phát hiện lỗi sớm: Khả năng kiểm tra kiểu của TypeScript cho phép bạn xác định các lỗi không khớp kiểu, các kiểu đối số không chính xác và các lỗi liên quan đến kiểu khác trong quá trình biên dịch kiểm thử, trước khi chúng biểu hiện thành lỗi thời gian chạy.
• Cải thiện khả năng bảo trì mã: Các chú thích kiểu đóng vai trò như tài liệu sống, giúp mã của bạn dễ hiểu và bảo trì hơn. Khi các bài kiểm tra được kiểm tra kiểu, chúng củng cố các chú thích này và đảm bảo tính nhất quán trong toàn bộ cơ sở mã của bạn.
• Nâng cao khả năng tái cấu trúc: Tái cấu trúc trở nên an toàn và hiệu quả hơn. Kiểm tra kiểu của TypeScript giúp đảm bảo rằng các thay đổi không gây ra hậu quả không mong muốn hoặc phá vỡ các bài kiểm tra hiện có.
• Giảm lỗi: Bằng cách phát hiện sớm các lỗi liên quan đến kiểu, bạn có thể giảm đáng kể số lượng lỗi phát sinh trong sản xuất.
• Tăng cường sự tự tin: Mã được định kiểu và kiểm tra tốt giúp các nhà phát triển tự tin hơn vào tính ổn định và độ tin cậy của ứng dụng của họ.

Thiết lập Jest với TypeScript

Tích hợp Jest với TypeScript là một quá trình đơn giản. Dưới đây là hướng dẫn từng bước:

1. Khởi tạo dự án: Nếu bạn chưa có dự án TypeScript, hãy bắt đầu bằng cách tạo một dự án. Khởi tạo một dự án mới bằng npm hoặc yarn:

               npm init -y
   # or
   yarn init -y
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. Cài đặt TypeScript và Jest: Cài đặt các gói cần thiết làm phần phụ thuộc dev:

               npm install --save-dev typescript jest @types/jest ts-jest
   # or
   yarn add --dev typescript jest @types/jest ts-jest
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   • typescript: Trình biên dịch TypeScript.
   • jest: Framework kiểm thử.
   • @types/jest: Định nghĩa kiểu cho Jest.
   • ts-jest: Một trình chuyển đổi TypeScript cho Jest, cho phép nó hiểu mã TypeScript.
3. Cấu hình TypeScript: Tạo một tệp tsconfig.json trong thư mục gốc của dự án. Tệp này chỉ định các tùy chọn trình biên dịch cho TypeScript. Một cấu hình cơ bản có thể trông như thế này:

               {
     "compilerOptions": {
       "target": "es5",
       "module": "commonjs",
       "esModuleInterop": true,
       "forceConsistentCasingInFileNames": true,
       "strict": true,
       "skipLibCheck": true,
       "outDir": "./dist"
     },
     "include": ["src/**/*", "test/**/*"],
     "exclude": ["node_modules"]
   }
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   Các cài đặt chính:

   • target: Chỉ định phiên bản JavaScript để nhắm mục tiêu (ví dụ: es5, es6, esnext).
   • module: Chỉ định hệ thống mô-đun để sử dụng (ví dụ: commonjs, esnext).
   • esModuleInterop: Cho phép khả năng tương tác giữa CommonJS và các mô-đun ES.
   • forceConsistentCasingInFileNames: Thực thi việc sử dụng chữ hoa chữ thường nhất quán của tên tệp.
   • strict: Bật kiểm tra kiểu nghiêm ngặt. Nên dùng để cải thiện tính an toàn kiểu.
   • skipLibCheck: Bỏ qua kiểm tra kiểu của các tệp khai báo (.d.ts).
   • outDir: Chỉ định thư mục đầu ra cho các tệp JavaScript đã biên dịch.
   • include: Chỉ định các tệp và thư mục cần đưa vào quá trình biên dịch.
   • exclude: Chỉ định các tệp và thư mục cần loại trừ khỏi quá trình biên dịch.

