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Was ist Unit Testing?

Unit-Tests sind die Praxis, kleine, schnell ablaufende Tests für einzelne Softwarekomponenten zu erstellen, um die Codefunktionalität und die Einhaltung von Sicherheitsstandards zu überprüfen. Unit-Tests sollten kontinuierlich mit jedem Build ausgeführt werden, um schnelles Feedback zu Codeänderungen zu liefern.

Warum ist Unit Testing wichtig beim Softwaretesten?

Ist es eine Testmethode oder Testtechnik?

Unit Testing ist mehr als nur eine Testtechnik. Es ist eine Testmethode zum Üben einzelner Einheiten des Quellcodes, die eine hervorragende Möglichkeit bietet, das korrekte Softwareverhalten zu demonstrieren.

Komponententests sind wichtig, weil sie Regressionen in der frühesten Phase der Softwareentwicklung identifizieren, wo sie am billigsten und am wenigsten belastend zu beheben sind. Unit-Tests sind klein und jeder Testfall testet einen kleinen Codebereich, wodurch das Problem einfach und schnell identifiziert werden kann, wenn der Test fehlschlägt.

Komponententests verwenden Mocking und Stubbing, um sich von externen Abhängigkeiten zu isolieren, was bedeutet, dass sie einfach und schnell auszuführen sind und dem Team schnell Feedback liefern. Darüber hinaus lässt sich die Ausführung von Einheitentests in einem CI-Build leicht vollständig automatisieren.

Es gibt auch weniger offensichtliche Vorteile einer Unit-Testing-Praxis. Entwickler, die während des Schreibens von Code proaktiv Unit-Tests durchführen, geben sich selbst die Perspektive, den von ihnen geschriebenen Code durch eine andere Linse zu betrachten. Im Wesentlichen kann der Akt des Komponententests wie eine zusätzliche Codeüberprüfung sein, um sicherzustellen, dass der Code beim ersten Mal korrekt und robust geschrieben wurde.

Unit-Tests richtig durchführen: Top-Tipps für Java-Entwickler >> 

Entwickler, die darüber nachdenken, wie die Schnittstelle zu ihrem Code von anderen Komponenten verwendet wird, und dann Unit-Tests für diese Szenarien schreiben, übersehen mit geringerer Wahrscheinlichkeit unglückliche Pfade, die in späteren Phasen des Softwaretestens oder schlimmer noch in der Produktion aufgedeckt werden könnten.

Eine bekannte Studie von Capers Jones über die Ökonomie der Softwarequalität zeigt, je früher ein Fehler im Entwicklungszyklus gefunden wird, desto billiger ist es, ihn zu beheben, was in scharfem Kontrast zu exponentiell steigenden Kosten steht, um Fehler später im Zyklus zu finden.

Infolgedessen gibt es einen ROI für die Investition in eine robuste Regressionssuite von Einheitentests. Der ROI von Unit-Tests zeigt sich auch in der reduzierten Nacharbeit, die durch die korrekte Implementierung von Anforderungen beim ersten Mal entsteht.

Unit-Test-Automatisierung

Automatisierte Unit-Testing-Lösungen werden in der Softwareentwicklung eingesetzt, um Codesicherheit, Sicherheit und Zuverlässigkeit effizient zu gewährleisten. Durch schnelles Erstellen und automatisches Generieren robuster Unit-Testfälle können Sie die Codequalität durch die Ausführung von Testfällen in jeder plattformübergreifenden, Host-, virtuellen oder Hardware-Zielumgebung sicherstellen.

Zu den Unit-Testing-Funktionen gehören:

  • KI-infundierte Unit-Test-Generierung
  • Multimetrische Codeabdeckungsanalyse (Anweisung, Linie, Verzweigung, Block, Aufruf, Entscheidung, einzelne Bedingung und MC/DC)
  • Ein leistungsstarkes Stub- und Mock-Framework
  • Automatisierte plattformübergreifende Ausführung

Unit Testing ist ein integraler Bestandteil der Softwareentwicklung. Automatisierte Testwerkzeuge, wie sie beim Systemtest verwendet werden, sind sehr nützlich für Entwickler und alle, die Code ausführen.

In Embedded-Entwicklungsumgebungen, in denen Hardware- und Softwaresysteme synchron arbeiten und strenge funktionale Sicherheitsstandards erfüllen müssen, ist Unit-Testing äußerst nützlich.

Das automatisierte Unit-Testing-Framework liefert schnell robuste Regressionstest-Suites. Dies ist später im Lebenszyklus entscheidend, wenn Software-Updates, Patches oder neue Anforderungen implementiert werden.

Durch die Optimierung von Einheiten- und Regressionstests mit Automatisierung sparen Teams Zeit und erreichen eine bessere Abdeckung.

