Quá trình kiểm thử đơn vị là gì?
Kiểm thử đơn vị là quá trình kiểm thử đơn vị chức năng nhỏ nhất của mã. Kiểm thử phần mềm giúp đảm bảo chất lượng mã và là một phần không thể thiếu trong phát triển phần mềm. Đây là phương pháp hay nhất trong phát triển phần mềm để viết phần mềm dưới dạng các đơn vị chức năng nhỏ, sau đó viết kiểm thử đơn vị cho mỗi đơn vị mã. Đầu tiên, bạn có thể viết các kiểm thử đơn vị dưới dạng mã. Sau đó, tự động chạy mã kiểm thử đó mỗi khi bạn thực hiện thay đổi trong mã phần mềm. Bằng cách này, nếu kiểm thử thất bại, bạn có thể nhanh chóng tách riêng khu vực mã có lỗi hoặc sai sót. Kiểm thử đơn vị thực thi các mô hình tư duy mô-đun và cải thiện phạm vi cũng như chất lượng kiểm thử. Kiểm thử đơn vị tự động giúp đảm bảo rằng bạn hoặc nhà phát triển của bạn có nhiều thời gian tập trung vào viết mã hơn.
Kiểm thử đơn vị là gì?
Kiểm thử đơn vị là một khối mã xác minh tính chính xác của một khối mã ứng dụng cô lập nhỏ hơn, thường là một hàm hoặc phương thức. Kiểm thử đơn vị được thiết kế để kiểm tra xem khối mã có chạy như mong đợi theo logic lý thuyết của nhà phát triển tạo ra nó hay không. Kiểm thử đơn vị chỉ có khả năng tương tác với khối mã thông qua đầu vào và đầu ra được khẳng định (đúng hoặc sai) đã ghi lại.
Một khối mã duy nhất cũng có thể có một tập hợp các kiểm thử đơn vị, được gọi là các trường hợp kiểm thử. Một tập hợp hoàn chỉnh các trường hợp kiểm thử bao gồm đầy đủ hành vi mong đợi của khối mã, nhưng không phải lúc nào cũng cần xác định tập hợp đầy đủ các trường hợp kiểm thử.
Khi các phần khác của hệ thống chạy theo yêu cầu của một khối mã, bạn không thể sử dụng kiểm thử đơn vị với dữ liệu bên ngoài đó. Kiểm thử đơn vị cần chạy cô lập. Trong một số trường hợp, chức năng của mã có thể cần sử dụng dữ liệu hệ thống khác, như cơ sở dữ liệu, đối tượng hoặc giao tiếp mạng. Trong những trường hợp như vậy, bạn nên sử dụng giả lập dữ liệu thay cho dữ liệu thực tế. Việc viết các kiểm thử đơn vị cho các khối mã nhỏ và đơn giản về mặt logic sẽ dễ dàng nhất.
Chiến lược kiểm thử đơn vị
Để tạo kiểm thử đơn vị, bạn có thể làm theo một số kỹ thuật cơ bản để đảm bảo bao gồm tất cả các trường hợp kiểm thử.
Kiểm tra logic
Hệ thống có thực hiện các phép tính đúng và tuân theo đúng đường dẫn thông qua mã có đầu vào chính xác, như mong đợi không? Tất cả các đường dẫn thông qua mã có bao gồm các đầu vào đã cho không?
Kiểm tra ranh giới
Đối với các đầu vào đã cho, hệ thống phản hồi như thế nào? Hệ thống phản hồi như thế nào với các đầu vào điển hình, trường hợp biên hoặc đầu vào không hợp lệ?
Giả sử bạn mong đợi một đầu vào số nguyên từ 3 đến 7. Hệ thống phản hồi như thế nào khi bạn nhập 5 (đầu vào điển hình), 3 (trường hợp biên) hoặc 9 (đầu vào không hợp lệ)?
Xử lý lỗi
Khi có lỗi ở đầu vào, hệ thống phản hồi như thế nào? Người dùng có được nhắc nhập đầu vào khác không? Phần mềm có gặp sự cố không?
Kiểm tra theo hướng đối tượng
Nếu trạng thái của bất kỳ đối tượng lâu dài nào bị thay đổi sau khi chạy mã, đối tượng có được cập nhật đúng cách không?
Ví dụ về kiểm thử đơn vị
Dưới đây là một ví dụ về một phương pháp rất cơ bản trong Python và một số trường hợp kiểm thử với mã kiểm thử đơn vị tương ứng.
