В командной разработке тесты – это, как правило, задача QA- и SDET-специалистов. Вместе с тем навыки тестирования полезны и разработчикам, позволяя им проверить свои приложения и повысить стабильность их работы.

Эта статья предназначена в первую очередь начинающим мобильным разработчикам, которые хотят изучить процессы тестирования и свое участие в них.

На примере  Android-разработки обсудим подходящие инструменты тестирования – от JUnit до Kaspresso, а также немного познакомимся с методологиями Test Driven Development (TDD) и Behaviour Driven Development (BDD). Наконец, рассмотрим их отличия на примере кейса.

Тестирование IT-системы охватывает множество проверок архитектуры, UI, кода и взаимодействия его частей, соответствия требованиям. По мере усложнения систем в отрасли растут потребности как в обеспечении качества (QA), так и в автоматизации тестирования (SDET), которая позволяет проводить некоторые тесты быстро и с минимальным участием людей.

Уровни тестирования

С появлением тестов для различных уровней программы возникла их абстрактная иерархия – Пирамида автотестов, в которую входят:

• Модульные тесты. Проверяют взаимодействие кода внутри одного или нескольких классов со связанной функциональностью. Unit-тесты создают до, во время или после написания проверяемого кода, их должно быть много, они должны запускаться часто, работать быстро, быть легко поддерживаемыми.

• Интеграционные тесты. Проверяют логику взаимодействия различных компонентов, подсистем без использования UI. В контексте Android сюда входят тесты БД (миграции, выборки, CRUD операции), тесты api-сервисов с моковыми данными и т.д.

• UI-тесты. В контексте Android это полноценное автоматизированное тестирование экрана или набора экранов, проверка корректной работы пользовательского интерфейса. Вся логика при этом должна быть протестирована на нижних уровнях.

При выборе необходимых проверок, помимо пирамиды, можно использовать колесо автоматизации – подробнее об этом читайте здесь. 

Рассмотрим инструменты, используемые на каждом из вышеупомянутых уровней.

Unit-тесты

Unit-тесты – это самый простой инструмент для вовлечения разработчика в процесс тестирования приложения. Они фокусируются на конкретном классе или участке кода и пишутся непосредственно разработчиками. Unit-тесты должны выполняться быстро и иметь однозначные результаты: правильно написанные тесты – отличный способ немедленной проверки произведенных изменений в коде. Также функционал Android Studio позволяет выполнять не весь набор тестов, а только те, которые необходимы разработчику для проверки. Помимо этого, unit-тесты – один из вариантов документации кода для разработчиков, они помогают увидеть, какие возможные результаты имеет метод и какие граничные случаи он обрабатывает.

Инструменты для модульного тестирования

Unit-тесты для Android по умолчанию располагаются в папке src/test проекта или модуля, запускаются с использованием фреймворка JUnit. В идеале, один тест должен тестировать открытый интерфейс одного класса и проверять все ветвления кода и граничные случаи в нем. Зависимости должны иметь поведение, необходимое для проверки тестируемого класса.

В современных Android приложениях для unit-тестов, в основном, используются следующие библиотеки:

• JUnit. Для запуска тестов, вызова assertion’ов.

• Mockk. Позволяет мокать final классы Котлина, suspend функции, имеет удобный DSL для работы.

• kotlinx-coroutines-test. Тестирование suspend-функций внутри TestCoroutineScope, предоставляемого функцией runBlockingTest, подмены main dispatcher’а в рамках тестов.

• turbine. Небольшая, но удобная библиотека для тестирования kotlinx.coroutines.Flow.

• robolectric. Позволяет писать unit-тесты для классов, использующих Android SDK без непосредственного запуска устройства – фреймворк умеет симулировать различные части системы.

Инструменты для интеграционного тестирования

Эти тесты для Android по умолчанию располагаются в папке src/androidTest проекта или модуля и запускаются уже на устройстве, так как должны иметь доступ, например, к контексту приложения для создания БД Room. Для запуска тестов используется уже упомянутый фреймворк JUnit.

Инструменты для тестирования пользовательского интерфейса

UI-тесты служат, в основном, для прогона основных пользовательских сценариев приложения (авторизация, регистрация, добавление товара в корзину и т.п.). Они помогают отловить ошибки в базовых сценариях и исправить их до попадания сборки с багами к тестировщикам. UI-тесты также по умолчанию располагаются в папке src/androidTest и запускаются на устройстве. Помимо JUnit, основные инструменты – это:

• Espresso. Официальный фреймворк для UI-тестирования от Android. Имеет множество примеров и хорошую документацию. При этом не может взаимодействовать с другими приложениями, достаточно плохо работает с асинхронными интерфейсами и списками.

• UI Automator. В отличие от Espresso, позволяет взаимодействовать с другими приложениями: совершать звонки, отправлять сообщения, изменять настройки устройства.

• Kaspresso. Обертка над Espresso и UI Automator, которая позволяет писать стабильные, быстрые, удобочитаемые тесты. 

• Для тестирования интерфейсов, реализованных с помощью Jetpack Compose, также появляются свои библиотеки, например, эта.

Также на Хабре можно прочитать больше об инструментах для UI-тестирования, например, в этой статье. 

TDD и BDD

TDD и BDD – две популярные методики разработки через тестирование. Рассмотрим их отличия на примере следующего кейса: 

• Пользователь вводит сумму расхода, комментарий к расходу и выбирает категорию расхода.

• Если сумма некорректна или не выбрана категория расхода, возвращается код ошибки, иначе – код успешной обработки.

• Комментарий опционален.

