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Descripción General
Las pruebas unitarias verifican la funcionalidad de cada componente para garantizar que cada unidad de código se comporte como se espera. Automatice las pruebas unitarias para garantizar la fiabilidad, la seguridad y la eficiencia del flujo de trabajo del código. Ejecute pruebas unitarias continuamente con cada compilación para obtener información rápida sobre los cambios en el código.
¿Qué son las pruebas unitarias?
Prueba unitaria Es la práctica de crear pruebas pequeñas y de ejecución rápida para métodos de software individuales con el fin de verificar la funcionalidad del código y el cumplimiento de las normas de seguridad. Es una forma de pruebas de caja blanca en la que los casos de prueba se basan en el conocimiento de la estructura interna. Los evaluadores seleccionan entradas para explorar rutas específicas y determinar la salida adecuada.
El propósito de las pruebas unitarias es examinar las funciones o métodos individuales y verificar su funcionalidad, garantizando así el comportamiento esperado. El alcance exacto de una unidad puede ser objeto de debate, pero una regla general es que una unidad debe contener la menor cantidad de código posible para realizar una tarea independiente, por ejemplo, un solo método u operación.
Hay buenas razones para limitar el alcance en las pruebas unitarias. Si una prueba construida incorpora múltiples aspectos de un proyecto, el enfoque se desplaza de la funcionalidad de un solo método a la interacción entre diferentes partes del código. Si esta prueba de mayor alcance falla, la causa del fallo es mucho más difícil de determinar. ¿El fallo se encuentra en la unidad bajo prueba o en las dependencias asociadas a ese método?
¿Cómo funcionan las pruebas unitarias?
Las pruebas unitarias funcionan aislando funciones y/o procedimientos de código en un archivo fuente para probar individualmente la seguridad y robustez de estas pequeñas unidades de código. Para aislar funciones o unidades de código, los desarrolladores y testers realizan pruebas de código y simulaciones.
Tropezar y burlarse
Los equipos pueden crear entornos de prueba controlados utilizando técnicas de simulación y burla para simular cómo se comportan los objetos y las funciones.
Los stubs se centran en el resultado. Proporcionan respuestas predefinidas a las llamadas. Garantizan que una prueba no dependa de servicios externos ni de un comportamiento impredecible.
Un stub puede simular el comportamiento del código existente o sustituir temporalmente el código en desarrollo. Los usuarios pueden supervisar la ejecución del stub para comprobar si cumple ciertas expectativas, como el número de llamadas a un stub determinado o la secuencia de llamadas. Los usuarios deben definir las expectativas dentro de los casos de prueba y verificarlas una vez finalizada la ejecución.
Las simulaciones se centran en el comportamiento. Registran y validan las interacciones entre los objetos de la base de datos. Verifican las interacciones con las dependencias, como cuántas veces se llamó a un método, con qué argumentos y en qué orden.
Las funciones o unidades generalmente incluyen entradas de varios tipos (caracteres, enteros, punteros). Los valores pueden variar para cada una al llamar a la unidad.
Prueba de la unidad de código
Para probar la unidad de código, los usuarios manipulan sus valores de entrada para garantizar un funcionamiento correcto con valores válidos. Sin embargo, la unidad debe garantizar su robustez. Por lo tanto, los usuarios deben utilizar la entrada de valores fuera de los rangos esperados, incluyendo valores nulos. Esto elimina defectos como:
- Violaciones de acceso a la memoria
- Escenarios de división por cero
- Condiciones de desbordamiento de pila
- Otros errores de seguridad, protección y confiabilidad
A medida que se ejecutan las pruebas unitarias, se pueden recopilar e inspeccionar los valores de salida para comprobar su exactitud, y se pueden almacenar informes para fines de auditoría o cumplimiento normativo. Muchos equipos de desarrollo también integran la cobertura de código estructural para exponer código no probado.
Saber que cada unidad de código ha sido probada y es fiable elimina riesgos y ayuda a garantizar la entrega de una aplicación de calidad. Para aplicaciones críticas para la seguridad, se suele realizar una cobertura de código del 100 %.
Tipos de pruebas unitarias
Los equipos de software realizan tres tipos de pruebas unitarias.
Prueba de unidad manual
Los desarrolladores o ingenieros de pruebas escriben código de prueba para ejercitar una función o unidad de código y comprobar su corrección.