Phương pháp Python
def add_two_numbers(x, y):
return x + y
Kiểm thử đơn vị tương ứng
def test_add_positives():
result = add_two_numbers(5, 40)
assert result == 45
def test_add_negatives():
result = add_two_numbers(-4, -50)
assert result == -54
def test_add_mixed():
result = add_two_numbers(5, -5)
assert result == 0
Kiểm thử đơn vị mang lại những lợi ích gì?
Kiểm thử đơn vị mang lại lợi ích cho các dự án phát triển phần mềm theo nhiều cách.
Phát hiện lỗi hiệu quả
Nếu có bất kỳ lỗi đầu vào, đầu ra hoặc lỗi về mặt logic nào trong một khối mã, kiểm thử đơn vị sẽ giúp bạn phát hiện chúng trước khi lỗi xảy ra trong quá trình đưa vào sản xuất. Khi mã thay đổi, bạn vẫn chạy tập hợp các kiểm thử đơn vị trước đó – cùng với các kiểm thử khác như kiểm thử tích hợp – và mong đợi cho ra kết quả tương tự. Nếu các kiểm thử thất bại (còn được gọi là kiểm thử hỏng), điều này chỉ ra rằng có lỗi kiểm thử hồi quy.
Kiểm thử đơn vị cũng giúp tìm lỗi nhanh hơn trong mã. Các nhà phát triển của bạn sẽ không mất nhiều thời gian cho các hoạt động gỡ lỗi. Họ có thể nhanh chóng xác định chính xác phần mã có lỗi.
Tài liệu
Ghi lại mã là một việc quan trọng để biết chính xác mã đó được thiết kế với chức năng gì. Điều đó nói lên rằng, các kiểm thử đơn vị cũng hoạt động như một hình thức ghi lại.
Các nhà phát triển khác đọc các kiểm thử để xem những hành vi dự kiến mà mã sẽ thể hiện khi chạy. Họ sử dụng thông tin để sửa đổi hoặc tái cấu trúc mã. Tái cấu trúc mã làm cho mã trở nên hiệu quả hơn và gọn gàng hơn. Bạn có thể chạy kiểm thử đơn vị một lần nữa để kiểm tra xem mã đó có hoạt động như mong đợi sau khi thay đổi không.
Các nhà phát triển sử dụng kiểm thử đơn vị như thế nào?
Các nhà phát triển sử dụng kiểm thử đơn vị ở các giai đoạn khác nhau trong vòng đời phát triển phần mềm.
Phát triển theo định hướng kiểm thử
Phát triển theo định hướng kiểm thử (TDD) là khi các nhà phát triển xây dựng các kiểm thử để kiểm tra các yêu cầu về mặt chức năng của một phần trong phần mềm trước khi xây dựng mã đầy đủ. Bằng cách viết kiểm thử trước, có thể xác minh mã theo các yêu cầu ngay lập tức sau khi hoàn thành việc viết mã và chạy kiểm thử.
Sau khi hoàn thành một khối mã
Khi một khối mã được coi là hoàn thành, bạn nên phát triển các kiểm thử đơn vị nếu chưa có, nhờ vào việc áp dụng TDD. Sau đó, bạn có thể chạy các kiểm thử đơn vị ngay lập tức để xác minh kết quả. Các kiểm thử đơn vị cũng được chạy như một phần của bộ kiểm thử phần mềm khác đầy đủ trong quá trình kiểm thử hệ thống. Kiểm thử đơn vị thường là tập hợp các kiểm thử đầu tiên, chạy trong quá trình kiểm thử phần mềm hệ thống đầy đủ.
Độ hiệu quả của DevOps
Một trong những hoạt động cốt lõi trong việc áp dụng DevOps vào biện pháp thực hành phát triển phần mềm là tích hợp liên tục và phân phối liên tục (CI/CD). Bất kỳ thay đổi nào đối với mã sẽ được tự động tích hợp vào cơ sở mã rộng hơn, chạy thông qua kiểm thử tự động và sau đó được triển khai nếu vượt qua các kiểm thử đó.
Các kiểm thử đơn vị tạo thành một phần của bộ kiểm thử bên cạnh kiểm thử tích hợp. Kiểm thử đơn vị chạy tự động trong quy trình CI/CD để đảm bảo chất lượng mã khi mã được nâng cấp và thay đổi theo thời gian.
