Aumente el ROI de las pruebas unitarias con la creación automática de pruebas unitarias

La tecnología de creación automática de pruebas unitarias de Parasoft Jtest elimina los obstáculos de las pruebas unitarias, automatizando los aspectos mundanos de las pruebas unitarias, incluida la creación, el aislamiento, la simulación y el mantenimiento.

La mayoría de los equipos de desarrollo estarán de acuerdo en que, aunque no les guste, las pruebas unitarias son, de hecho, extremadamente valiosas. A pesar de las muchas herramientas que ayudan con la creación manual de pruebas, la creación y el mantenimiento de las pruebas unitarias aún requiere mucho esfuerzo manual, lento y a menudo abrumador antes de agregar la lógica comercial a una prueba. Como tal, a pesar de tener la intención de realizar excelentes pruebas unitarias, los equipos de desarrollo generalmente realizan la cantidad mínima de pruebas unitarias requeridas o las omiten por completo.

Las principales preocupaciones de los desarrolladores de Java sobre las pruebas unitarias

Una encuesta reciente a clientes reveló, de forma un tanto esperada, que la creación de pruebas, el simulacro/aislamiento y el mantenimiento son cuestiones clave que se interponen en el camino del éxito de las pruebas unitarias. La Figura 1 muestra los resultados de esta encuesta, mostrando las principales preocupaciones con las que los desarrolladores se identifican pruebas unitarias en java.

Para abordar estas áreas principales de preocupación, podemos recurrir a las pruebas de software automatizadas. En este blog, te mostraré cómo usar Prueba J de Parasoft para crear automáticamente pruebas unitarias, para ahorrar tiempo y energía en el momento de la creación de pruebas. Parasoft Jtest's tecnología de creación automática de pruebas unitarias configura el marco de prueba, crea instancias de objetos, configura simulacros para objetos apropiados y llamadas de método utilizadas por el método bajo prueba y agrega aserciones. Crea JUnits regulares, haciendo todo el trabajo mundano para que los desarrolladores puedan concentrarse en aplicar la inteligencia humana y la lógica a sus pruebas.

Comprender los fundamentos de las pruebas unitarias

Todo ingeniero de software que comprenda la necesidad de priorizar el código de alta calidad y libre de errores en el desarrollo de software le dirá que las pruebas unitarias son como una base sobre la cual se construyen otros aspectos de la garantía de calidad del software. Las pruebas unitarias garantizan que las unidades individuales o los componentes del código funcionen como se espera. Implica probar una pequeña pieza de código, normalmente una sola función o método, de forma aislada del resto del sistema.

Para garantizar que cada unidad de código funcione según lo previsto y realice la función esperada que se le ha asignado, los desarrolladores escriben casos de prueba de forma manual o con herramientas de creación de pruebas de unidades automáticas. Ejecutar estas pruebas ayuda a identificar errores o fallas en el código antes de que se integre en el sistema más grande. Ejecutarlos regularmente asegura que lo que funciona hoy continúe funcionando en el futuro.

Las pruebas unitarias se han vuelto cada vez más importantes a lo largo de los años, ya que los sistemas de software se han vuelto más complejos y ha aumentado la necesidad de software confiable. Sin embargo, a obtener el máximo valor de las pruebas unitarias, existen políticas recomendadas y mejores prácticas que deben guiar el proceso.

1. Escribir casos de prueba con suficiente antelación. Es importante escribir sus casos de prueba al principio del proceso de desarrollo. Idealmente, mientras escribe código o incluso antes de escribir código, lo que se conoce como desarrollo basado en pruebas o TDD. Esto permite a los desarrolladores detectar errores y problemas de manera temprana cuando son más fáciles y económicos de solucionar. Este enfoque también es vital para garantizar que el software se construya para cumplir con los requisitos y especificaciones establecidos en el diseño. Escribir pruebas junto con el código hace que los desarrolladores piensen en la calidad durante todo el proceso de desarrollo.
2. Las pruebas unitarias deben escribirse para que sean específicas e independientes. Dado que el objetivo principal de las pruebas unitarias es probar componentes individuales o unidades de código, las pruebas deben ser específicas e independientes entre sí. Como tal, cada prueba debe enfocarse en probar una característica o aspecto específico del código y no debe depender de los resultados de otras pruebas.
3. Utilice la automatización de pruebas. La automatización de pruebas implica el uso de herramientas de software para escribir automáticamente casos de prueba, ejecutar pruebas y evaluar los resultados. El uso de herramientas de automatización de pruebas puede ahorrar tiempo y aumentar la eficiencia del proceso de prueba. También permite que las pruebas se ejecuten con mayor frecuencia, lo que garantiza que cualquier problema o error se detecte desde el principio.

