编写良好的单元测试

单元测试 QA

摘要

尽量保持较小的单元测试规模，使用恰当的工具，将程序员和测试人员配对；这是编写良好的单元测试的一些建议。单元测试混合了编程和测试；程序员和测试人员要一起工作，互相学习，拓展自己的知识面。

正文

尽量保持较小的单元测试规模，使用恰当的工具，将程序员和测试人员配对；这是编写良好的单元测试的一些建议。单元测试混合了编程和测试；程序员和测试人员要一起工作，互相学习，拓展自己的知识面。

Adrian Bolboacă是Mozaic Works的组织和技术教练&培训师。在2017欧洲测试大会上，他介绍了不同类型的自动化测试。InfoQ将以Q&A、综述和文章的形式对此次大会进行追踪报道：

[欧洲测试大会]是让专家和实践者聚在一起，交流、学习和实践软件测试艺术。我们正在研究先进的新方法，以便让我们的测试更有效，加深对基本方法的理解，培养更强大的社区。

在博文“自动化测试目的”中，Bolboacă指出，单元测试应该完成如下工作：

单元测试关注一个方法或一个类。它应该非常小，最多只有几行代码。人们在编写单元测试时会犯许多错误，所以这不是小事。因为它们非常小，所以它们应该在内存中运行，而且，一个单元测试应该在几毫秒内运行完成。任何用到外部依赖（数据库、WebService、文件系统、I/O）的测试都不是一个单元测试，那是其他的东西（“集成测试（integration test）”、“综合测试（integrated test）”、验收测试、端到端测试，等等）。

InfoQ就编写良好的单元测试及在单元测试中利用自动化采访了Bolboacă。

InfoQ：谁编写单元测试重要吗？是开发人员，还是测试人员？

Adrian Bolboacă：单元测试更偏技术，它们通常关注代码细节，甚或是编程语言特有的概念。在类似Java这样的静态编程语言和类似Ruby这样的动态编程语言中，单元测试看上去是不一样的。这就是为什么编写单元测试主要应该由程序员负责。

另一方面，测试人员更了解如何制定测试计划，根据特定分析，如等价类划分和边界值分析，定义有价值的值。因此，程序员需要从测试人员那里“窃取”这类知识，或者，他们可以和测试人员结对，一起讨论需要编写的测试，但是，之后应该由程序员实现它们。

根据我的经验，结对是最好的选择，因为测试人员和程序员可以更好地互相学习，拓展自己的知识面。

InfoQ：什么时候应该编写单元测试？

Bolboacă：团队可以在生产代码编写完成之后编写单元测试。我们称之为“测试延后（test after）”。但是那通常很困难，因为在编写生产代码时需要时刻考虑可测试性。如果我们选择了这种方法，则生产代码需要经过一个代码审核流程，以确保它是可测试的。只有在完成这项工作之后，程序员和测试人员才可以继续结对创建测试。

也有一种方法是“测试优先（test-first）”，我建议从同伴那里“窃取”了大量测试知识的程序员使用这种方法。使用这种方法时，我们先分析问题，然后编写一个单元测试，最简单的实现代码，一个单元测试，实现它，依此类推。当团队达到了这个水平，我会说，编写单元测试的程序员是半个测试人员了，因为“测试优先”方法需要大量的测试知识。在这种情况下，测试人员最终将专注于审核单元测试及编写验收测试。

在采访“测试优先方法”中，Gil Zilberfeld谈了测试优先方法所带来的好处：

测试优先方法定义了需要做什么。它定义了我们为解决特定问题而需要编写的代码，因为我们有一个测试形式的定义。只要运行测试，我们就很容易知道我们的功能是否有效。

采用这种方法可以获得更高的覆盖率，因为测试成了一等开发活动，而不是拖到最后。

此外，在编写这些测试并详细说明场景时，我们更深入地了解了问题空间，因为许多问题会被提出来。在测试延后方法中，这些讨论有时候都不会发生，开发人员按照自己的想法编写代码，而不是根据解决方案的需要。

在文章“QA部门消亡日”中，Eli Lopian解释了单元测试为什么可能成为QA杀手：

单元测试是一种测试特定代码片段的方法，它可以确保该代码段可以正常运行并且契合软件拼图。有证据表明，借助单元测试，你可以检查超过90%的代码，而且，和QA的手动测试工具不同，恰当构建、可以自动测试的单元测试可以随着代码库一起演化，实时测试代码。