4. Cấu hình Jest: Tạo một tệp jest.config.js (hoặc jest.config.ts) trong thư mục gốc của dự án. Tệp này cấu hình Jest. Một cấu hình cơ bản có hỗ trợ TypeScript có thể trông như thế này:

               /** @type {import('ts-jest').JestConfigWithTsJest} */
   module.exports = {
     preset: 'ts-jest',
     testEnvironment: 'node',
     testMatch: ['**/__tests__/**/*.[jt]s?(x)', '**/?(*.)+(spec|test).[jt]s?(x)'],
     transform: {
       '^.+\\.(ts|tsx)?$': 'ts-jest',
     },
     moduleNameMapper: {
       '^@/(.*)$': '/src/$1',
     },
     collectCoverage: false,
     coverageDirectory: 'coverage',
   };
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   • preset: 'ts-jest': Chỉ định rằng chúng ta đang sử dụng ts-jest.
   • testEnvironment: Đặt môi trường kiểm thử (ví dụ: 'node', 'jsdom' cho các môi trường giống trình duyệt).
   • testMatch: Xác định các mẫu tệp để khớp với các tệp kiểm thử.
   • transform: Chỉ định trình chuyển đổi để sử dụng cho các tệp. Ở đây, chúng ta đang sử dụng ts-jest để chuyển đổi các tệp TypeScript.
   • moduleNameMapper: Được sử dụng để tạo bí danh cho các mô-đun, đặc biệt hữu ích để giải quyết các đường dẫn nhập, ví dụ: sử dụng các đường dẫn như `@/components` thay vì các đường dẫn tương đối dài.
   • collectCoverage: Bật hoặc tắt code coverage.
   • coverageDirectory: Đặt thư mục cho các báo cáo coverage.
5. Viết các bài kiểm tra: Tạo các tệp kiểm thử của bạn (ví dụ: src/my-component.test.ts hoặc src/__tests__/my-component.test.ts).
6. Chạy các bài kiểm tra: Thêm một script kiểm thử vào package.json của bạn:

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

   Sau đó, chạy các bài kiểm tra của bạn bằng cách sử dụng:

               npm test
   # or
   yarn test
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

Ví dụ: Kiểm thử một hàm đơn giản

Hãy tạo một ví dụ đơn giản để minh họa kiểm thử an toàn kiểu. Xem xét một hàm cộng hai số:

            // src/math.ts
export function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Bây giờ, hãy viết một bài kiểm tra cho hàm này bằng Jest và TypeScript:

            // src/math.test.ts
import { add } from './math';

test('adds two numbers correctly', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
  expect(add(-1, 1)).toBe(0);
  expect(add(0, 0)).toBe(0);
});

test('handles non-numeric input (incorrectly)', () => {
  // @ts-expect-error: TypeScript will catch this error if uncommented
  // expect(add('2', 3)).toBe(5);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này:

• Chúng ta nhập hàm add.
• Chúng ta viết một bài kiểm tra bằng cách sử dụng các hàm test và expect của Jest.
• Các bài kiểm tra xác minh hành vi của hàm với các đầu vào khác nhau.
• Dòng được nhận xét minh họa cách TypeScript sẽ bắt lỗi kiểu nếu chúng ta cố gắng truyền một chuỗi vào hàm add, ngăn chặn sai lầm này xảy ra trong thời gian chạy. Nhận xét `//@ts-expect-error` cho TypeScript biết để mong đợi một lỗi trên dòng đó.

Các kỹ thuật kiểm thử nâng cao với TypeScript và Jest

Khi bạn đã thiết lập cơ bản, bạn có thể khám phá các kỹ thuật kiểm thử nâng cao hơn để nâng cao hiệu quả và khả năng bảo trì của bộ kiểm thử.

Mocking và Spies

Mocking cho phép bạn cô lập các đơn vị mã bằng cách thay thế các phần phụ thuộc bên ngoài bằng các vật thay thế được kiểm soát. Jest cung cấp các khả năng mocking tích hợp.

