Erhöhen Sie den ROI von Unit-Tests mit der automatischen Erstellung von Unit-Tests

Verwenden Sie das automatisierte Unit-Test-Generierungstool Parasoft Jtest, um Ihren Unit-Test-ROI zu steigern. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Sie die mühsamen Aspekte des Unit-Tests automatisieren und die Komplexität des Mockings reduzieren können.

Die automatische Unit-Test-Erstellungstechnologie von Parasoft Jtest beseitigt Hindernisse für Unit-Tests und automatisiert die alltäglichen Aspekte von Unit-Tests, einschließlich Erstellung, Isolierung, Verspottung und Wartung.

Die meisten Entwicklungsteams sind sich einig, dass Unit-Tests, obwohl sie es nicht mögen, tatsächlich äußerst wertvoll sind. Trotz der vielen Tools, die bei der manuellen Testerstellung helfen, erfordert die Erstellung und Wartung von Komponententests immer noch einen hohen manuellen, zeitaufwändigen und oft nervtötenden Aufwand, bevor einem Test Geschäftslogik hinzugefügt wird. Daher führen Entwicklungsteams trotz der Absicht, umfangreiche Unit-Tests durchzuführen, in der Regel nur die minimal erforderliche Menge an Unit-Tests durch oder überspringen sie ganz.

Die größten Unit-Test-Anliegen von Java-Entwicklern

Eine kürzlich durchgeführte Kundenumfrage ergab erwartungsgemäß, dass die Erstellung, das Mocking/die Isolation und die Wartung von Tests zentrale Herausforderungen für erfolgreiche Unit-Tests darstellen. Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse dieser Umfrage und verdeutlicht die größten Bedenken von Entwicklern im Zusammenhang mit Unit-Tests in Java.

Um diese Hauptprobleme anzugehen, können wir auf automatisierte Softwaretests zurückgreifen. In diesem Blog zeige ich Ihnen, wie Sie mit Parasoft Jtest automatisch Unit-Tests erstellen und so Zeit und Aufwand bei der Testerstellung sparen. Die Technologie zur automatischen Unit-Test-Erstellung von Parasoft Jtest richtet das Test-Framework ein, instanziiert Objekte, konfiguriert Mocks für die relevanten Objekte und Methodenaufrufe der zu testenden Methode und fügt Assertions hinzu. Sie erstellt reguläre JUnit-Tests und erledigt so die gesamte Routinearbeit, damit sich Entwickler auf die Anwendung menschlicher Intelligenz und Logik beim Testen konzentrieren können.

Die Grundlagen des Unit-Tests verstehen

Jeder Softwareentwickler, der die Notwendigkeit versteht, qualitativ hochwertigen und fehlerfreien Code bei der Softwareentwicklung zu priorisieren, wird Ihnen sagen, dass Unit-Tests wie ein Fundament sind, auf dem andere Aspekte der Software-Qualitätssicherung aufbauen. Unit-Tests stellen sicher, dass einzelne Einheiten oder Komponenten des Codes wie erwartet funktionieren. Dabei wird ein kleiner Codeabschnitt, typischerweise eine einzelne Funktion oder Methode, isoliert vom Rest des Systems getestet.

Um sicherzustellen, dass jede Codeeinheit wie vorgesehen funktioniert und die ihr zugewiesene erwartete Funktion ausführt, schreiben Entwickler Testfälle entweder manuell oder mit automatischen Tools zur Erstellung von Komponententests. Das Ausführen dieser Tests hilft dabei, etwaige Bugs oder Fehler im Code zu identifizieren, bevor dieser in das größere System integriert wird. Durch deren regelmäßige Durchführung wird sichergestellt, dass das, was heute funktioniert, auch in Zukunft funktioniert.

Unit-Tests haben im Laufe der Jahre immer mehr an Bedeutung gewonnen, da Softwaresysteme komplexer geworden sind und der Bedarf an zuverlässiger Software gestiegen ist. Um jedoch den größtmöglichen Nutzen aus Unit-Tests zu ziehen , gibt es empfohlene Richtlinien und Best Practices, die den Prozess leiten sollten.