Pruebas unitarias automatizadas
Los desarrolladores pueden confiar en una GUI y un marco de prueba para simplificar la creación de pruebas unitarias, la gestión de las pruebas y la reutilización de cientos a miles de pruebas unitarias para pruebas de regresión.
Pruebas unitarias en vivo impulsadas por IA
Una acción de un solo clic crea, escala y mantiene pruebas unitarias. Las pruebas unitarias habilitadas para IA reducen significativamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para crear un conjunto completo y significativo de casos de prueba unitaria.
Ventajas de las pruebas unitarias
- Identifica problemas de calidad: defectos de seguridad, protección y confiabilidad.
- Asegura que se cumplan los requisitos funcionales.
- Ayuda a satisfacer la cobertura del código estructural.
- Las pruebas unitarias se reutilizan para eliminar las regresiones de código.
- Cumple con los requisitos de cumplimiento.
- Simplifica el proceso de depuración.
- Proporciona métricas de la aplicación sobre el estado y los puntos críticos.
Desventajas de las pruebas unitarias
- No detecta todos los fallos de la aplicación.
- No es muy adecuado para pruebas de GUI.
- Las pruebas unitarias manuales requieren mucho tiempo y mano de obra.
- Gestionar cientos de pruebas unitarias es difícil sin automatización.
¿Por qué son importantes las pruebas unitarias en las pruebas de software?
Las pruebas unitarias son importantes porque identifican regresiones en la etapa inicial del desarrollo de software, donde su corrección es más económica y menos tediosa. Las pruebas unitarias son pequeñas. Cada caso de prueba evalúa un alcance pequeño de código, lo que facilita y agiliza la identificación del problema cuando la revisión de pruebas falla.
¿La prueba unitaria es un método o una técnica de prueba?
Las pruebas unitarias son más que una simple técnica de prueba. Es un método de prueba para ejercitar unidades individuales de código fuente que proporciona una excelente manera de demostrar el comportamiento correcto del software.
Las pruebas unitarias utilizan simulaciones y stubbing para aislarse de las dependencias externas, lo que simplifica y agiliza su ejecución y permite entregar retroalimentación al equipo con rapidez. Además, esto facilita la automatización completa de la ejecución de pruebas unitarias en una compilación de CI.
También hay beneficios menos obvios en una práctica de pruebas unitarias. Los desarrolladores que realizan pruebas unitarias de manera proactiva mientras escriben código se dan la perspectiva de mirar el código que han escrito a través de una lente diferente. En esencia, el acto de realizar pruebas unitarias puede ser como una revisión de código adicional para garantizar que el código se haya escrito de forma correcta y sólida la primera vez.
Los desarrolladores que piensan en cómo otros componentes usarán la interfaz de su código y luego escriben pruebas unitarias para esos escenarios, es menos probable que pasen por alto caminos desafortunados que podrían quedar expuestos en etapas posteriores de las pruebas de software, o peor aún, en la producción.
Un conocido estudio de Capers Jones sobre la economía de la calidad del software muestra que cuanto antes se detecta un defecto en el ciclo de desarrollo, más económico resulta solucionarlo, lo que contrasta marcadamente con el aumento exponencial de los costes asociados a la detección de defectos en etapas posteriores del ciclo. Como resultado, existe un retorno de la inversión (ROI) al invertir en un conjunto robusto de pruebas unitarias de regresión.
El retorno de la inversión de las pruebas unitarias también se puede sentir en la reducción del retrabajo que se obtiene al implementar los requisitos correctamente la primera vez.
Automatización de pruebas unitarias
Las soluciones de pruebas unitarias automatizadas se utilizan en el desarrollo de software para garantizar de manera eficiente la seguridad y confiabilidad del código. Al crear y generar automáticamente casos de prueba unitarios sólidos y rápidamente, puede garantizar la calidad del código mediante la ejecución de casos de prueba en cualquier entorno de destino multiplataforma, host, virtual o de hardware. Las funciones de prueba unitaria incluyen:
- Generación de pruebas unitarias infundidas con IA
- Análisis de cobertura de código multimétrico (estado de cuenta, línea, ramal, bloque, llamada, decisión, condición única y MC/DC)
- Un poderoso stub y un marco simulado
- Ejecución automatizada multiplataforma
Las pruebas unitarias son una parte integral del desarrollo de software. Las herramientas de prueba automatizadas, como las que se usan en las pruebas de sistemas, son muy útiles para los desarrolladores y cualquiera que ejecute código.
