ユニットテストとは何ですか?
ユニットテストとは、コードの最小機能ユニットをテストするプロセスです。ソフトウェアテストはコードの品質を保証するのに役立ち、ソフトウェア開発に欠かせないものです。ソフトウェアを小さく機能的なユニットとして作成し、コードユニットごとにユニットテストを作成するのがソフトウェア開発のベストプラクティスです。まず、ユニットテストをコードとして記述できます。次に、ソフトウェアコードを変更するたびに、そのテストコードを自動的に実行します。これにより、テストが失敗した場合でも、バグやエラーのあるコードの領域をすばやく特定できます。ユニットテストはモジュラー思考のパラダイムを強化し、テストの範囲と品質を向上させます。自動ユニットテストは、お客様やデベロッパーがコーディングに集中する時間を増やすのに役立ちます。
ユニットテストとは何ですか?
ユニットテストは、アプリケーションコードの小さな独立したブロック (通常は関数またはメソッド) の精度を検証するコードブロックです。ユニットテストは、コードブロックがその背後にあるデベロッパーの理論的なロジックに従って期待どおりに動作するかどうかを確認するように設計されています。ユニットテストは、入力とキャプチャされたアサート (true または false) 出力を介してのみコードブロックを操作できます。
1 つのコードブロックに、テストケースと呼ばれるユニットテストのセットが含まれる場合もあります。テストケースのセットは、コードブロックの想定される動作をすべて網羅していますが、必ずしもすべてのテストケースを定義する必要はありません。
コードブロックがシステムの他の部分を実行する必要がある場合、その外部データでユニットテストを使用することはできません。ユニットテストは単独で実行する必要があります。コードの機能には、データベース、オブジェクト、ネットワーク通信などの他のシステムデータが必要な場合があります。その場合は、代わりにデータスタブを使用する必要があります。小さくて論理的に単純なコードブロックに対してユニットテストを書くのが最も簡単です。
ユニットテストの戦略
ユニットテストを作成するには、いくつかの基本的なテクニックに従うことで、すべてのテストケースを確実にカバーできます。
ロジックチェック
システムは正しい計算を実行し、正しい、期待された入力が与えられた場合に、コードを通して正しいパスを辿りますか? コード内のすべてのパスが指定された入力の対象になっていますか?
境界チェック
与えられた入力に対して、システムはどのように応答しますか? 一般的な入力、エッジケース、または無効な入力にどのように応答しますか?
3～7 の間の整数入力を期待しているとしましょう。5 (標準入力)、3 (エッジケース)、または 9 (無効な入力) を使用した場合、システムはどのように応答しますか?
エラー処理
入力にエラーがある場合、システムはどのように応答しますか? ユーザは別の入力を求められますか? ソフトウェアはクラッシュしますか?
オブジェクト指向チェック
コードを実行して永続オブジェクトの状態が変更された場合、オブジェクトは正しく更新されていますか?
ユニットテストの例
Python の非常に基本的なメソッドと、対応するユニットテストコードを含むいくつかのテストケースの例を次に示します。
Python メソッド
def add_two_numbers(x, y):
return x + y
対応するユニットテスト
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
ユニットテストにはどのようなメリットがありますか?
ユニットテストは、ソフトウェア開発プロジェクトに多くの点でメリットをもたらします。
バグの効率的な発見
コードブロック内に入力、出力、またはロジックベースのエラーがある場合、ユニットテストは、バグが本番環境に到達する前にそれらを検出するのに役立ちます。コードが変更されたら、統合テストなどの他のテストと並行して同じユニットテストを実行しても、同じ結果が期待できます。テストが失敗した場合 (ブロークンテストとも呼ばれます) は、リグレッションベースのバグを示しています。
ユニットテストは、コード内のバグをより早く見つけるのにも役立ちます。デベロッパーはデバッグ作業に多くの時間を費やすことはありません。エラーのあるコードの正確な部分をすばやく特定できます。
ドキュメント
コードを文書化して、そのコードが何をしているのかを正確に把握することが重要です。とはいえ、ユニットテストはドキュメントの一形態としても機能します。
他のデベロッパーはテストを読んで、コード実行時にどのような動作が予想されるかを調べます。この情報を使用して、コードを変更またはリファクタリングします。コードをリファクタリングすると、パフォーマンスが向上し、構成もよくなります。ユニットテストを再実行して、変更後にコードが期待どおりに動作することを確認できます。
デベロッパーはユニットテストをどのように使用しますか?