Ví dụ: Mocking một hàm thực hiện một cuộc gọi API:

            // src/api.ts
export async function fetchData(url: string): Promise<any> {
  const response = await fetch(url);
  return response.json();
}

// src/my-component.ts
import { fetchData } from './api';

export async function processData() {
  const data = await fetchData('https://example.com/api/data');
  // Process the data
  return data;
}

            

              
                Copy
              
            
          

            // src/my-component.test.ts
import { processData } from './my-component';
import { fetchData } from './api';

jest.mock('./api'); // Mock the api module

test('processes data correctly', async () => {
  // @ts-ignore: Ignoring the type error for this test
  fetchData.mockResolvedValue({ result: 'success' }); // Mock the resolved value

  const result = await processData();
  expect(result).toEqual({ result: 'success' });

  expect(fetchData).toHaveBeenCalledWith('https://example.com/api/data');
});

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, chúng ta mock hàm fetchData từ mô-đun api.ts. Chúng ta sử dụng mockResolvedValue để mô phỏng phản hồi API thành công và xác minh rằng processData xử lý chính xác dữ liệu được mock. Chúng ta sử dụng toHaveBeenCalledWith để kiểm tra xem hàm `fetchData` có được gọi với các đối số chính xác hay không.

Kiểm thử mã bất đồng bộ

Kiểm thử mã bất đồng bộ là rất quan trọng đối với các ứng dụng JavaScript hiện đại. Jest cung cấp một số cách để xử lý các bài kiểm tra bất đồng bộ.

Ví dụ: Kiểm thử một hàm sử dụng setTimeout:

            // src/async.ts
export function delayedGreeting(name: string, delay: number): Promise<string> {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(`Hello, ${name}!`);
    }, delay);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

            // src/async.test.ts
import { delayedGreeting } from './async';

test('greets with a delay', async () => {
  const greeting = await delayedGreeting('World', 100);
  expect(greeting).toBe('Hello, World!');
});

            

              
                Copy
              
            
          

Trong ví dụ này, chúng ta sử dụng async/await để xử lý hoạt động bất đồng bộ trong bài kiểm tra. Jest cũng hỗ trợ sử dụng callbacks và promises cho các bài kiểm tra bất đồng bộ.

Code Coverage

Các báo cáo code coverage cung cấp những hiểu biết có giá trị về những phần nào trong mã của bạn được bao phủ bởi các bài kiểm tra. Jest giúp bạn dễ dàng tạo các báo cáo code coverage.

Để bật code coverage, hãy cấu hình các tùy chọn collectCoverage và coverageDirectory trong tệp jest.config.js của bạn. Sau đó, bạn có thể chạy các bài kiểm tra của mình với code coverage được bật.

            // jest.config.js
module.exports = {
  // ... other configurations
  collectCoverage: true,
  coverageDirectory: 'coverage',
  collectCoverageFrom: ['src/**/*.{ts,tsx}', '!src/**/*.d.ts'], // Specify files to collect coverage from
  coverageThreshold: {
    global: {
      statements: 80,
      branches: 80,
      functions: 80,
      lines: 80,
    },
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

Tùy chọn collectCoverageFrom cho phép bạn chỉ định những tệp nào sẽ được xem xét để coverage. Tùy chọn coverageThreshold cho phép bạn đặt phần trăm coverage tối thiểu. Khi bạn chạy các bài kiểm tra của mình, Jest sẽ tạo một báo cáo coverage trong thư mục đã chỉ định.

Bạn có thể xem báo cáo coverage ở định dạng HTML để có những hiểu biết chi tiết.

Phát triển hướng kiểm thử (TDD) với TypeScript và Jest

Phát triển hướng kiểm thử (TDD) là một quy trình phát triển phần mềm nhấn mạnh việc viết các bài kiểm tra trước khi viết mã thực tế. TDD có thể là một thực hành rất hiệu quả, dẫn đến mã mạnh mẽ và được thiết kế tốt hơn. Với TypeScript và Jest, quy trình TDD được hợp lý hóa.