En entornos de desarrollo integrados, donde los sistemas de hardware y software deben funcionar sincronizados y cumplir con los estándares de seguridad funcional más exigentes, las pruebas unitarias son extremadamente útiles.
El marco de prueba de unidad automatizada ofrece rápidamente suites de prueba de regresión sólidas. Esto es fundamental más adelante en el ciclo de vida a medida que se implementan actualizaciones de software, parches o nuevos requisitos.
Al optimizar las pruebas unitarias y de regresión con la automatización, los equipos ahorran tiempo y obtienen una mejor cobertura.
Los beneficios de implementar pruebas unitarias
Las pruebas unitarias ofrecen a los equipos de desarrollo varias ventajas.
Aislar el código bajo prueba
Aísle la unidad que se va a probar con un marco de simulación o creación de apéndices automatizado para mantener el alcance de la prueba pequeño y dirigido a la unidad que se está probando. Los beneficios incluyen 1) Código de prueba más simple que es más fácil de crear, mantener, comprender y depurar. 2) Ejecutar casos de prueba de manera más simple y rápida. 3) Alienta a los desarrolladores a pensar en rutas lógicas a través del código y el comportamiento esperado.
Comentarios rápidos mediante integración continua
La automatización de la ejecución de pruebas unitarias en compilaciones de CI garantiza que los desarrolladores reciban comentarios rápidos sobre los cambios en el código que pueden afectar la confiabilidad y la funcionalidad de la aplicación. El análisis de impacto de prueba es un acelerador que utiliza la cobertura de código para ejecutar de manera eficiente el conjunto óptimo de casos de prueba que verifican los cambios de código antes de confirmarlos o fusionarlos.
Automatice el cumplimiento de las aplicaciones críticas de seguridad y protección
Dedique menos tiempo a cumplir con los requisitos de la industria con la automatización de pruebas unitarias para obtener un código seguro y confiable. Busque soluciones que cuenten con la certificación TÜV SÜD para las normas automotrices ISO 26262, las normas ferroviarias EN 50128 y la seguridad funcional IEC 61508 para todos los niveles ASIL y SIL. Los kits de calificación de herramientas para DO-178B / C también son buenos para buscar.
Logre una cobertura del código estructural del 100%
Herramientas de prueba unitaria Ayude a los equipos que desarrollan aplicaciones empresariales e integradas probando exhaustivamente el código y logrando pases de prueba y objetivos de cobertura de código. Para el desarrollo crítico para la seguridad, las herramientas de prueba unitaria representan todos los tipos de cobertura, desde declaración y rama hasta MC/DC y código objeto.
Generación de casos de prueba unitaria automatizada
Lograr una red de seguridad sólida con alta cobertura de código mediante la creación manual de pruebas unitarias es un proceso largo y prolongado. La automatización de pruebas ayuda a eliminar el inconveniente de crear tantas pruebas unitarias en las que los desarrolladores pueden centrar su atención en probar código complejo y rellenar las lagunas de cobertura del código.
Las pruebas unitarias en vivo impulsadas por IA ayudan a todo el equipo
Con la asistencia automatizada de IA, las mejores prácticas de pruebas unitarias son más accesibles para todo el equipo. Brinda a los probadores de unidades novatos una mejor comprensión de cómo escribir buenas pruebas de unidad. Ayuda a los probadores de unidades expertos a ahorrar tiempo y esfuerzo mediante la creación de pruebas significativas, proporcionando afirmaciones válidas que prueban la verdadera funcionalidad del código.
Mejores prácticas de pruebas unitarias
Obtenga el máximo retorno de la inversión (ROI) de sus pruebas unitarias con prácticas probadas para probar código. Los programadores, ya sean principiantes o experimentados, pueden incorporar fácilmente estas prácticas recomendadas en las pruebas basadas en datos para mejorar las capacidades de código de producción comprobable.
Pruebas de diseño para precisión
No se apresure a ejecutar pruebas unitarias. Desarrolle una estrategia para que se adapten al código y se adapten a su evolución. Las pruebas efectivas minimizan el ruido y detectan defectos de forma fiable, evitando fallos causados por unidades no relacionadas.