InfoQ：您在单元测试中如何利用自动化？

Bolboacă：单元测试是一个分析过程，会产生一份测试计划，然后测试计划会被自动化。

为了实现这些测试的自动化，请记住以下几个要点：

1. 使用领域语言命名测试名称
   通常，我们就只管编写测试。但是，读代码的次数要多于写代码。因此，要善待你的同事和未来的自己，清晰地命名测试。使用领域名称，而不是技术名称。类似“ExceptionOnOverflow”、“TestThree”和“CustomerTest”这样的名称并不清晰。取而代之，我们应该使用类似“WhenTooManyPlayersAreAddedAnErrorIsReturned”、“ACustomerNeedsAllFieldsValidated”、“ValidCustomerCanBeUsedByOrder”和“InvalidCustomerIsRejectedByOrder”这样的名称。这样，所有了解业务领域的人都会清楚你那里在测试什么，甚至是你的客户。
2. 编写短测试
   单元测试要短而清晰，并且只有一个目的。最好的测试有3到4行代码，那样，对任何阅读测试代码的人而言都会非常清晰。我们需要有许多类似这样的小的单元测试，它们一起构成了产品的免疫系统，其中每个测试都像是一个免疫细胞。如果出现了Bug，则会有一个小测试准确地告诉你问题在哪里。这样，你就会得到迅速的反馈和一个简单的开发测试周期。
3. 每个测试一个断言
   如果你在一个测试中包含了不只一个断言，则你的测试目的就不只一个。在这种情况下，测试名称变得奇怪不清晰，测试变得太长，反馈也变得不清晰；你永远无法知道哪个断言通过了，哪个断言失败了。假如你依次有三个断言。如果第一个断言失败了，则后面两个永远都不会检查。如果你修改了一些生产代码，那么当代码变化时，后面两个断言就无法发挥作用了。在这种情况下，你就会错误地认为自己的代码有安全保障和回归测试。
4. 不要链接测试
   我经常看到人们有链接测试的习惯。这通常是因为准备工作非常困难。但这不是一个解决方案。在测试链中，依赖于其他测试的测试之所以失败，大多数情况下都是因为前面的测试失败了。在这种情况下，你可能会修改代码让测试通过，但你可能会因为测试不完备而引入没有验证到的缺陷。测试应该总是相互独立，就像免疫系统里的免疫细胞那样。它们都依赖于产品，而不是互相依赖。
5. 使用恰当的工具
   测试工具有许多：测试框架、模拟框架、测试执行器、性能测试工具、安全测试工具，等等。你要确保选择了适合工作任务的工具。不要仅仅只是使用你知道的工具。通常，xUnit框架非常适合于大多数的自动化测试类型，但性能测试和安全测试要使用专门的工具。如果你希望让良好的测试成为可执行的规范，那么你也可以使用xUnit，但是，你也可以使用一些BDD框架来简化测试工作。请记住，从中长期来看，选择一款测试框架是你必须作出的决策。要考虑学习成本以及使用和维护成本。

由于当前市场对特性的交付速度要求越来越高，我们需要用一种巧妙的方式自动化产品验证过程。这就是为什么自动化如今是必不可少的。

InfoQ：对于编写良好的单元测试，您有什么建议吗？

Bolboacă：单元测试源于工业生产，大多数人都忘记了这一点。在工业上，我们需要测试每一个小部件，看它的质量是否合格，我们是否可以把它用在下一步的部件装配中。在软件行业，我们没有这样清晰的单元定义；人们有不同的看法——方法、类、模块。第一个难点是让所有的团队成员对单元是什么有一个共识，并编写相应的测试。在我看来，单元非常小，就像发动机中的螺丝或者家具中的钉子那么大。所以，我建议定义单元是什么，并在测试审核阶段对此进行密切关注，确保其得到了执行。

单元测试混合了编程和测试。为了编写简单、快捷、可维护的测试，程序员需要知道许多测试概念。我对程序员的建议是从负责测试的同事那里学习一些基本的概念：等价划分、边界值分析、测试覆盖、正向测试、逆向测试。

关于单元测试，还有另外一个经常被遗忘的部分，那就是分析。我们不能不经过思考就立即开始编写测试。我们需要分析问题，如果可能对它进行划分，然后再考虑我们需要编写的单元测试。这里有一个不错的建议，就是总是从系统输出开始，然后找出生成那个输出的可能输入。感谢Chris Matts把这个技巧教给了我。

在编写单元测试时，我们应该使用来自问题领域的词汇。测试应该体现一项特性存在于产品中的理由。一个了解业务领域但不了解编程的人也应该能够阅读你的测试。在那方面，和分析师结对非常有用。

查看英文原文：Writing Good Unit Tests