1. Viết một bài kiểm tra thất bại: Bắt đầu bằng cách viết một bài kiểm tra mô tả hành vi mong muốn của mã của bạn. Bài kiểm tra ban đầu sẽ thất bại vì mã chưa tồn tại.
2. Viết mã tối thiểu để vượt qua bài kiểm tra: Viết mã đơn giản nhất có thể để bài kiểm tra vượt qua. Điều này có thể liên quan đến một triển khai rất cơ bản.
3. Tái cấu trúc: Khi bài kiểm tra vượt qua, hãy tái cấu trúc mã của bạn để cải thiện thiết kế và khả năng đọc của nó đồng thời đảm bảo rằng tất cả các bài kiểm tra vẫn vượt qua.
4. Lặp lại: Lặp lại chu kỳ này cho mỗi tính năng hoặc chức năng mới.

Ví dụ: Hãy sử dụng TDD để xây dựng một hàm viết hoa chữ cái đầu tiên của một chuỗi:

1. Bài kiểm tra thất bại:

            // src/string-utils.test.ts
import { capitalizeFirstLetter } from './string-utils';

test('capitalizes the first letter of a string', () => {
  expect(capitalizeFirstLetter('hello')).toBe('Hello');
});

            

              
                Copy
              
            
          

2. Mã tối thiểu để vượt qua:

            // src/string-utils.ts
export function capitalizeFirstLetter(str: string): string {
  return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Tái cấu trúc (nếu cần): Trong trường hợp đơn giản này, mã đã tương đối sạch. Chúng ta có thể thêm nhiều bài kiểm tra hơn để bao phủ các trường hợp biên khác.

            // src/string-utils.test.ts (expanded)
import { capitalizeFirstLetter } from './string-utils';

test('capitalizes the first letter of a string', () => {
  expect(capitalizeFirstLetter('hello')).toBe('Hello');
  expect(capitalizeFirstLetter('world')).toBe('World');
  expect(capitalizeFirstLetter('')).toBe('');
  expect(capitalizeFirstLetter('123test')).toBe('123test');
});

            

              
                Copy
              
            
          

Các phương pháp hay nhất để kiểm thử an toàn kiểu

Để tối đa hóa lợi ích của việc kiểm thử an toàn kiểu với Jest và TypeScript, hãy xem xét các phương pháp hay nhất sau:

• Viết các bài kiểm tra toàn diện: Đảm bảo rằng các bài kiểm tra của bạn bao phủ tất cả các đường dẫn mã và các trường hợp biên khác nhau. Phấn đấu để có code coverage cao.
• Sử dụng tên bài kiểm tra mô tả: Viết tên bài kiểm tra rõ ràng và mô tả giải thích mục đích của mỗi bài kiểm tra.
• Tận dụng các chú thích kiểu: Sử dụng rộng rãi các chú thích kiểu trong các bài kiểm tra của bạn để cải thiện khả năng đọc và phát hiện sớm các lỗi liên quan đến kiểu.
• Mock một cách thích hợp: Sử dụng mocking để cô lập các đơn vị mã và kiểm tra chúng một cách độc lập. Tránh mocking quá nhiều, điều này có thể làm cho các bài kiểm tra kém thực tế hơn.
• Kiểm thử mã bất đồng bộ một cách hiệu quả: Sử dụng async/await hoặc promises một cách chính xác khi kiểm thử mã bất đồng bộ.
• Tuân theo các nguyên tắc TDD: Cân nhắc việc áp dụng TDD để thúc đẩy quy trình phát triển của bạn và đảm bảo rằng bạn đang viết các bài kiểm tra trước khi viết mã.
• Duy trì khả năng kiểm thử: Thiết kế mã của bạn với khả năng kiểm thử. Giữ cho các hàm và mô-đun của bạn tập trung, với các đầu vào và đầu ra rõ ràng.
• Xem xét mã kiểm thử: Cũng như bạn xem xét mã sản xuất, hãy thường xuyên xem xét mã kiểm thử của bạn để đảm bảo rằng nó có thể bảo trì, hiệu quả và cập nhật. Cân nhắc kiểm tra chất lượng mã kiểm thử trong các quy trình CI/CD của bạn.
• Luôn cập nhật các bài kiểm tra: Khi bạn thực hiện thay đổi đối với mã của mình, hãy cập nhật các bài kiểm tra của bạn cho phù hợp. Các bài kiểm tra lỗi thời có thể dẫn đến dương tính giả và làm giảm giá trị của bộ kiểm thử của bạn.
• Tích hợp các bài kiểm tra vào CI/CD: Tích hợp các bài kiểm tra của bạn vào quy trình Tích hợp liên tục và Triển khai liên tục (CI/CD) để tự động hóa quá trình kiểm thử và phát hiện các vấn đề sớm trong chu kỳ phát triển. Điều này đặc biệt hữu ích cho các nhóm phát triển toàn cầu, nơi các thay đổi mã có thể được thực hiện trên nhiều múi giờ và địa điểm.