Por ejemplo, si la función que estás probando depende de otra función, usa un stub y escribe una prueba aparte que se centre en la función dependiente. Esto es engañosamente simple, ya que también debes asegurarte de que la prueba se centre en los aspectos importantes de la función. Por ejemplo, si la unidad bajo prueba ejecuta cálculos, la prueba debe asegurar que la unidad calcule correctamente. No te sientas tentado a incluir la consistencia de la entrada de variables; esa es una prueba aparte.
Haga dos preguntas esenciales:
- ¿Qué significa si el examen pasa?
- ¿Y si falla?
Si no se pueden responder claramente estas preguntas, reconsidere el diseño de la prueba.
Planificar y mantener pruebas
Piense en cómo estructurar las pruebas unitarias para poder mantenerlas actualizadas con el código a medida que evoluciona.
Una de las principales razones por las que no se ejecutan pruebas unitarias de forma consistente es que se desconectan a medida que el código evoluciona. Esto suele indicar que las pruebas no han recibido mantenimiento. El descuido o el mantenimiento inconsistente de las suites de pruebas unitarias se suele defender con el argumento de que actualizarlas retrasaría el progreso del equipo. Sin embargo, un flujo de trabajo que mantiene las pruebas continuamente facilita la detección de problemas reales a medida que el código avanza.
Aprenda el arte de la aserción
Escribir aserciones es sencillo, pero a medida que las suites de pruebas crecen, es importante centrarse en aserciones significativas y sostenibles que ayuden a identificar fallos sin generar ruido. Las aserciones deben alinearse con la lógica de la aplicación y probar la función según los resultados previstos, en lugar de simplemente ser técnicamente correctas.
Simplificar las pruebas con condiciones de verdadero/falso y usar comprobaciones de rango en lugar de equivalentes mejora la escalabilidad y la mantenibilidad. Por último, asegúrese de que las pruebas proporcionen información clara sobre los fallos para ayudar a los desarrolladores a abordarlos eficazmente. Cuando quien examina el fallo cuenta con información útil, hay mayor probabilidad de que el problema se investigue y se solucione.
Automatizar la ejecución regular de pruebas
La forma más sencilla de garantizar la ejecución de pruebas unitarias es integrar pruebas automatizadas en el proceso de desarrollo. De esta forma, los desarrolladores nunca tendrán que decidir si deben ejecutar una prueba o no.
Una ventaja adicional es que las pruebas evitarán problemas de integración. Si el código del desarrollador A supera las pruebas unitarias locales y el del desarrollador B también, podría haber un problema durante la compilación del software. Estos problemas se pasarán por alto si no se implementa una política de pruebas continuas que ayude a detectar y corregir problemas de integración.
Automatizar sus pruebas significa una integración completa.
- No debería requerirse la intervención de ningún ser humano para realizar aportaciones o revisiones.
- Las pruebas deben ser repetibles de forma independiente y consistente.
- Las pruebas no deben tener dependencias.
- Las pruebas deben poder ejecutarse una y otra vez en configuraciones compatibles.
Adoptar una política de pruebas unitarias
Los desarrolladores se enfrentan diariamente a decisiones de codificación y pruebas que van más allá del software y afectan al negocio. La clave para minimizar los riesgos reside en alinear las actividades de desarrollo de software con los objetivos de negocio de la empresa. Los equipos pueden lograrlo mediante un desarrollo basado en políticas, que garantiza que los desarrolladores entreguen software que cumpla con las expectativas de la empresa. Esto incluye:
- Definir claramente las expectativas y documentarlas en políticas comprensibles.
- Capacitar a los ingenieros en los objetivos comerciales que impulsan esas políticas.
- Monitoreo del cumplimiento de políticas de forma automatizada y discreta.
- Asociar requisitos no funcionales con métricas objetivas como rendimiento, seguridad, protección y confiabilidad.
¿Cómo empiezo con las pruebas unitarias?
Escribir pruebas unitarias significativas es una habilidad. Para los equipos nuevos en las pruebas unitarias y los equipos experimentados que luchan con el costo de mantener una alta cobertura de código, la mejor manera de comenzar es incorporar pruebas unitarias automatizadas en su organización. Las pruebas unitarias y de regresión automatizadas reducen sustancialmente el esfuerzo de creación, mantenimiento y ejecución de pruebas.