デベロッパーは、ソフトウェア開発ライフサイクルのさまざまな段階でユニットテストを使用します。
テスト中心のデプロイ
テスト駆動開発 (TDD) とは、デベロッパーが完全なコード自体を構築する前に、ソフトウェアの機能要件を確認するテストを作成することです。最初にテストを書くことで、コーディングが完了してテストが実行されると、コードを要件と照合して即座に検証できます。
コードブロックの完成後
コードブロックが完成したとみなされたら、TDD のおかげでユニットテストがまだ開発されていないのであれば、ユニットテストを開発すべきです。その後、すぐにユニットテストを実行して結果を検証できます。ユニットテストは、システムテスト中に他のソフトウェアのテストスイートの一部としても実行されます。これらは通常、システム全体のソフトウェアテスト中に実行される最初のテストセットです。
DevOps の効率性
DevOps をソフトウェア開発プラクティスに適用する際のコアアクティビティの 1 つは、継続的インテグレーションと継続的デリバリー (CI/CD) です。コードに変更を加えると、より広範なコードベースに自動的に統合され、自動テストにかけられ、テストに合格するとデプロイされます。
ユニットテストは、統合テストと並んでテストスイートの一部を構成します。これらは CI/CD パイプラインで自動的に実行され、時間の経過とともにアップグレードや変更が行われたコードの品質を保証します。
ユニットテストにそれほどメリットがないのはどのような場合ですか?
ユニットテストは、すべてのプロジェクトのすべてのコードブロックのすべてのテストケースで必ずしも必要ではありません。ユニットテストを省略できる可能性がある場合の例をいくつか示します。
時間に制約があるとき
生成系ユニットテストフレームワークを使用したとしても、新しいユニットテストの作成にはデベロッパーのかなりの時間を必要とします。入力ベースと出力ベースのユニットテストは簡単に生成できますが、ロジックベースのチェックはより困難です。
デベロッパーがテストを書き始めると、コードブロックにリファクタリングの機会があることに気付き、その完了に気を取られてしまいます。これにより、開発スケジュールの延長や予算の問題が発生する可能性があります。
UI/UX アプリケーション
メインシステムがロジックよりもルックアンドフィールを重視している場合、実行するユニットテストはそれほど多くないかもしれません。このような場合は、ユニットテストよりも手動テストなどの他のタイプのテストのほうが適しています。
レガシーコードベース
既存のレガシーコードをラップするテストを書くことは、書かれたコードのスタイルによってはほぼ不可能であることがわかります。ユニットテストにはダミーデータが必要なため、大量のデータ解析を伴う高度に相互接続されたシステムのユニットテストを作成するには時間がかかりすぎることもあります。
急速に変化する要件
プロジェクトによっては、どの作業スプリントでも、ソフトウェアが拡張したり、方向性を変えたり、パーツ全体が廃棄されたりすることがあります。要件が頻繁に変更されそうな場合、コードブロックが開発されるたびにユニットテストを書く理由はあまりありません。
ユニットテストのベストプラクティスは何ですか?
