16|为什么你的测试不够好?
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你好!我是郑晔。今天是除夕,我在这里给大家拜年了,祝大家在新的一年里,开发越做越顺利!
关于测试,我们前面讲了很多,比如:开发者应该写测试;要写可测的代码;要想做好 TDD,先要做好任务分解,我还带你进行了实战操作,完整地分解了一个任务。
但有一个关于测试的重要话题,我们始终还没聊,那就是测试应该写成什么样。今天我就来说说怎么把测试写好。
你或许会说,这很简单啊,前面不都讲过了吗?不就是用测试框架写代码吗?其实,理论上来说,还真应该就是这么简单,但现实情况却往往相反。我看到过很多团队在测试上出现过各种各样的问题,比如:
- 测试不稳定,这次能过,下次过不了;
- 有时候是一个测试要测的东西很简单,测试周边的依赖很多,搭建环境就需要很长的时间;
- 这个测试要运行,必须等到另外一个测试运行结束;
- ……
如果你也在工作中遇到过类似的问题,那你理解的写测试和我理解的写测试可能不是一回事,那问题出在哪呢?
为什么你的测试不够好呢?
主要是因为这些测试不够简单。只有将复杂的测试拆分成简单的测试,测试才有可能做好。
简单的测试
测试为什么要简单呢?有一个很有趣的逻辑,不知道你想没想过,测试的作用是什么?显然,它是用来保证代码的正确性。随之而来的一个问题是,谁来保证测试的正确性?
许多人第一次面对这个问题,可能会一下子懵住,但脑子里很快便会出现一个答案:测试。但是,你见有人给测试写测试吗?肯定没有。因为一旦这么做,这个问题会随即上升,谁来保证那个测试的正确性呢?你总不能无限递归地给测试写测试吧。
既然无法用写程序的方式保证测试的正确性,我们只有一个办法:**把测试写简单,简单到一目了然,不需要证明它的正确性。**所以,如果你见到哪个测试写得很复杂,它一定不是一个好的测试。
既然说测试应该简单,我们就来看看一个简单的测试应该是什么样子。下面我给出一个简单的例子,你可以看一下。
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这个测试来自我的开源项目 Moco,我稍做了一点调整,便于理解。这个测试很简单,从一个 HTTP 请求中提取出 HTTP 方法。
我把这段代码分成了四段,分别是前置准备、执行、断言和清理,这也是一般测试要具备的四段。
- 这几段的核心是中间的执行部分,它就是测试的目标,但实际上,它往往也是最短小的,一般就是一行代码调用。其他的部分都是围绕它展开的,在这里就是调用 HTTP 方法提取器提取 HTTP 方法。
- 前置准备,就是准备执行部分所需的依赖。比如,一个类所依赖的组件,或是调用方法所需要的参数。在这个测试里面,我们准备了一个 HTTP 请求,设置了它的方法是一个 GET 方法,这里面还用到了之前提到的 Mock 框架,因为完整地设置一个 HTTP 请求很麻烦,而且与这个测试也没什么关系。
- 断言是我们的预期,就是这段代码执行出来怎么算是对的。这里我们判断了提取出来的方法是否是 GET 方法。另外补充一点,断言并不仅仅是 assert,如果你用 Mock 框架的话,用以校验 mock 对象行为的 verify 也是一种断言。
- 清理是一个可能会有的部分,如果你的测试用到任何资源,都可以在这里释放掉。不过,如果你利用好现有的测试基础设施(比如,JUnit 的 Rule),遵循好测试规范的话,很多情况下,这个部分就会省掉了。
怎么样,看着很简单吧,是不是符合我前面所说的不证自明呢?
测试的坏味道
有了对测试结构的了解,我们再来说说常见的测试“坏味道”。
首先是执行部分。不知道你有没有注意到,前面我提到执行部分时用了一个说法,一行代码调用。是的,第一个“坏味道”就来自这里。
很多人总想在一个测试里做很多的事情,比如,出现了几个不同方法的调用。请问,你的代码到底是在测试谁呢?
这个测试一旦出错,就需要把所有相关的几个方法都查看一遍,这无疑是增加了工作的复杂度。
也许你会问,那我有好几个方法要测试,该怎么办呢?很简单,多写几个测试就好了。
另一个典型“坏味道”的高发区是在断言上,请记住,**测试一定要有断言。**没有断言的测试,是没有意义的,就像你说自己是世界冠军,总得比个赛吧!