1. Schreiben Sie Testfälle früh genug. Es ist wichtig, Schreiben Sie Ihre Testfälle frühzeitig im EntwicklungsprozessIdealerweise während oder sogar vor dem Schreiben des Codes. Dies wird als testgetriebene Entwicklung (TDD) bezeichnet. So können Entwickler Fehler und Probleme frühzeitig erkennen, wenn sie noch einfacher und kostengünstiger zu beheben sind. Dieser Ansatz ist auch wichtig, um sicherzustellen, dass die Software die im Entwurf festgelegten Anforderungen und Spezifikationen erfüllt. Durch das Schreiben von Tests parallel zum Code denken Entwickler während des gesamten Entwicklungsprozesses an die Qualität.
2. Unit-Tests sollten so geschrieben werden, dass sie spezifisch und unabhängig sind. Da das Hauptziel von Unit-Tests darin besteht, einzelne Komponenten oder Codeeinheiten zu testen, sollten die Tests spezifisch und unabhängig voneinander sein. Daher sollte sich jeder Test auf das Testen einer bestimmten Funktion oder eines bestimmten Aspekts des Codes konzentrieren und sich nicht auf die Ergebnisse anderer Tests verlassen.
3. Nutzen Sie Testautomatisierung. Bei der Testautomatisierung werden Softwaretools verwendet, um automatisch Testfälle zu schreiben, Tests auszuführen und die Ergebnisse auszuwerten. Der Einsatz von Testautomatisierungstools kann Zeit sparen und die Effizienz des Testprozesses steigern. Außerdem können Tests häufiger ausgeführt werden, sodass Probleme oder Fehler frühzeitig erkannt werden.

Beispielsweise bietet die automatisierte Unit-Testing-Lösung von Parasoft Softwareentwicklern eine KI-gesteuerte Unit-Test-Generierung, die zur schnellen automatischen Generierung robuster und laufbereiter Unit-Testfälle eingesetzt werden kann. Es bietet außerdem IDE- und CI/CD-Tools zum Ausführen, Erweitern und Verwalten dieser Tests als Codeänderungen sowie zur Analyse wichtiger Metriken wie der Codeabdeckung.

4. Verwenden Sie Mocks zur Testisolierung. Mocks ermöglichen es Entwicklern, den zu testenden Code von anderen Komponenten oder Systemen zu isolieren, wodurch es einfacher wird, Tests zu konfigurieren, um bestimmte Anwendungsfälle zu validieren, Probleme zu identifizieren und Fehler zu isolieren. Durch die Verwendung von Mocks können Tests außerdem schneller und effizienter ausgeführt werden. Das automatisierte Unit-Testing-Tool von Parasoft verwendet Mocks in neu generierten Tests und bietet zusätzliche Tools, mit denen Benutzer Mocks in ihren Tests erstellen, aktualisieren und verwalten können, um die Testisolierung zu vereinfachen.
5. Verwenden Sie Codeabdeckungsmetriken. Codeabdeckungsmetriken messen den Grad, in dem der Quellcode der Software getestet wird, um festzustellen, ob das System ausreichend getestet wurde oder nicht. Mithilfe von Codeabdeckungsmetriken können Bereiche des Codes identifiziert werden, die nicht getestet werden, und sichergestellt werden, dass der gesamte Code gründlich getestet wird. Parasoft-Tools können die Codeabdeckung aus mehreren Teststufen sammeln, aggregieren und analysieren, um Entwickler beim gründlichen Testen ihrer Anwendungen zu unterstützen. Benutzer können sich auf die modifizierte Codeabdeckung konzentrieren, um ihre Testbemühungen zu optimieren und Lücken in der Abdeckung früher im Softwareentwicklungs-Workflow zu schließen.