Optimieren Sie Unit- und Regressionstests für eingebettete Systeme >>

Die Vorteile von Unit-Tests

Isolieren Sie den zu testenden Code

Isolieren Sie die zu testende Einheit mit einem automatisierten Stubbing- oder Mocking-Framework, um den Testumfang klein und auf die zu testende Einheit ausgerichtet zu halten. Zu den Vorteilen gehören 1) Einfacherer Testcode, der einfacher zu erstellen, zu warten, zu verstehen und zu debuggen ist. 2) Führen Sie Testfälle einfacher und schneller aus. 3) Ermutigt Entwickler, über logische Pfade durch den Code und das erwartete Verhalten nachzudenken.

Schnelles Feedback durch kontinuierliche Integration

Die automatisierte Ausführung von Unit-Tests in CI-Builds stellt sicher, dass Entwickler schnelles Feedback zu Codeänderungen erhalten, die sich möglicherweise auf die Zuverlässigkeit und Funktionalität der Anwendung auswirken. Die Testauswirkungsanalyse ist ein Beschleuniger, der die Codeabdeckung nutzt, um die optimale Suite von Testfällen effizient auszuführen, die Codeänderungen vor dem Festschreiben oder Zusammenführen verifizieren.

Automatisieren Sie die Einhaltung sicherheitskritischer Anwendungen

Verbringen Sie weniger Zeit mit der Erfüllung von Branchenanforderungen mit der Automatisierung von Komponententests für sicheren, sicheren und zuverlässigen Code. Suchen Sie nach TÜV SÜD-zertifizierten Lösungen für die Automobilnormen ISO 26262, Bahnnormen EN 50128 und funktionale Sicherheit IEC 61508 für alle ASIL- und SIL-Stufen. Auch Tool Qualification Kits für DO-178B/C sind gut zu finden.

Erzielen Sie eine 100 %ige Abdeckung des Strukturcodes

Unit-Test-Tools helfen Teams, die Unternehmens- und eingebettete Anwendungen entwickeln, indem sie Code gründlich testen und Testdurchläufe und Codeabdeckungsziele erreichen. Für sicherheitskritische Entwicklungen berücksichtigen Unit-Test-Tools alle Coverage-Typen von Anweisung und Verzweigung bis hin zu MC/DC und Objektcode.

Automatisierte Generierung von Unit-Testfällen

Das Erreichen eines robusten Sicherheitsnetzes mit hoher Codeabdeckung durch manuelles Erstellen von Unit-Tests ist ein langer, langwieriger Prozess. Die Testautomatisierung hilft dabei, den Stachel aus der Erstellung so vieler Komponententests zu nehmen, bei denen Entwickler ihre Aufmerksamkeit auf das Testen von komplexem Code und das Auffüllen von Lücken in der Codeabdeckung richten können.

KI-infundierte Unit-Tests helfen dem gesamten Team

Mit automatisierter KI-Unterstützung sind Best Practices für Unit-Tests für das gesamte Team besser zugänglich. Es gibt unerfahrenen Unit-Testern ein besseres Verständnis dafür, wie man gute Unit-Tests schreibt. Es hilft erfahrenen Unit-Testern, Zeit und Mühe zu sparen, indem es aussagekräftige Tests erstellt und gültige Assertionen bereitstellt, die die wahre Funktionalität des Codes testen.

Parasoft Unit Testing Tools für Entwicklungsumgebungen

Geben Sie Ihren Softwareentwicklern die richtigen Testwerkzeuge, um die Produktivität zu steigern und die Markteinführung zu beschleunigen. Die Produktsuite von Parasoft für Komponententests ist für die Programmiersprachen Java und C/C++ verfügbar. Wenn Sie ein Parasoft-Tool implementieren, können Sie sicher sein, dass Ihr neuer Code wie erwartet funktioniert, ohne die vorhandene Funktionalität negativ zu beeinflussen.

Best Practices für Unit-Tests

Erzielen Sie den besten ROI aus Ihren Komponententests mit bewährten Methoden zum Testen von Code. Programmierer, egal ob Anfänger oder erfahrene Entwickler, können diese Best Practices problemlos in datengesteuerte Tests integrieren, um die Fähigkeiten für testbaren Produktionscode zu verbessern.

Unternehmensführung

Implementieren Sie eine proaktive Unit-Testing-Praxis, um den Erfolg Ihrer Projekte voranzutreiben. Stellen Sie Ihrem Team konkrete Richtlinien zur Verfügung, um den Prozess skalierbar und nachhaltig zu gestalten. Einige vernünftige Richtlinien:

  • Alle Unit-Test-Fehler müssen zeitnah überprüft werden.
  • Alle Komponententests müssen Behauptungen enthalten.
  • Der gesamte neu geschriebene Code muss mit hoher Codeabdeckung gut getestet werden, zum Beispiel beträgt die interne Richtlinie von Parasoft >80 %.
  • Unzuverlässige Unit-Tests müssen entweder stabilisiert oder zeitnah beschnitten werden.