Các cạm bẫy và khắc phục sự cố thường gặp

Mặc dù việc tích hợp Jest và TypeScript nói chung là đơn giản, bạn có thể gặp một số vấn đề thường gặp. Dưới đây là một số mẹo giúp bạn khắc phục sự cố:

• Lỗi kiểu trong các bài kiểm tra: Nếu bạn thấy lỗi kiểu trong các bài kiểm tra của mình, hãy xem xét cẩn thận các thông báo lỗi. Các thông báo này thường sẽ chỉ cho bạn dòng mã cụ thể nơi có vấn đề. Xác minh rằng các kiểu của bạn được xác định chính xác và bạn đang truyền các đối số chính xác cho các hàm.
• Đường dẫn nhập không chính xác: Đảm bảo rằng đường dẫn nhập của bạn là chính xác, đặc biệt là khi sử dụng bí danh mô-đun. Kiểm tra kỹ cấu hình tsconfig.json và Jest của bạn.
• Sự cố cấu hình Jest: Xem xét cẩn thận tệp jest.config.js của bạn để đảm bảo rằng nó được cấu hình chính xác. Hãy chú ý đến các tùy chọn preset, transform và testMatch.
• Các phần phụ thuộc lỗi thời: Đảm bảo rằng tất cả các phần phụ thuộc của bạn (TypeScript, Jest, ts-jest và định nghĩa kiểu) đều được cập nhật.
• Không khớp môi trường kiểm thử: Nếu bạn đang kiểm thử mã chạy trong một môi trường cụ thể (ví dụ: trình duyệt), hãy đảm bảo rằng môi trường kiểm thử Jest của bạn được cấu hình chính xác (ví dụ: sử dụng jsdom).
• Các vấn đề về Mocking: Kiểm tra kỹ cấu hình mocking của bạn. Đảm bảo rằng các mock được thiết lập chính xác trước khi các bài kiểm tra của bạn chạy. Sử dụng mockResolvedValue, mockRejectedValue và các phương pháp mocking khác một cách thích hợp.
• Các vấn đề về kiểm thử bất đồng bộ: Khi kiểm thử mã bất đồng bộ, hãy đảm bảo rằng các bài kiểm tra của bạn xử lý chính xác các promises hoặc sử dụng async/await.

Kết luận

Việc áp dụng tính an toàn kiểu trong kiểm thử không chỉ là phát hiện lỗi; đó là xây dựng sự tự tin vào cơ sở mã của bạn, thúc đẩy sự hợp tác trong nhóm toàn cầu của bạn và cuối cùng là cung cấp phần mềm tốt hơn. Các nguyên tắc của TDD, kết hợp với sức mạnh của TypeScript và Jest, cung cấp một nền tảng mạnh mẽ cho một vòng đời phát triển phần mềm hiệu quả và hiệu quả hơn. Điều này có thể dẫn đến thời gian đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn ở bất kỳ khu vực nào trên thế giới và giúp phần mềm của bạn dễ bảo trì hơn trong suốt vòng đời của nó.

Kiểm thử an toàn kiểu nên được coi là một phần thiết yếu của các thực hành phát triển phần mềm hiện đại cho tất cả các nhóm quốc tế. Đầu tư vào kiểm thử là đầu tư vào chất lượng và tuổi thọ của sản phẩm của bạn.