Bewältigung der wichtigsten Herausforderungen beim Unit-Testen

Während Unit-Tests bei jedem Softwareentwicklungsvorhaben von entscheidender Bedeutung sind, können sie auch einige Herausforderungen mit sich bringen, die ihre Wirksamkeit beeinträchtigen. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Herausforderungen beim Unit-Testen und wie Sie diese bewältigen können.

1. Effizientes Erreichen angemessener Codeabdeckungsgrade. Um sicherzustellen, dass der Code ausreichend getestet wird, sollten Entwickler dem Testen kritischer und komplexer Codepfade und -verwendung Priorität einräumen Code-Coverage-Tools um Bereiche zu identifizieren, die zusätzlicher Tests bedürfen. Die Definition dessen, was als ausreichender Test gilt, kann zur Debatte stehen, aber ein allgemeines und vernünftiges Ziel ist eine Codeabdeckung von 80 %.

Die Herausforderung besteht darin, dass es viel Zeit und Mühe kosten kann, ein hohes Maß an Codeabdeckung zu erreichen, und dass Unit-Tests angesichts von Zeitplänen und dem Druck, neue Funktionen zu entwickeln, oft nachrangig behandelt werden. Der Einsatz eines automatisierten Tools wie Parasoft Jtest kann den Zeitaufwand für die Erstellung und Wartung von Unit-Tests erheblich reduzieren, sodass die Erstellung einer ausreichenden Anzahl von Unit-Tests möglich ist.

2. Durchsetzung guter Entwicklungspraktiken für aktualisierten Code. Es kommt häufig vor, dass Entwicklungsteams die Funktionalität von Anwendungen aktualisieren, für die es nicht genügend Tests gibt. Dies birgt viele Risiken, da Tests als Sicherheitsnetz dienen, um sicherzustellen, dass sich das Anwendungsverhalten nicht unerwartet ändert. Teams können dieses Risiko mindern, indem sie die Abdeckung des geänderten Codes messen. Dabei handelt es sich um eine Berechnung der Menge des geänderten Codes (sowohl neuer Code als auch alter Code, der geändert wurde), der von Tests abgedeckt wird. Durch die Durchsetzung einer ausreichenden modifizierten Abdeckung mit Parasoft Jtest können Entwicklungsteams sicherstellen, dass ihr geänderter Code gut getestet ist, auch wenn dies bei großen Teilen der restlichen Anwendung nicht der Fall ist.
3. Durchführung geeigneter Tests zur Überprüfung von Codeänderungen. Entwickler sollten vorhandene Tests in ihrer IDE ausführen, wenn sie Codeänderungen vornehmen, um sicherzustellen, dass ihre Änderungen die vorhandene Funktionalität nicht beeinträchtigen. Wenn ihre Codebasis jedoch groß ist, verstehen sie möglicherweise nicht, welche Tests ausgeführt werden müssen, und überspringen daher möglicherweise die Ausführung von Tests, bevor sie Code festschreiben.

Darüber hinaus muss der CI/CD-Prozess nach dem Festschreiben des Codes Komponententests ausführen, um die Änderungen zu überprüfen. Wenn es eine große Anzahl von Tests gibt, werden diese möglicherweise nicht so schnell wie gewünscht ausgeführt. Parasoft Jtest identifiziert betroffene Tests, die bei Codeänderungen ausgeführt werden müssen, sowohl im IDE- als auch im CI/CD-Prozess, damit Entwickler einen optimierten Satz von Änderungen identifizieren und ausführen können, die ihre Änderungen überprüfen.