我见过不少人写了不少测试,但测试运行几乎从来就不会错。出于好奇,我打开代码一看,没有断言。
没有断言当然就不会错了,写测试的同事还很委屈地说,测试不好写,而且,他已经验证了这段代码是对的。就像我前面讲过的,测试不好写,往往是设计的问题,应该调整的是设计,而不是在测试这里做妥协。
还有一种常见的“坏味道”:复杂。最典型的场景是,当你看到测试代码里出现各种判断和循环语句,基本上这个测试就有问题了。
举个例子,测试一个函数,你的断言写在一堆 if 语句中,美其名曰,根据条件执行。还是前面提到的那个观点,你怎么保证这个测试函数写的是对的?除非你用调试的手段,否则,你都无法判断你的条件分支是否执行到了。
你或许会疑问,我有一大堆不同的数据要测,不用循环不用判断,我怎么办呢?你真正应该做的是,多写几个测试,每个测试覆盖一种场景。
一段旅程(A-TRIP)
怎么样的测试算是好的测试呢?有人做了一个总结 A-TRIP,这是五个单词的缩写,分别是
- Automatic,自动化;
- Thorough,全面的;
- Repeatable,可重复的;
- Independent,独立的;
- Professional,专业的。
下面,我们看看这几个单词分别代表什么意思。
**Automatic,自动化。**有了前面关于自动化测试的铺垫,这可能最好理解,就是把测试尽可能交给机器执行,人工参与的部分越少越好。
这也是我们在前面说,测试一定要有断言的原因,因为一个测试只有在有断言的情况下,机器才能自动地判断测试是否成功。
**Thorough,全面,应该尽可能用测试覆盖各种场景。**理解这一点有两个角度。一个是在写代码之前,要考虑各种场景:正常的、异常的、各种边界条件;另一个角度是,写完代码之后,我们要看测试是否覆盖了所有的代码和所有的分支,这就是各种测试覆盖率工具发挥作用的场景了。
当然,你想做到全面,并非易事,如果你的团队在补测试,一种办法是让测试覆盖率逐步提升。
**Repeatable,可重复的。**这里面有两个角度:某一个测试反复运行,结果应该是一样的,这说的是,每一个测试本身都不应该依赖于任何不在控制之下的环境。如果有,怎么办,想办法。
比如,如果有外部的依赖,就可以采用模拟服务的手段,我的 Moco 就是为了解决外部依赖而生的,它可以模拟外部的 HTTP 服务,让测试变得可控。
有的测试会依赖数据库,那就在执行完测试之后,将数据库环境恢复,像 Spring 的测试框架就提供了测试数据库回滚的能力。如果你的测试反复运行,不能产生相同的结果,要么是代码有问题,要么是测试有问题。
理解可重复性,还有一个角度,一堆测试反复运行,结果应该是一样的。这说明测试和测试之间没有任何依赖,这也是我们接下来要说的测试的另外一个特点。
**Independent,独立的。**测试和测试之间不应该有任何依赖,什么叫有依赖?比如,如果测试依赖于外部数据库或是第三方服务,测试 A 在运行时在数据库里写了一些值,测试 B 要用到数据库里的这些值,测试 B 必须在测试 A 之后运行,这就叫有依赖。
我们不能假设测试是按照编写顺序运行的。比如,有时为了加快测试运行速度,我们会将测试并行起来,在这种情况下,顺序是完全无法保证的。如果测试之间有依赖,就有可能出现各种问题。
减少外部依赖可以用 mock,实在要依赖,每个测试自己负责前置准备和后续清理。如果多个测试都有同样的准备和清理呢?那不就是 setup 和 teardown 发挥作用的地方吗?测试基础设施早就为我们做好了准备。
**Professional,专业的。**这一点是很多人观念中缺失的,测试代码,也是代码,也要按照代码的标准去维护。这就意味着你的测试代码也要写得清晰,比如:良好的命名,把函数写小,要重构,甚至要抽象出测试的基础库,在 Web 测试中常见的 PageObject 模式,就是这种理念的延伸。
看了这点,你或许会想,你说的东西有点道理,但我的代码那么复杂,测试路径非常多,我怎么能够让自己的测试做到满足这些要求呢?
我必须强调一个之前讲测试驱动开发强调过的观点:**编写可测试的代码。**很多人写不好测试,或者觉得测试难写,关键就在于,你始终是站在写代码的视角,而不是写测试的视角。如果你都不重视测试,不给测试留好空间,测试怎么能做好呢?
总结时刻
测试是一个说起来很简单,但很不容易写好的东西。在实际工作中,很多人都会遇到关于测试的各种各样问题。之所以出现问题,主要是因为这些测试写得太复杂了。测试一旦复杂了,我们就很难保证测试的正确性,何谈用测试保证代码的正确性。
我给你讲了测试的基本结构:前置准备、执行、断言和清理,还介绍了一些常见的测试“坏味道”:做了太多事的测试,没有断言的测试,还有一种看一眼就知道有问题的“坏味道”,测试里有判断语句。
怎么衡量测试是否做好了呢?有一个标准:A-TRIP,这是五个单词的缩写,分别是 Automatic(自动化)、Thorough(全面)、Repeatable(可重复的)、Independent(独立的)和 Professional(专业的)。
如果今天的内容你只能记住一件事,那请记住:要想写好测试,就要写简单的测试。
最后,我想请你分享一下,经过最近持续对测试的讲解,你对测试有了哪些与之前不同的理解呢?欢迎在留言区写下你的想法。
感谢阅读,如果你觉得这篇文章对你有帮助的话,也欢迎把它分享给你的朋友。
文章作者 anonymous
上次更新 2024-01-10