TDD (Test Driven Development) – это методология разработки ПО, основанная на следующих коротких циклах:

• Написать тест, проверяющий желаемое поведение.

• Запустить тест. Test failed.

• Написать программный код, реализующий требуемое поведение.

• Запустить тест. Test succeeded.

• Провести рефакторинг написанного программного кода, сопровождая прогонами теста.

Для начала создадим контракт нашей реализации.

sealed class VerificationResult {
   object Success : VerificationResult()
   object Failure : VerificationResult()
}

interface ExpenseController {
  
   fun verifyExpenseInfo(
       sum: String?,
       comment: String?,
       category: String?
   ): VerificationResult
}

class ExpenseControllerImpl: ExpenseController {

   override fun verifyExpenseInfo(
       sum: String?,
       comment: String?,
       category: String?
   ): VerificationResult = TODO()
}

Теперь напишем тест, проверяющий, что написанный код реализует указанные требования.

class ExpenseControllerTest {

   private val controller: ExpenseController = ExpenseControllerImpl()

   @Test
   fun `when sum is not valid then result is failure`() {
       val sum: String? = null
       val comment: String? = null
       val category = "valid category"

       val result = controller.verifyExpenseInfo(sum, comment, category)

       assertTrue(result is VerificationResult.Failure)
   }

   @Test
   fun `when category is null then result is failure`() {
       val sum = "56"
       val comment: String? = null
       val category: String? = null

       val result = controller.verifyExpenseInfo(sum, comment, category)

       assertTrue(result is VerificationResult.Failure)
   }

   @Test
   fun `when comment is null then result is success`() {
       val sum = "56"
       val comment: String? = null
       val category = "valid category"

       val result = controller.verifyExpenseInfo(sum, comment, category)

       assertTrue(result is VerificationResult.Success)
   }

   @Test
   fun `when comment is not null then result is success`() {
       val sum = "56"
       val comment = "some comment"
       val category = "valid category"

       val result = controller.verifyExpenseInfo(sum, comment, category)

       assertTrue(result is VerificationResult.Success)
   }
}

Запускаем тест, получаем ожидаемый результат:

kotlin.NotImplementedError: An operation is not implemented.

Теперь напишем реализацию

class ExpenseControllerImpl : ExpenseController {

   override fun verifyExpenseInfo(
       sum: String?,
       comment: String?,
       category: String?
   ): VerificationResult = when {
       sum == null -> VerificationResult.Failure
       category == null -> VerificationResult.Failure
       else -> VerificationResult.Success
   }
}

Запустим тесты: все 4 теста проходят. Теперь настало время рефакторинга написанного кода.

class ExpenseControllerImpl : ExpenseController {

   override fun verifyExpenseInfo(
       sum: String?,
       comment: String?,
       category: String?
   ): VerificationResult = when {
       isNotValidNumber(sum) -> VerificationResult.Failure
       isCategoryNotSelected(category) -> VerificationResult.Failure
       else -> VerificationResult.Success
   }

   private fun isNotValidNumber(sum: String?): Boolean = sum == null
  
   private fun isCategoryNotSelected(category: String?): Boolean = category == null
}

Снова запускаем тесты, чтобы удостовериться, что наш рефакторинг ничего не сломал – и видим, что тесты проходят успешно.

Методология TDD имеет следующие преимущества:

• Написанный код имеет более правильный и понятный дизайн, написан чище, так как должен запускаться из теста и быть идемпотентным.

• Позволяет провести рефакторинг с меньшей вероятностью возникновения ошибок, поскольку есть способ сразу же проверить правильность написанного кода.

• Позволяет локализовать ошибки быстрее.

В числе минусов можно выделить следующие:

• Фокусировка на реализации задачи.

• Код и описание тестов пишутся на одном языке.

• В процесс вовлечена только команда разработки.

Подробнее про данную методологию можно прочитать в книге Кента Бека Экстремальное программирование. Разработка через тестирование.

BDD (Behaviour driven development) – методология разработки ПО, во многом схожая с TDD. Отличается тем, что тестовые сценарии пишутся на “человеческом” языке, а не на языке программирования.

Тестовые сценарии записываются в формате given-when-then. Например, given (имея) подключение к сети, when (когда) пользователь открывает ссылку, then (тогда) контент страницы отображается.

Перепишем наши требования с использованием BDD:

Сценарий: добавление траты.

Given Корректную сумму

And Введенный комментарий

And Выбранную категорию траты

When Пользователь нажимает кнопку добавления

Then Пользователь получает успешный результат

Для данного подхода существуют свои фреймворки. Например, для Java это фреймворк JBehave.

К особенностям данного подхода можно отнести следующее:

• Тестовые сценарии на “человеческом языке” может писать как заказчик,так и аналитик, тестировщик. Это повышает уровень знаний всей команды о разрабатываемой системе.

• Тестовые сценарии легко изменяются.

• Результаты тестов также более понятны заинтересованным лицам, по сравнению с результатами выполнения кода.

Узнать подробнее о BDD можно в этой статье.

Заключение

Мало у кого возникают сомнения, что тесты необходимы для проектирования качественного ПО. Существует множество фреймворков, инструментов и методологий (DDD, FDD и другие *DD), которые помогают команде на всех этапах жизненного цикла ПО. Тесты помогают быстро найти и локализовать ошибки, а также, если они правильно спроектированы, могут служить тестовой документацией. Также благодаря тестам код реализации, скорее всего, будет написан чище и понятнее. В то же время главное – не 100% покрытие кода тестами, а его соответствие бизнес-задачам, поэтому важно избегать крайностей и не писать тесты ради тестов.

Спасибо за внимание! Надеемся, что этот материал был вам полезен.