Por ejemplo, la solución de pruebas unitarias automatizadas de Parasoft ofrece a los desarrolladores de software una generación de pruebas unitarias impulsada por IA que se puede implementar para generar automáticamente casos de prueba unitario robustos y listos para ejecutar rápidamente. También proporciona herramientas IDE y CI/CD para ejecutar, ampliar y mantener esas pruebas a medida que cambia el código y el análisis de métricas importantes como la cobertura del código.

4. Use simulacros para el aislamiento de prueba. Los simulacros permiten a los desarrolladores aislar el código que se está probando de otros componentes o sistemas, lo que facilita la configuración de pruebas para validar casos de uso específicos, identificar problemas y aislar errores. El uso de simulacros también permite que las pruebas se ejecuten de manera más rápida y eficiente. La herramienta de prueba unitaria automatizada de Parasoft utiliza simulacros en pruebas recién generadas y proporciona herramientas adicionales para ayudar a los usuarios a crear, actualizar y administrar simulacros en sus pruebas para facilitar el aislamiento de las pruebas.
5. Utilice métricas de cobertura de código. Las métricas de cobertura de código miden el grado en que se prueba el código fuente del software para determinar si el sistema ha sido suficientemente probado o no. El uso de métricas de cobertura de código puede identificar áreas del código que no se están probando y garantizar que todo el código se esté probando a fondo. Las herramientas de Parasoft pueden recopilar, agregar y analizar la cobertura de código recopilada a partir de múltiples niveles de prueba para ayudar a los desarrolladores a probar exhaustivamente sus aplicaciones. Los usuarios pueden enfocarse en la cobertura de código modificado para optimizar sus esfuerzos de prueba y llenar los vacíos en la cobertura antes en el flujo de trabajo de desarrollo de software.

Superación de desafíos clave en las pruebas unitarias

Si bien las pruebas unitarias son cruciales en cada esfuerzo de desarrollo de software, también pueden presentar varios desafíos que dificultan su efectividad. A continuación se presentan algunos desafíos clave en las pruebas unitarias y cómo superarlos.

1. Lograr niveles apropiados de cobertura de código de manera eficiente. Para garantizar que el código se pruebe lo suficiente, los desarrolladores deben priorizar la prueba de rutas de código complejas y críticas y el uso herramientas de cobertura de código para identificar áreas que necesitan pruebas adicionales. La definición de lo que es una prueba suficiente puede estar sujeta a debate, pero un objetivo común y razonable es una cobertura de código del 80 %.

El desafío es que puede tomar una gran cantidad de tiempo y esfuerzo lograr altos niveles de cobertura de código y las pruebas unitarias a menudo pierden prioridad debido a los cronogramas y la presión para desarrollar nuevas funciones. El uso de una herramienta automatizada como Parasoft Jtest puede reducir significativamente la cantidad de tiempo que lleva crear y mantener pruebas unitarias, lo que hace posible la creación de una cantidad suficiente de pruebas unitarias.