Khi nào kiểm thử đơn vị mang lại ít lợi ích hơn?
Kiểm thử đơn vị không phải lúc nào cũng cần thiết cho mọi trường hợp kiểm thử trong mọi khối mã của mọi dự án. Dưới đây là một số ví dụ về thời điểm có thể bỏ qua kiểm thử đơn vị.
Khi thời gian bị hạn chế
Ngay cả khi sử dụng các khung kiểm thử đơn vị tạo sinh, việc viết kiểm thử đơn vị mới cũng khiến các nhà phát triển của bạn tốn một lượng thời gian đáng kể. Mặc dù việc tạo ra các kiểm thử đơn vị dựa trên đầu vào và đầu ra khá dễ dàng, nhưng việc kiểm tra dựa trên logic lại khó khăn hơn.
Khi các nhà phát triển của bạn bắt đầu viết kiểm thử, họ cũng thấy các cơ hội tái cấu trúc trong khối mã và các cơ hội đó làm phân tâm. Điều này có thể dẫn đến thời gian phát triển bị kéo dài và các vấn đề ngân sách.
Ứng dụng UI/UX
Khi hệ thống chính quan tâm đến giao diện hơn logic, có thể sẽ không cần chạy nhiều kiểm thử đơn vị. Trong những trường hợp này, các loại kiểm thử khác, như kiểm thử thủ công, là chiến lược tốt hơn so với kiểm thử đơn vị.
Cơ sở mã cũ
Việc viết kiểm thử cho mã cũ hiện có được chứng minh là gần như không thể, tùy thuộc vào kiểu mã được viết. Bởi vì các kiểm thử đơn vị yêu cầu dữ liệu giả, việc viết kiểm thử đơn vị cho các hệ thống có độ kết nối cao và có nhiều quá trình phân tích cú pháp dữ liệu cũng mất quá nhiều thời gian.
Yêu cầu không ngừng biến hóa nhanh chóng
Tùy thuộc vào dự án, phần mềm có thể phát triển, thay đổi định hướng hoặc loại bỏ hoàn toàn các bộ phận trong bất kỳ sprint công việc nào. Nếu các yêu cầu có khả năng thay đổi thường xuyên, việc viết các kiểm thử đơn vị mỗi khi một khối mã được phát triển là không thực sự thỏa đáng.
Các phương pháp tốt nhất khi thực hiện kiểm thử đơn vị là gì?
Chúng tôi cung cấp một số phương pháp tốt nhất về kiểm thử đơn vị để bạn tận dụng tối đa quy trình của mình.
Sử dụng khung kiểm thử đơn vị
Việc viết các kiểm thử đơn vị rõ ràng và có khả năng tùy chỉnh hoàn toàn cho mỗi khối mã khá mất thời gian. Các khung kiểm thử tự động có sẵn cho mọi ngôn ngữ lập trình phổ biến.
Ví dụ: ngôn ngữ Python có pytest và unittest là hai khung khác nhau để kiểm thử đơn vị. Khung kiểm thử được sử dụng rộng rãi trong các dự án phát triển phần mềm ở mọi quy mô.
Tự động hóa kiểm thử đơn vị
Kiểm thử đơn vị nên được kích hoạt ở các sự kiện khác nhau trong quá trình phát triển phần mềm. Ví dụ: bạn có thể sử dụng kiểm thử đơn vị trước khi đẩy các thay đổi vào một nhánh bằng phần mềm kiểm soát phiên bản hoặc trước khi triển khai bản cập nhật phần mềm.
Kiểm thử đơn vị cũng có thể chạy trên một dự án hoàn chỉnh, được thiết lập theo lịch trình đã định. Kiểm thử đơn vị tự động đảm bảo các kiểm thử chạy được trong tất cả các sự kiện và trường hợp thích hợp trong suốt vòng đời phát triển.
Khẳng định một lần
Đối với mỗi lần kiểm thử đơn vị, chỉ nên có một kết quả đúng hoặc sai. Đảm bảo rằng chỉ có một câu lệnh khẳng định trong kiểm thử của bạn. Một câu lệnh khẳng định bị lỗi xuất hiện trong một khối gồm nhiều câu lệnh có thể gây nhầm lẫn trong việc xác định xem câu lệnh nào có vấn đề.