4. Verwendung der richtigen Testarten für den zu testenden Code. Unit-Tests sind nicht immer die optimale Art von Tests, um bestimmte Teile des Codes abzudecken. Unit-Tests sind nur eine Art von Tests und sollten durch andere Teststrategien ergänzt werden, z. B. API-Tests, Funktionstests, UI-Tests, Leistungstests und Sicherheitstests. Der Einsatz von Unit-Tests zusammen mit anderen Teststrategien erfordert die Investition in geeignete Tools und Frameworks. Teams sollten Daten zur Codeabdeckung aus all ihren Testpraktiken sammeln, um sich einen ganzheitlichen Überblick über die Abdeckung aller ihrer Tests zu verschaffen – was es ihnen ermöglicht, ihre Bemühungen zu optimieren, um je nach Code, den sie testen, die am besten geeignete Teststrategie zu verwenden.
5. Testbaren Code schreiben. Testbarer Code ist Code, der leicht durch Unit-Tests getestet und isoliert getestet werden kann, ohne auf externe Abhängigkeiten angewiesen zu sein. Code, der stark von externen Abhängigkeiten oder Zuständen abhängt, kann schwierig zu testen sein, was zu fragilen und unzuverlässigen Tests führt. Um diese Herausforderung zu meistern, können Entwickler darauf abzielen, modularen und lose gekoppelten Code zu schreiben. Frameworks wie Mockito können auch in Tests verwendet werden, um dabei zu helfen, den zu testenden Code von seinen Abhängigkeiten zu isolieren.

Vorteile von Unit-Tests und warum Entwickler immer noch nicht genug tun

Unit-Tests sind iterativ und in agilen Prozessen haben Unit-Tests eine gute Erfolgsbilanz bei der Verbesserung der Projektergebnisse. Es ist erwiesen, dass Tests zu einem früheren Zeitpunkt im Lebenszyklus die beste Möglichkeit sind, teure und zeitaufwändige Fehler auf Systemebene zu erkennen und zu beseitigen. Im Folgenden sind einige wesentliche Vorteile von Unit-Tests aufgeführt.

• Bereitstellung von Agilität für agile Prozesse. Agile Prozesse basieren auf effizienten, wiederholbaren und automatisierten Testsuiten, um sicherzustellen, dass jede Iteration nicht in einem „Big Bang“-Testzyklus stecken bleibt. Der Erfolg von Agile und DevOps hängt maßgeblich davon ab, dass Entwicklungsteams effizient ausführbare Testsuiten erstellen und so viele Funktionen wie möglich testen.
• Verbesserte Qualität und Sicherheit. Softwareteams sind sich darüber im Klaren, dass Tests die einzige Möglichkeit sind, um sicherzustellen, dass die Software die erforderliche Leistung erbringt. Doch oft versäumen Teams es, ausreichend Tests durchzuführen oder führen diese zu spät im Entwicklungslebenszyklus durch. Insbesondere die Sicherheit muss in den frühesten Phasen in eine Anwendung integriert werden, daher müssen Sicherheitstests so früh wie möglich durchgeführt werden.
• Langfristig Kosten senken. Die Behebung von Softwarefehlern, die in veröffentlichter Software gefunden werden, kann erheblich teurer sein als während der Entwicklung. Fehler, die in frühen Codierungsphasen bei Unit-Tests entdeckt werden, lassen sich viel kostengünstiger beheben als solche, die später entdeckt werden. Kurzfristige Investitionen in die Testautomatisierung und Unit-Test-Infrastruktur zahlen sich durch bessere Produktqualität, Sicherheit und pünktliche Lieferung aus.

Leider haben Entwickler ungeachtet dieser Vorteile immer noch Probleme mit Unit-Tests, obwohl sie bessere Ergebnisse erzielen möchten. Zu diesen Schwierigkeiten, die auch durch die obigen Umfrageergebnisse veranschaulicht werden, gehören die folgenden.

• Die Erstellung von Tests ist mit zusätzlichem Aufwand verbunden und oft langwierig. Verständlicherweise stellen Unit-Tests zusätzliche Arbeit dar und werden oft als der am wenigsten wünschenswerte Aspekt der Programmierung angesehen. Die Erstellung einer umfassenden Testsuite bei gleichzeitiger Einhaltung von Projektzielen und -fristen sind zwei konkurrierende Herausforderungen für Entwicklungsteams.
• Die Testwartung ist teuer. Unit-Tests erfordern genau wie Code Wartung. Jede Codeänderung kann zu Änderungen in den zugehörigen Tests führen. Darüber hinaus können Tests, die aufgrund von Änderungen an der Codebasis fehlschlagen, scheinbar nichts miteinander zu tun haben, was zu einer Instabilität der Testsuite führt. Zusätzliche Wartung bedeutet für viele Entwickler doppelte Arbeit.
• Das Verspotten und Isolieren der zu testenden Einheiten ist schwierig und zeitaufwändig. Es ist wichtig, zu testende Einheiten zu isolieren, dies erfordert jedoch das Verspotten von Abhängigkeiten, was ein zeitaufwändiger Prozess sein kann.