2. Hacer cumplir las buenas prácticas de desarrollo en el código actualizado. Es común que los equipos de desarrollo actualicen la funcionalidad en aplicaciones que no tienen suficientes pruebas. Esto presenta muchos riesgos ya que las pruebas sirven como una red de seguridad para garantizar que el comportamiento de la aplicación no cambie inesperadamente. Los equipos pueden mitigar este riesgo midiendo la cobertura del código modificado, que es un cálculo de la cantidad de código modificado (tanto el código nuevo como el antiguo que se modificó) que está cubierto por las pruebas. Al aplicar niveles suficientes de cobertura modificada con Parasoft Jtest, los equipos de desarrollo pueden asegurarse de que su código modificado esté bien probado, incluso si gran parte del resto de la aplicación no lo está.
3. Ejecución de pruebas apropiadas para verificar los cambios de código. Los desarrolladores deben ejecutar las pruebas existentes en su IDE cuando realizan cambios en el código para asegurarse de que sus cambios no rompan la funcionalidad existente. Sin embargo, si su base de código es grande, es posible que no entiendan qué pruebas deben ejecutarse, por lo que pueden omitir la ejecución de las pruebas antes de confirmar el código.

Además, después de confirmar el código, el proceso de CI/CD necesita ejecutar pruebas unitarias para verificar los cambios. Cuando hay un gran conjunto de pruebas, es posible que no se ejecuten tan rápido como se desea. Parasoft Jtest identifica las pruebas afectadas que deben ejecutarse cuando cambia el código, tanto en el proceso IDE como en el de CI/CD, para que los desarrolladores puedan identificar y ejecutar un conjunto optimizado de cambios que verifiquen sus cambios.

4. Utilizar los tipos adecuados de pruebas para el código bajo prueba. Las pruebas unitarias no siempre son los tipos óptimos de pruebas para cubrir partes específicas del código. Las pruebas unitarias son solo un tipo de prueba y deben complementarse con otras estrategias de prueba, como pruebas de API, pruebas funcionales, pruebas de interfaz de usuario, pruebas de rendimiento y pruebas de seguridad. El uso de pruebas unitarias junto con otras estrategias de prueba requiere invertir en herramientas y marcos apropiados. Los equipos deben recopilar datos de cobertura de código de todas sus prácticas de prueba para tener una visión holística de la cobertura en todas sus pruebas, lo que les permite optimizar sus esfuerzos para utilizar la estrategia de prueba más adecuada según el código que están probando.
5. Escribir código comprobable. El código comprobable es un código que se puede ejecutar fácilmente mediante pruebas unitarias y probarse de forma aislada sin depender de dependencias externas. El código que se basa en gran medida en dependencias o estados externos puede ser difícil de probar, lo que genera pruebas frágiles y poco confiables. Para superar este desafío, los desarrolladores pueden apuntar a escribir código modular y débilmente acoplado. Los marcos como Mockito también se pueden usar en las pruebas para ayudar a aislar el código bajo prueba de sus dependencias.

Beneficios de las pruebas unitarias y por qué los desarrolladores todavía no hacen lo suficiente

Las pruebas unitarias son iterativas y, en los procesos ágiles, las pruebas unitarias tienen un buen historial de mejora de los resultados de los proyectos. Está bien probado que probar antes en el ciclo de vida es la mejor manera de detectar y eliminar errores a nivel del sistema costosos y que consumen mucho tiempo. Más específicamente, los siguientes son algunos beneficios clave de las pruebas unitarias.

• Aportando agilidad a los procesos Agile. Los procesos ágiles dependen de conjuntos de pruebas eficientes, repetibles y automatizados para garantizar que cada iteración no se atasque en un ciclo de prueba de "gran explosión". El éxito de Agile y DevOps depende en gran medida de que los equipos de desarrollo creen suites de prueba que se puedan ejecutar de manera eficiente, además de probar la mayor cantidad de funcionalidad posible.
• Mejor calidad y seguridad. Los equipos de software entienden que las pruebas son la única forma de garantizar que el software está haciendo lo que se requiere, pero los equipos a menudo no realizan suficientes pruebas o lo hacen demasiado tarde en el ciclo de vida del desarrollo. La seguridad, en particular, debe integrarse en una aplicación en las primeras etapas, por lo que las pruebas de seguridad deben realizarse lo antes posible.
• Reducción de costes a largo plazo. Los errores de software que se encuentran en el software lanzado pueden ser significativamente más costosos de corregir que durante el desarrollo. Los errores que se encuentran en las primeras etapas de codificación en las pruebas unitarias son mucho más baratos de remediar que los que se encuentran más adelante. La inversión a corto plazo en la automatización de pruebas y la infraestructura de pruebas unitarias se traduce en una mejor calidad del producto, seguridad y entrega a tiempo.