プロセスを最大限に活用するためのユニットテストのベストプラクティスをいくつか紹介します。
ユニットテストフレームワークを使用する
コードのすべてのブロックに対して、完全にカスタマイズされた明示的なユニットテストを書くのは時間の無駄です。一般的なプログラミング言語にはすべて、自動テストフレームワークがあります。
例えば、Python にはユニットテストのための 2 つの異なるフレームワークとして pytest と unittest があります。テストフレームワークは、あらゆる規模のソフトウェア開発プロジェクトで広く使用されています。
ユニットテストを自動化する
ユニットテストは、ソフトウェア開発内のさまざまなイベントに対してトリガーされる必要があります。たとえば、バージョン管理ソフトウェアを使用して変更をブランチにプッシュする前、またはソフトウェアアップデートをデプロイする前に使用できます。
ユニットテストは、スケジュールを設定した完全なプロジェクトで実行することもできます。自動ユニットテストにより、開発ライフサイクル全体を通じてすべての適切なイベントやケースでテストを実行できます。
1 度アサーションを行う
各ユニットテストでは、結果は真か偽のどちらか 1 つだけである必要があります。テスト内には、アサ―トステートメントが 1 つしかないことを確認してください。複数のアサートステートメントからなるブロックの中で失敗したアサ―トステートメントがあると、どれがが問題を引き起こしたのかわからなくなる可能性があります。
ユニットテストを実装する
ユニットテストはソフトウェア構築において重要な部分ですが、多くのプロジェクトではユニットテストにリソースを投入していません。プロジェクトがプロトタイプとして開始される場合、コミュニティベースの小規模な取り組みである場合、または単に迅速にコーディングされるプロジェクトの場合、時間の制約からユニットテストは省略できます。
ただし、最初からユニットテストを標準のプラクティスとしてプロジェクトを構築すると、プロセスの順を追って、繰り返すことがはるかに簡単になります。
ユニットテストと他のタイプのテストの違いは何ですか?
ソフトウェアのテスト手法には、ユニットテスト以外にも多くの種類があります。これらはすべて、ソフトウェア開発ライフサイクルにおいて果たすべき特定の役割を持っています。
- 統合テストは、相互作用するように設計されたソフトウェアシステムのさまざまな部分が正しく動作するかどうかを確認します。
- 機能テストは、ソフトウェアシステムが構築前に概説されたソフトウェア要件を満たしているかどうかを確認します。
- パフォーマンステストは、ソフトウェアが速度やメモリサイズなどの期待されるパフォーマンス要件で動作するかどうかを確認します。
- 受け入れテストは、利害関係者またはユーザーグループがソフトウェアを手動でテストして、期待どおりに機能しているかどうかを確認します。
- セキュリティテストでは、既知の脆弱性や脅威に対してソフトウェアを確認します。これには、ソフトウェアへのサードパーティのエントリポイントを含む脅威サーフェスの分析が含まれます。
これらのテスト手法では、通常、ソフトウェアを確認するための特殊なツールと独立したプロセスが必要です。それらの多くは、基本的なアプリケーション機能が開発された後に実行されることもあります。
対照的に、ユニットテストはコードがビルドされるたびに実行されます。コードを書いたらすぐに作成でき、実行に特別なツールは必要ありません。ユニットテストは、ソフトウェアテストの最も基本的なタイプの 1 つと考えられています。
AWS はユニットテストの要件にどのように対応できますか?
Amazon Web Services (AWS) は、デベロッパーに幅広いメリットをもたらします。ユニットテストや統合テストなどを通じて、コードを開発して実行し、ソフトウェアをテストできます。また、DevOps パイプラインを運用して、さまざまな開発機会を追求することもできます。
AWS デベロッパーツールには、複数のプログラミング言語やプログラミングのユースケースに対応する統合開発環境 (IDE)、プラグイン、SDK が用意されています。他のメリットの中でも、これらのツールはユニットテストをより効率的にします。
AWS Fargate は、サーバーレスで従量制料金のコンピューティングエンジンであり、サーバーを管理することなくアプリケーションの構築に集中することができます。Fargate では自動ユニットテストソフトウェアを簡単に実行して、アプリケーション開発を効率化できます。
AWS Marketplace にはサードパーティのユニットテストソフトウェアもあります。必要な制御を備えたソフトウェアをすばやく実装できます。AWS Marketplace の販売者は柔軟な価格オプションを提供しているため、 必要なときに必要なものを購入できます。
今すぐアカウントを作成して、AWS でユニットテストを開始しましょう。