Ausführen

Führen Sie einen täglichen, stündlichen oder kontinuierlichen Integrationsbereitstellungsprozess mit Automatisierung für Einheiten- und Regressionstests durch. Bieten Sie jedem Teammitglied Überprüfungszugriff auf Testfehler, Testdurchläufe und Codeabdeckungsberichte. Stellen Sie Teams Analysen zur Verfügung, die messen, wie viel Sprint-modifizierter/Release-modifizierter Code in der Codebasis abgedeckt wurde, damit sie iterativ erreichbare Meilensteine ​​haben.

Schreiben

Beim Schreiben von Komponententests ist es wichtig, Anwendungscode gleichzeitig zu entwickeln, da beides Hand in Hand geht. Während die strikte Einhaltung der testgetriebenen Entwicklung (TDD) aufgrund der Rigidität des Schreibens von Tests vor dem Code ungewöhnlich ist, sollten Entwickler sich bemühen, Testcode zu erstellen, während sie an Funktionen und Fehlerbehebungen arbeiten. Dies stellt sicher, dass Logik und Grenzfälle im Moment sorgfältig berücksichtigt werden und nicht erst im Nachhinein.

Null-Toleranz-Politik

Richten Sie eine Null-Toleranz-Richtlinie für nicht überprüfte Testfehler ein. Testfehler können auf Probleme mit dem Test oder echte Regressionen in der Anwendung hinweisen. In jedem Fall sollten sie sofort angegangen werden. Das Verweilen fehlgeschlagener Tests verwässert den Wert von Komponententests und kann dazu führen, dass echte Probleme im Rauschen untergehen.

Refactoring

Refaktorieren Sie die Tests nach Bedarf, wenn sich der Code ändert. Es ist wichtig, Tests aufrechtzuerhalten, insbesondere wenn sie fehlschlagen. Tests verlieren an Wert, wenn sie nicht aktualisiert werden, wenn sich die Anwendung ändert. Jeder Testfehler kostet Zeit und Geld, um ihn zu untersuchen.

Wie starte ich mit Unit-Tests?

Das Schreiben aussagekräftiger Unit-Tests ist eine Fähigkeit. Für Teams, die neu im Unit-Testing sind, und für erfahrene Teams, die mit den Kosten für die Aufrechterhaltung einer hohen Codeabdeckung zu kämpfen haben, besteht der beste Einstieg darin, automatisierte Unit-Tests in Ihr Unternehmen zu integrieren. Automatisierte Einheiten- und Regressionstests reduzieren den Aufwand für die Testerstellung, -wartung und -ausführung erheblich.

Die Beobachtung, wie die KI Stubs und Mocks konfiguriert, um die zu testende Einheit zu isolieren oder sicherzustellen, dass Behauptungen für das erwartete Verhalten vorhanden sind, hilft Teams dabei, aussagekräftige Einheitentests zu erstellen, die schnell ausgeführt werden, und das Sicherheitsnetz für Codeänderungen bereitzustellen, nach dem sie suchen.

Legen Sie als Nächstes eine Baseline für die Codeabdeckung für Ihre Codebasis fest. Die Codeabdeckung misst, wie viel des Codes von Ihren Komponententests ausgeführt wird.

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Beispiel

Screenshot eines Parasoft C/C++-Testtestfalls, der die Linienabdeckung zeigt.

Das Sammeln und Analysieren von Metriken zur Codeabdeckung ist ein wichtiger Aspekt bei der Bereitstellung von Softwarequalität. Sobald Ihre grundlegende Codeabdeckung bekannt ist, können Geschäftsrisiken durch ungetestete Funktionen bewertet werden, damit Sie sie durch zusätzliche Tests mindern können.

Bei Legacy-Code-Projekten mit unzureichender Codeabdeckung ist es wichtig, die Entwicklungsgeschwindigkeit mit der Risikominderung in Einklang zu bringen. Immerhin handelt es sich um aktive Projekte, die derzeit in Produktion sind.

Hier ist es wichtig, die allgemeine Codeabdeckung und die Analyse der modifizierten Codeabdeckung zu messen. Die modifizierte Abdeckung gibt an, wie viel Code von Ihren Komponententests zwischen einem Baseline-Build und einem Ziel-Build abgedeckt wurde. Dies hilft Ihnen, sich darauf zu konzentrieren, sicherzustellen, dass neu geschriebener oder geänderter Code eine hohe Codeabdeckung aufweist, wodurch Sie einen erreichbaren Meilenstein in jedem Sprint erhalten. Modifizierte Abdeckungsanalysen ermöglichen es agilen Testteams, die Codeabdeckung im Prozess effektiv zu nutzen

Warum Parasoft?