Observar cómo la IA configura stubs y simulacros para aislar la unidad que se está probando o garantiza que las afirmaciones estén en su lugar para el comportamiento esperado ayuda a los equipos a crear pruebas unitarias significativas que se ejecutan rápidamente y brindan la red de seguridad para la modificación del código que están buscando.
A continuación, establezca una línea base de cobertura de código para su base de código. La cobertura de código mide la cantidad de código ejercida por sus pruebas unitarias.
Pruebas unitarias para Java
Las pruebas unitarias y de regresión son prácticas recomendadas y fundamentales para las pruebas de Java.
Las pruebas unitarias son una forma de pruebas de caja blanca. Los casos de prueba se basan en el conocimiento de la estructura interna. El evaluador selecciona las entradas para explorar rutas específicas y determina la salida adecuada. El propósito de las pruebas unitarias es examinar los componentes individuales o fragmentos de métodos y clases para verificar su funcionalidad y asegurar el comportamiento esperado.
Las pruebas de regresión complementan las pruebas unitarias. Garantizan que la última corrección, mejora o parche no afecte la funcionalidad existente al probar los cambios realizados en el código base. Los cambios en el código son inevitables, ya sean modificaciones al código existente o la adición de paquetes para nuevas funcionalidades. Es en este cambio donde reside el mayor riesgo. Por eso, las pruebas de regresión son una práctica obligatoria.
Explorando los conceptos básicos de JUnit
JUnit es un marco de pruebas unitarias para el lenguaje de programación Java y uno de los marcos más utilizados para Java.
Pruebas unitarias para C/C++
Las pruebas unitarias son clave para demostrar el correcto funcionamiento del software embebido. Verifican el diseño del módulo, garantizando que cada unidad de software cumpla con su función. Los requisitos de seguridad exigen que las unidades de software no presenten comportamientos inesperados ni sean susceptibles de manipulación con entradas de datos inesperadas.
Los equipos realizan pruebas unitarias durante el desarrollo de sistemas embebidos. Posteriormente, el equipo de control de calidad las vuelve a realizar.
Las pruebas de regresión se realizan al final de una iteración, un hito o un sprint. A medida que los equipos implementan actualizaciones de software, parches o nuevos requisitos, las pruebas de regresión se vuelven cruciales. Las suites de pruebas de regresión garantizan que la funcionalidad existente no se vea afectada por los cambios.
Automatización de pruebas unitarias
La automatización de pruebas para software embebido permite realizar pruebas unitarias con mayor rapidez y frecuencia. Sin embargo, es un desafío por buenas razones.
- La gran cantidad de casos de prueba y su mantenimiento a medida que evoluciona el código.
- La complejidad de iniciar y observar pruebas en objetivos integrados
- El acceso limitado al hardware de destino que tienen los equipos de software
Las herramientas de automatización de pruebas unitarias, como las de Parasoft u otras como GoogleTest, son compatibles con algún tipo de marco de pruebas. Esto proporciona la infraestructura necesaria para ejecutar unidades de código de forma aislada, a la vez que satisface las dependencias mediante stubs y se vincula a los requisitos.
Como funciona
Cobertura de código satisfactoria mediante pruebas unitarias
La recopilación y el análisis de métricas de cobertura de código es un aspecto importante para brindar calidad de software. Una vez que se conoce la cobertura de su código de referencia, se pueden evaluar los riesgos comerciales de la funcionalidad no probada para que los mitigue con pruebas adicionales.
Para proyectos de código heredado con cobertura de código insuficiente, es importante equilibrar la velocidad de desarrollo con la mitigación de riesgos. Estos son proyectos activos actualmente en producción, después de todo.
Aquí es importante medir la cobertura general del código y los análisis de cobertura del código modificado. La cobertura modificada le indica cuánto código cubrieron sus pruebas unitarias entre una compilación de referencia y una compilación de destino. Esto le ayuda a concentrarse en garantizar que el código recién escrito o modificado tenga una alta cobertura de código, lo que le brinda un hito alcanzable dentro de cada sprint. Los análisis de cobertura modificados permiten a los equipos de pruebas ágiles utilizar la cobertura de código de manera efectiva en el proceso.
Preguntas Frecuentes
