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测试的价值

今天,我打算开一个新的栏目——Thinking 来记录在生活中的一些思考。栏目中的文章主题不限于技术, 包含生活中的方方面面。(其实是因为长文太难写了,草稿箱里可能已经坑了20来篇了 (笑)。

那么栏目的第一篇,我打算聊一聊「自动化测试」。

很多研发会觉得写测试用例是非常累赘的事情。有些会认为, 业务变化太快,维护测试用例费时不讨好;有些会认为,公司配备了完整的 QA 团队, 有问题让 QA 人工测试就好,没必要让研发写自动化测试等等;还有可能, 业务需求开发时间被压缩,觉得“额外”再写一份测试用例降低工作效率等等。

在日常工作中,至今为止接触的数十个项目中, 只有少数一两个项目在 CI 的要求下保证了一定的单元测试覆盖率(如果我没记错的话 50% )。 其它项目基本上没有自动化测试用例的存在。毫不令人意外的,项目经常出现的现象有:

  • 实现一个不相关的需求,导致线上其它不相关功能出现 bug;
  • 为了不改动旧代码逻辑,大量复制粘贴代码, 仔细一看,其中的实现逻辑大同小异,如就差一个判断等;
  • 没人完全知道一个函数所有的输入输出的意义,类型与范围;
  • 大量的全局变量;
  • 大家都知道代码逻辑很烂,但是没有勇气重构去改良它们;
  • 测试提出问题之后,需要在多处埋点 console.log 去寻找问题的根源在哪, 耗费大量时间;

如果自动化测试是低效的,那么与之相反,没有自动化测试应该会体现出高效。 但是在实际中,没有自动化测试的项目中,反而也体现了低效与风险。 仔细思考的话,是否对于自动化测试的看法是有误的吗?是否自动化测试真的会对 项目的开发效率调试效率可维护性产生负面影响?🤔

自动化测试与开发效率

拒绝自动化测试的一大原因是开发害怕实施自动化测试会影响开发效率。毕竟, 研发除了业务代码之外,还要多维护一份测试用例代码。很多人下意识的会同意这种说法。

但是,实际上真的是这样吗?回想实际开发的过程,在完成一个需求的时候, 最频繁的操作会是什么?对于我而言会是验证操作。比如修改一处代码, 然后满怀希望的等待编译(可能耗时 10s 左右),然后在浏览器上模拟用户操作, 看程序的反应。这一套操作下来,个人估计至少需要 30s 左右。所以人工验证需要 30s 来一个功能点是否正常工作。人工验证是繁琐与无趣的,中间可能走神, 这样需要时间会更长。

如果换做用自动化测试的话,一个单元测试耗费的时间是毫秒级的, 一个 E2E 测试用例的时间大概在 1s 左右。在一次人工验证的时间中, 通过自动化测试我们能验证多少功能点呢?只跑 E2E 测试, 我们都至少能够验证 30 几个功能点。 况且 E2E 测试是自动化测试中最耗费时间的一类测试用例了, 自动化测试的效率对于人工验证的效率是数量级上的提升的。 另外,很多框架为了最小化繁琐操作,都自带了 watch 功能。 当检测到代码改变,自动运行相关的测试用例。基本上, 在修改代码后的几秒之内就能够知道代码修改对整个项目的影响。 这是人工验证无法做到的。

另外,自动化测试会使开发在整个研发的工作流中,不用在工具之间切来切去。 只用在代码编辑器与命令行中就可以知道修改代码的结果。 这会使开发更加专注于编写逻辑,不受“上下文”切换的影响。

自动化测试将开发中最频繁操作的效率提升了一个数量级。 付出的是仅仅几分钟时间设计一个测试用例。

自动化测试与调试效率

在调试中最难的问题莫过于找到问题的原因。如果没有测试用例的话, 我们可能会通过在有疑问的地方打日志的方式来找出问题。 对于一个较大型的程序而言,涉及到的代码可能横跨几个文件,好几个方法, 打日志的方法非常盲目,属于最后的手段。

但是如果有测试用例覆盖的话,DEBUG 会容易很多。 如果程序出现了问题,而同时某个测试用例没有通过。 可以直接怀疑相关的代码出现了问题。 修正代码使测试用例通过,bug 就修完了。 不再有到处打 console.log 来寻找问题在哪的操作。

即使,当所有测试用例都通过,程序仍然出现了 bug。这说明当前测试用例没有完全覆盖需·求。 此时,我们用 bug 的复现方法编写一个一定会失败的测试用例。 然后调整代码使这个测试用例通过。这样,不仅在调试过程中借助了自动化工具提升了体验, 而且更重要的是,测试用例可以保证这个 bug 永远不会再次出现。

自动化测试与可维护性

代码的可维护性与很多因素有关。如架构设计的合理性,模块之间是否存在耦合等等。 由于业务多变难以预测,几乎很少能够一次性的写出既符合需求又易于扩展的代码。 因此,在开发过程中,不断对代码进行重构, 优化代码结构是提高项目可维护性的必经之路。

从定义而言,重构要求代码的改动不能改变软件的功能。然而,现实并不是乌托邦。 有时,代码几经接手,原需求已经不可考;有时,代码充斥着坏味道, 我们已经无法理解代码的职责是什么。在这种情况下, 我们无法保证代码能够被安全重构。

重构对于项目健康而言是必要的,那么如何保证在安全的情况下重构呢? ——完整的测试用例。测试用例就像合同一样,保证了一个单元的输入输出的正确性。 单元的用户不关心单元内部的实现逻辑,只需要单元的输入输出符合预期即可。 如果一个单元有完整的测试用例覆盖的话,我们在单元内部任意调整代码结构, 只要能够保证测试通过,我们都能够认为重构是安全的。因此,Martin Fowler 在《重构——改善既有代码的设计》 中提到了单元测试是重构的基础。

总结

自动化测试是提高软件设计质量与可靠性的良好手段。在现代的软件开发中, 软件代码与测试用例代码是同样重要的。在大型开源项目中,如 Node.js 中, 实现任何新特性或者修复 bug 都会被要求附上相应的测试用例。 但是在实际工作中,推行自动化测试也许遇到一些阻力。希望借由本文能够消除一些对单元测试的误解。

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