Desafortunadamente, independientemente de estos beneficios, los desarrolladores aún luchan con las pruebas unitarias, a pesar del deseo de lograr mejores resultados. Estas luchas, también ilustradas por los resultados de la encuesta anterior, incluyen lo siguiente.

• La creación de pruebas es un trabajo adicional y, a menudo, tedioso. Comprensiblemente, las pruebas unitarias son un trabajo adicional y, a menudo, se consideran el aspecto menos deseable de la programación. La creación de un conjunto de pruebas completo mientras se intenta mantener los objetivos y los plazos del proyecto son dos presiones contrapuestas para los equipos de desarrollo.
• El mantenimiento de las pruebas es caro. Al igual que el código, las pruebas unitarias requieren mantenimiento. Cualquier cambio de código puede introducir cambios en las pruebas asociadas. No solo eso, sino que también las pruebas que fallan debido a modificaciones en la base del código pueden parecer no estar relacionadas, lo que lleva a la inestabilidad del conjunto de pruebas. El mantenimiento adicional crea el doble de trabajo en la mente de muchos desarrolladores.
• La simulación y el aislamiento de las unidades bajo prueba son difíciles y requieren mucho tiempo. Es fundamental aislar las unidades bajo prueba, pero hacerlo requiere burlarse de las dependencias, lo que puede ser un proceso que requiere mucho tiempo.

Los equipos de desarrollo de software deben abordar estos problemas con la creación, el aislamiento y el mantenimiento de pruebas si quieren obtener los beneficios de las pruebas unitarias exhaustivas, y la solución es la automatización. Parasoft Jtest's herramienta de creación automática de pruebas unitarias proporciona la asistencia que los equipos necesitan para la creación y el mantenimiento de pruebas mientras trabajan dentro del IDE del desarrollador y aprovechan los marcos de prueba y simulación existentes.

Reduzca la carga con la creación automática de pruebas

Crear pruebas unitarias es tedioso y desvía la atención de las partes más interesantes de un proyecto. El código en sí es repetitivo y, a menudo, requiere tanto esfuerzo como el código que se está probando. Además de eso, el código de prueba de la unidad en sí requiere reparación y depuración, como lo haría cualquier código.

Afortunadamente, las pruebas unitarias se prestan bien a la automatización. La guía automática de una herramienta de prueba unitaria tiene sus ventajas.

• Simplifica enormemente la creación de pruebas.
• Reduce la cantidad de depuración y reparación.
• Recopila resultados y métricas para alimentar análisis de proyectos.

Más allá del IDE

Muchos IDE proporcionan asistentes de creación de pruebas unitarias para JUnit, por ejemplo, pero no proporcionan "contenido" para completar el proceso. Las aserciones deben definirse manualmente y, si se utilizan marcos de simulación, se requiere una cantidad significativa de codificación manual.

En su lugar, Parasoft Jtest brinda asistencia contextual en tiempo real en el IDE del desarrollador. Con la creación automática de pruebas unitarias, el contenido que falta en las pruebas unitarias esqueléticas simples se completa de manera rápida y eficiente a medida que aprovecha su herramienta de prueba unitaria para realizar lo siguiente:

• Cree un esqueleto de prueba, cree instancias de objetos, configure objetos y métodos simulados apropiados y agregue aserciones.
• Identifique las llamadas a métodos que deben simularse para aislar mejor el código bajo prueba.
• Detecta los recursos del sistema creados pero no liberados después de la finalización de la prueba, lo que podría crear un entorno de prueba inestable.
• Recopile la cobertura del código y otras métricas para evaluar el estado del código e identificar las brechas de cobertura.
• Optimice el conjunto de pruebas eliminando automáticamente las pruebas recién generadas que no aportan cobertura adicional

Para abordar esto, veamos un ejemplo. Aquí, Prueba J de ParasoftUnit Test Assistant de se utiliza dentro de un IDE para crear un conjunto de pruebas:

La herramienta crea múltiples pruebas, cada una configurada para cubrir una ruta separada a través del método bajo prueba. Por ejemplo, el código generado puede verse así:

Tenga en cuenta que la prueba está preconfigurada con objetos ficticios y valores reales, así como afirmaciones sobre el resultado del método bajo prueba y cualquier objeto que haya cambiado durante la ejecución (en este caso, los campos del objeto bajo prueba cambiaron).