Die Unit-Testing-Lösungen von Parasoft automatisieren die Testausführung und Datenerfassung. Unsere Lösungen erstellen automatisch Unit-Tests, um bei der Testerstellung Zeit und Energie zu sparen. Die Technologie richtet das Unit-Test-Framework ein. Es instanziiert Objekte und konfiguriert Mocks für geeignete Objekte und Methodenaufrufe, die von der getesteten Methode verwendet werden.

Mit Parasoft ist die alltägliche Arbeit für Entwickler bereits erledigt. Wir bieten nicht nur Assistenten zum Erstellen von Komponententests, sondern auch Inhalte, um den Prozess abzuschließen. Das unterscheidet unsere Lösungen von anderen.

Zusicherungen werden typischerweise manuell implementiert. Wenn Mocking Frameworks verwendet werden, ist eine erhebliche Menge an manueller Codierung erforderlich. Mit Parasoft wird eine kontextbezogene Hilfe in Echtzeit in der IDE des Entwicklers bereitgestellt. Die automatische Unit-Test-Erstellung vervollständigt schnell und effizient den fehlenden Inhalt von Skelett-Unit-Tests, um Mocks, Stubs und Assertions einzuschließen.

Holen Sie das Beste aus Ihrem Unit-Test-Tool heraus.

  • Erstellen Sie Test-Frameworks, instanziieren Sie Objekte und konfigurieren Sie geeignete Mock-Objekte und -Methoden.
  • Führen Sie eine Laufzeitanalyse der Testausführung durch, um Objektwerte hervorzuheben, die sich während des Tests geändert haben, und empfehlen Sie Zusicherungen zur Überprüfung dieser Werte.
  • Identifizieren Sie Methodenaufrufe, die verspottet werden sollten, um den Testcode besser zu isolieren.
  • Erkennen von Systemressourcen, die nach Abschluss des Tests erstellt, aber nicht freigegeben wurden, wodurch möglicherweise eine instabile Testumgebung entsteht.
  • Erfassen Sie die Codeabdeckung und andere Metriken.

Häufig gestellte Fragen

Entwickler und Softwaretester können Unit-Tests manuell durchführen, indem sie Unit-Testfälle schreiben, die den Code in der Entwicklung testen, um sicherzustellen, dass das Verhalten auf niedrigerer Ebene wie erwartet ist. Es löscht auch alle Fehler aus der Regression und stellt sicher, dass der Code robust genug ist, um unerwartete Szenarien zu bewältigen.

Komponententests können auch durch Testwerkzeuge automatisiert werden, die ein Testframework verwenden, um Testfälle zu entwickeln und zu warten.

Das Ausführen von Unit-Tests ist die isolierte Ausführung von Codeteilen, die allgemein als Funktionen, Prozeduren oder Methoden bezeichnet werden, um sicherzustellen, dass diese Units robust, fehlerfrei und wie vorgesehen funktionieren.

Die Einheiten können Eingabewerte und erwartete Ausgabewerte aufweisen, wobei das Testen mit einem Bereich von minimalen, mittleren und maximalen Eingabewerten und Werten außerhalb der Grenzen, einschließlich nicht initialisierter Zeiger und anderer Formen, dazu beiträgt, sichere und zuverlässige Codeeinheiten zu erzeugen.

Jede Code-, Funktions- oder Prozedureinheit erfüllt beispielsweise eine funktionale Anforderung oder trägt dazu bei, diese zu erfüllen. Unit-Tests validieren die Anforderung durch die Ausführung, stellen aber auch sicher, dass die Unit von hoher Qualität und fehlerfrei ist.

Unit-Tests, die früh im Entwicklungsprozess durchgeführt werden, bieten Vorteile wie das frühzeitige Finden und Beheben von Fehlern und anderen Problemen. Es ist einfacher und kostengünstiger, diese Probleme frühzeitig oder vor der Markteinführung der Software zu beheben.

Anwendungstests erfordern mehr als nur Unit-Tests. Unit-Tests werden von einigen auch als White-Box-Tests bezeichnet, da der Entwickler auf die Einsicht in die Details des Quellcodes angewiesen ist. Eine andere Art des Testens ist das Black-Box-Testen, bei dem sich der Entwickler nur um die funktionalen Ergebnisse kümmert, aber nicht um die interne Funktionsweise des Codes, der Schnittstelle oder der API, was im Gegensatz zum White-Box-Testen steht. Black-Box-Tests können auch als Integrationstests, Systemtests oder End-to-End-Tests bezeichnet werden und werden von den Software-Qualitätssicherungstestern durchgeführt. Es wird als Akzeptanztest bezeichnet, wenn Sie testen, um sicherzustellen, dass Ihre Kundenanforderungen erfüllt werden.