Triển khai kiểm thử đơn vị
Kiểm thử đơn vị là một phần quan trọng trong việc xây dựng phần mềm, nhưng nhiều dự án không dành tài nguyên cho việc này. Khi các dự án bắt đầu dưới dạng nguyên mẫu, thường là những nỗ lực nhỏ của cộng đồng hoặc đơn giản là được viết mã nhanh chóng, việc kiểm thử đơn vị có thể bị bỏ qua do hạn chế về thời gian.
Tuy nhiên, việc coi kiểm thử đơn vị là phương pháp tiêu chuẩn ngay từ đầu khi bạn xây dựng dự án, quá trình trở nên dễ dàng hơn để tuân thủ và lặp lại.
Điểm khác biệt giữa kiểm thử đơn vị và các loại kiểm thử khác là gì?
Có nhiều loại phương pháp kiểm thử phần mềm khác bên cạnh kiểm thử đơn vị. Tất cả các loại phương pháp đều có vai trò cụ thể trong vòng đời phát triển phần mềm:
- Kiểm thử tích hợp kiểm tra xem các phần khác nhau của hệ thống phần mềm được thiết kế để tương tác có thực hiện điều đó một cách chính xác hay không.
- Kiểm thử chức năng kiểm tra xem hệ thống phần mềm có vượt qua các yêu cầu về phần mềm được nêu trước khi xây dựng hay không.
- Kiểm thử hiệu năng kiểm tra xem phần mềm có chạy đúng như yêu cầu về hiệu năng dự kiến hay không, chẳng hạn như tốc độ và kích thước bộ nhớ.
- Kiểm thử tiếp nhận là khi phần mềm được các bên liên quan hoặc nhóm người dùng thực hiện kiểm thử thủ công để kiểm tra xem phần mềm có hoạt động như họ dự đoán hay không.
- Kiểm thử bảo mật kiểm tra khả năng phần mềm chống lại các lỗ hổng và mối đe dọa đã biết. Loại kiểm thử này bao gồm việc phân tích bề mặt của mối đe dọa, gồm cả các điểm vào của bên thứ ba vào phần mềm.
Các phương pháp kiểm thử này thường đòi hỏi phải có các công cụ chuyên dụng và quy trình độc lập để kiểm tra phần mềm. Nhiều phương pháp kiểm thử trong số đó cũng được thực hiện sau khi hoàn thành việc phát triển chức năng cơ bản của ứng dụng.
Ngược lại, các kiểm thử đơn vị sẽ chạy mỗi lần xây dựng mã. Ngay khi bất kỳ mã nào được viết, các kiểm thử đơn vị có thể được viết ngay và không yêu cầu bất kỳ công cụ đặc biệt nào để chạy. Kiểm thử đơn vị được coi là một trong những loại phương pháp kiểm thử phần mềm cơ bản nhất.
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu kiểm thử đơn vị của bạn như thế nào?
Amazon Web Services (AWS) cung cấp cho các nhà phát triển một loạt các lợi thế. Bạn có thể phát triển và chạy mã cũng như kiểm thử phần mềm, như thông qua kiểm thử đơn vị và kiểm thử tích hợp. Bạn cũng có thể chạy các quy trình DevOps và theo đuổi nhiều cơ hội phát triển.
Các công cụ dành cho nhà phát triển AWS cung cấp môi trường phát triển tích hợp (IDE), plugin và SDK cho một số ngôn ngữ lập trình và trường hợp sử dụng lập trình. Trong số nhiều lợi ích khác, các công cụ này còn làm cho việc kiểm thử đơn vị hiệu quả hơn.
AWS Fargate là một công cụ điện toán phi máy chủ, trả tiền theo mức sử dụng cho phép bạn tập trung vào việc xây dựng ứng dụng mà không cần quản lý máy chủ. Bạn có thể dễ dàng chạy phần mềm kiểm thử đơn vị tự động trên Fargate để hợp lý hóa việc phát triển ứng dụng của mình.
Bạn cũng có thể tìm thấy phần mềm kiểm thử đơn vị của bên thứ ba trên Chợ điện tử AWS. Bạn có thể triển khai phần mềm một cách nhanh chóng và với các biện pháp kiểm soát cần thiết. Người bán trên Chợ điện tử AWS cung cấp các tùy chọn giá linh hoạt, vì vậy bạn có thể thanh toán cho những gì bạn cần vào thời điểm cần thiết.
Bắt đầu sử dụng kiểm thử đơn vị trên AWS bằng cách tạo tài khoản ngay hôm nay.
Các bước tiếp theo trên AWS