Reducir la complejidad burlona

La prueba unitaria implica el aislamiento del objeto bajo prueba, lo que requiere una buena cantidad de trabajo si hay muchas dependencias. Incluso con marcos burlones como Mockito, todavía se requiere una codificación manual significativa. Con una herramienta de asistente de prueba automatizada, puede detectar dependencias y completar automáticamente los detalles requeridos por el marco.

La herramienta en sí analiza el código bajo prueba, detecta automáticamente las dependencias y hace recomendaciones al desarrollador.

Por ejemplo, supongamos que ejecutamos una prueba unitaria que contiene el siguiente código que se burla de la clase IWorkspaceClass:

Las dependencias se detectan durante el tiempo de ejecución y la herramienta recomienda simular las dependencias que ha encontrado:

Al seleccionar "Mock It" con la herramienta, se genera el código de simulación necesario con la prueba unitaria. Una vez que se genera este código, se puede personalizar para representar la lógica requerida por la prueba. La detección automatizada de dependencias y la subsiguiente creación de código de simulación reducen en gran medida la cantidad de codificación manual, y potencialmente propensa a errores, necesaria para simular objetos.

Mantenimiento de la suite de pruebas reducido mediante la automatización

El mantenimiento de los conjuntos de pruebas se superpone con gran parte del trabajo necesario para la creación de pruebas, como la creación de nuevas pruebas, la modificación de pruebas para cubrir adecuadamente la lógica subyacente, la simulación de dependencias y la ejecución de pruebas. Obtener asistencia del asistente de prueba unitaria de Parasoft Jtest durante el mantenimiento de la prueba es tan valioso como durante la creación, ya que proporciona resultados de análisis de tiempo de ejecución recopilados durante la ejecución de la prueba. Por ejemplo, se detecta una nueva dependencia en un objeto bajo prueba en tiempo de ejecución y la herramienta le indica al desarrollador cómo manejarla.

Igualmente crítico durante esta fase es asegurarse de que las afirmaciones sigan siendo válidas. El Asistente de prueba unitaria de Parasoft Jtest proporciona recomendaciones que pueden detectar cambios en el código y actualizar las afirmaciones para reflejar la nueva lógica empresarial.

Maximizar el beneficio de las herramientas existentes

Es probable que los desarrolladores de Java que ya realizan pruebas unitarias utilicen JUnit y posiblemente un marco de simulación para su proyecto, como Mockito. Las herramientas de automatización de pruebas deben aprovechar estas herramientas existentes, ya que reemplazar una inversión existente en pruebas unitarias eliminaría cualquier beneficio de costo y tiempo que se obtendría al usar una herramienta automatizada. Unit Test Assistant de Parasoft Jtest se integra a la perfección con estas herramientas existentes, lo cual es fundamental.

Conclusión

Las pruebas unitarias tienen claros beneficios. Aunque la mayoría de los equipos de desarrollo se dan cuenta de esto, muchos se ven obstaculizados por el esfuerzo de crear y mantener pruebas. El uso de tecnologías de pruebas unitarias automatizadas como las de Parasoft Jtest ayudará a los usuarios a eliminar estos obstáculos, automatizando los aspectos mundanos de las pruebas unitarias, incluida la creación, el aislamiento, la simulación y el mantenimiento. Para acelerar la adopción, Parasoft Jtest aprovecha la inversión existente del equipo de desarrollo en marcos de prueba y simulación y le devuelve tiempo al desarrollador mientras le devuelve la calidad al producto.