Softwareentwicklungsteams müssen diese Probleme bei der Erstellung, Isolation und Wartung von Tests angehen, um die Vorteile umfassender Unit-Tests zu nutzen. Die Lösung liegt in der Automatisierung. Parasoft Jtest bietet mit seinem automatischen Tool zur Unit-Test-Erstellung die notwendige Unterstützung für die Testerstellung und -wartung direkt in der Entwickler-IDE und unter Einbeziehung bestehender Test- und Mocking-Frameworks.

Reduzieren Sie den Aufwand durch automatische Testerstellung

Das Erstellen von Unit-Tests ist mühsam und lenkt die Aufmerksamkeit von den interessanteren Teilen eines Projekts ab. Der Code selbst ist repetitiv und erfordert oft den gleichen Aufwand wie der zu testende Code. Darüber hinaus erfordert der Unit-Test-Code selbst wie jeder Code Korrekturen und Debugging.

Glücklicherweise eignen sich Unit-Tests gut für die Automatisierung. Die automatische Anleitung durch ein Unit-Test-Tool hat seine Vorteile.

• Vereinfacht die Testerstellung erheblich.
• Reduziert den Aufwand für Debugging und Fehlerbehebung.
• Sammelt Ergebnisse und Kennzahlen, um sie in Projektanalysen einzuspeisen.

Über die IDE hinausgehen

Viele IDEs bieten Assistenten zur Erstellung von Unit-Tests, beispielsweise für JUnit, stellen jedoch keinen „Inhalt“ zur Verfügung, um den Prozess abzuschließen. Assertions müssen manuell definiert werden, und bei Verwendung von Mocking-Frameworks ist ein erheblicher manueller Programmieraufwand erforderlich.

Stattdessen bietet Parasoft Jtest kontextbezogene Echtzeitunterstützung in der IDE des Entwicklers. Mit der automatischen Erstellung von Unit-Tests werden die Inhalte, die in einfachen Skelett-Unit-Tests fehlen, schnell und effizient vervollständigt, indem Sie Ihr Unit-Test-Tool nutzen, um Folgendes durchzuführen:

• Erstellen Sie ein Testgerüst, instanziieren Sie Objekte, konfigurieren Sie geeignete Scheinobjekte und -methoden und fügen Sie Behauptungen hinzu.
• Identifizieren Sie Methodenaufrufe, die simuliert werden sollten, um den zu testenden Code besser zu isolieren.
• Erkennen von Systemressourcen, die nach Abschluss des Tests erstellt, aber nicht freigegeben wurden, wodurch möglicherweise eine instabile Testumgebung entsteht.
• Sammeln Sie Codeabdeckung und andere Kennzahlen, um den Zustand des Codes zu bewerten und Abdeckungslücken zu identifizieren.
• Optimieren Sie die Testsuite, indem Sie neu generierte Tests, die keine zusätzliche Abdeckung bieten, automatisch entfernen

Um dies zu verdeutlichen, betrachten wir ein Beispiel. Hier wird der Unit Test Assistant von Parasoft Jtest innerhalb einer IDE verwendet, um eine Testsuite zu erstellen:

Das Tool erstellt mehrere Tests, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie einen separaten Pfad durch die zu testende Methode abdecken. Der generierte Code könnte beispielsweise so aussehen:

Beachten Sie, dass der Test mit simulierten Objekten und realen Werten sowie Aussagen zum Ergebnis der zu testenden Methode und allen Objekten, die sich während der Ausführung geändert haben (in diesem Fall geänderten Feldern im zu testenden Objekt), vorkonfiguriert ist.

Reduzieren Sie die Verspottungskomplexität

Unit-Tests erfordern die Isolation des zu testenden Objekts, was bei vielen Abhängigkeiten einen erheblichen Aufwand bedeutet. Selbst mit Mocking-Frameworks wie Mockito ist noch viel manuelle Programmierung nötig. Mit einem automatisierten Testassistenten lassen sich Abhängigkeiten erkennen und die vom Framework benötigten Details automatisch ausfüllen.

Das Tool selbst analysiert den zu testenden Code, erkennt automatisch Abhängigkeiten und gibt Empfehlungen an den Entwickler.

Angenommen, wir führen einen Komponententest mit dem folgenden Code aus, der die Klasse IWorkspaceClass nachahmt:

Abhängigkeiten werden während der Laufzeit erkannt und das Tool empfiehlt, die gefundenen Abhängigkeiten zu verspotten:

Durch Auswahl von „Mock It“ im Tool wird der erforderliche Mocking-Code mit dem Unit-Test generiert. Sobald dieser Code generiert ist, kann er angepasst werden, um die vom Test benötigte Logik darzustellen. Die automatische Erkennung von Abhängigkeiten und die anschließende Erstellung von Mocking-Code reduziert den manuellen und potenziell fehleranfälligen Programmieraufwand zum Mocking von Objekten erheblich.

Durch Automatisierung reduzierte Wartung der Testsuite

Die Wartung von Testsuiten überschneidet sich mit einem Großteil der für die Testerstellung erforderlichen Arbeit, z. B. dem Erstellen neuer Tests, dem Ändern von Tests, um die zugrunde liegende Logik ordnungsgemäß abzudecken, dem Verspotten von Abhängigkeiten und dem Ausführen von Tests. Die Unterstützung durch den Unit Test Assistant von Parasoft Jtest während der Testwartung ist ebenso wertvoll wie während der Erstellung, da er Laufzeitanalyseergebnisse liefert, die während der Testausführung gesammelt werden. Beispielsweise wird zur Laufzeit eine neue Abhängigkeit in einem zu testenden Objekt erkannt und das Tool fordert den Entwickler auf, wie damit umzugehen ist.

Ebenso wichtig ist in dieser Phase die Sicherstellung, dass die Aussagen weiterhin gültig sind. Der Parasoft Jtest Unit Test Assistant bietet Empfehlungen, mit denen Änderungen im Code erkannt und Zusicherungen aktualisiert werden können, um die neue Geschäftslogik widerzuspiegeln.

Maximierung des Nutzens vorhandener Tools

Java-Entwickler, die bereits Unit-Tests durchführen, verwenden wahrscheinlich JUnit und möglicherweise ein Mock-Framework für ihr Projekt, wie z. B. Mockito. Testautomatisierungstools müssen diese vorhandenen Tools nutzen, da der Ersatz einer bestehenden Investition in Unit-Tests jegliche Kosten- und Zeitvorteile, die sich durch die Verwendung eines automatisierten Tools ergeben, zunichte machen würde. Der Unit Test Assistant von Parasoft Jtest lässt sich nahtlos in diese vorhandenen Tools integrieren, was von entscheidender Bedeutung ist.

Fazit

Unit-Tests haben klare Vorteile. Obwohl dies den meisten Entwicklungsteams bewusst ist, werden viele durch den Aufwand für die Erstellung und Wartung von Tests behindert. Der Einsatz automatisierter Unit-Testing-Technologien wie denen in Parasoft Jtest wird Benutzern dabei helfen, diese Hindernisse zu beseitigen und die alltäglichen Aspekte des Unit-Tests, einschließlich Erstellung, Isolierung, Mocking und Wartung, zu automatisieren. Um die Einführung zu beschleunigen, nutzt Parasoft Jtest die bestehenden Investitionen des Entwicklungsteams in Test- und Mock-Frameworks und gibt dem Entwickler Zeit zurück, während gleichzeitig die Qualität des Produkts wiederhergestellt wird.