如何編寫有效的接口測試?
在所有的開發(fā)測試中,接口測試是必不可少的一項。有效且覆蓋完整的接口測試,不僅能保障新功能的開發(fā)質量,還能讓開發(fā)在修改功能邏輯的時候有回歸的能力,同時也是能優(yōu)雅地進行重構的前提。編寫接口測試要遵守哪些原則?測試代碼的結構應該是什么樣的?接口測試有哪些實踐技巧?本文分享作者在接口測試上的實踐總結。
一線開發(fā)同學,可能都或多或少地造成過線上bug甚至故障;也會遇到這樣的場景,某同學在開發(fā)某功能的時候重構了代碼,造成了線上bug或者故障;在開發(fā)某個功能時,發(fā)現(xiàn)需要修改公共邏輯,害怕影響到其他功能,非常不雅觀地拷貝代碼,重新寫套單獨邏輯來支持。
上面這些情況,都包含了一個關鍵的問題,無論是功能開發(fā)還是邏輯重構,如何來保障代碼開發(fā)的質量。保障的手段,每個人都知道,就是測試。首先是新功能測試,保障新功能邏輯正確;其次是回歸測試,保障原有業(yè)務功能邏輯正確。測試的方式,一般是兩種,人工測試和自動化測試。隨著測試技術和工具的持續(xù)發(fā)展,人工測試比例逐步降低,被自動化測試逐步替代。自動化測試是可持續(xù)和可重復的,甚至是可AI化的。
一 測試分層
測試也是分層的,如下圖所示:
在一個系統(tǒng)內,自動化測試一般分單元測試、模塊測試和接口測試。
單元測試
目前我的應用代碼基本都是基于spring框架面向接口這種編程模式,單元測試已被弱化。單元測試的要求基本上是單個類單個方法的測試,在我們當前模式下,編寫成本太高。當然,如果是一個工具或者一段比較內聚而又復雜的邏輯(例如算法邏輯),還是應該使用單元測試來保障邏輯的正確性。
模塊測試
在系統(tǒng)比較大、模塊比較多的情況下,可以建立模塊測試層,保障各模塊功能的正確性。不過當前的系統(tǒng)發(fā)展趨勢是微服務架構,因此模塊測試層并非十分必要,可以通過接口測試層來覆蓋。
接口測試
個人覺得準確來說應該叫入口測試,這一層,是從系統(tǒng)入口出發(fā)進行集成測試。應用入口通常是HSF(一個分布式RPC服務框架)服務,消息,定時任務。
作為開發(fā),測試手段千萬條,接口測試不可少。在我們應用的接口測試有效且覆蓋完整的情況下,不僅能保障我們新功能的開發(fā)質量,還能讓我們在修改功能邏輯的時候有回歸的能力,同時這也是我們做代碼重構的前提。同時,易測性也是代碼結構合理的一個指標,如果發(fā)現(xiàn)一段代碼編寫測試腳本困難或者無法測試,那就說明當前代碼結構不合理需要重構。接下來,我將主要談一談接口測試的有效性。
二 測試原則
基礎原則:
- 自動化:接口測試是非交互式的自動化執(zhí)行,不需要人參與。
- 獨立性:接口測試之間不應該相互依賴。
- 可重復:接口測試可重復執(zhí)行,不受環(huán)境影響。
- 接口測試遵守BCDE原則,保障接口交付質量。
- Border:邊界測試。
- Correct:正確的輸入,正確的預期輸出。
- Design:按照需求和設計文檔編寫測試邏輯。
- Error:錯誤輸入,預期輸出。
- 數(shù)據(jù)準備:數(shù)據(jù)準備通過系統(tǒng)服務進行,不能通過直接插入db方式。
- 可測性:對于不可測的代碼需要進行重構成合理的結構。
- 覆蓋性:接口測試需要覆蓋所有UC,同時代碼覆蓋率和分支覆蓋率應達到一定標準,新增代碼必須被覆蓋。
- 持續(xù)性:如果代碼修改導致已有接口測試執(zhí)行失敗,必須修復代碼問題或者測試代碼邏輯。
- 時間要求:接口測試應該在項目發(fā)布之前完成,不應放到項目發(fā)布之后補充。
以上的基本原則應適用于所有層的自動化測試用例,在編寫接口測試時,除了上面這些原則,還有其他原則需要遵守,先看一張圖:
從系統(tǒng)角度來分析入口調用,以HSF服務為例:
- 外圍系統(tǒng)調用由我們系統(tǒng)提供的服務。
- 系統(tǒng)執(zhí)行了一堆代碼邏輯,其中包含有分支邏輯。
- 系統(tǒng)執(zhí)行過程中依賴外部HSF服務,進行了調用,并得到了返回值。
- 系統(tǒng)執(zhí)行過程中依賴DB查詢或者落地了數(shù)據(jù),依賴緩存查詢或者落地了數(shù)據(jù)。
- 系統(tǒng)執(zhí)行過程中對外發(fā)送了消息。
- 給上游系統(tǒng)返回HSF執(zhí)行結果。
有效接口測試的關鍵原則是要覆蓋所有入口,mock所有依賴,校驗執(zhí)行過程中所留下的痕跡,總結如下:
- 入口覆蓋:接口測試用例必須覆蓋HSF服務入口、消息入口、定時任務入口。
- 依賴mock:在基本原則中,有可重復這個原則,即接口測試不能受環(huán)境依賴,需要mock掉對外依賴。但對于db依賴,不建議完全mock掉,一方面mock成本高,另外可能覆蓋不到sql和表約束邏輯。
- 校驗完整:有效的接口測試,應該具備完整的校驗,沒有校驗的接口測試是沒有意義的。只要執(zhí)行過程中,留下的痕跡對業(yè)務有影響,都要進行完整校驗,方能保障接口測試的有效性。
- HSF接口返回值校驗:按照場景和接口約定進行HSF返回參數(shù)校驗。
- DB校驗:校驗落地數(shù)據(jù)的正確性。
- 緩存校驗:校驗存入緩存中數(shù)據(jù)的正確性。
- HSF依賴入?yún)⑿r灒和ㄟ^mock工具獲得依賴HSF調用的入?yún)ⅲM行入?yún)⑿r灐?/li>
- 消息校驗:通過mock工具獲得發(fā)送的消息對象,進行消息體校驗。
三 測試代碼結構
在編寫測試代碼的時候,也應跟寫業(yè)務代碼一樣,考慮代碼的可讀、可擴展、可復用性。同時也可以根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務特性,在測試框架的基礎上封裝適合當前系統(tǒng)的測試組件,提高測試代碼編寫效率,規(guī)范測試代碼結構。
一個接口的測試代碼,大概的結構如下:
1 測試準備
依賴數(shù)據(jù)準備
很多時候,我們的測試有數(shù)據(jù)依賴,可能是配置數(shù)據(jù),也有可能是業(yè)務數(shù)據(jù)(例如退款需要依賴支付數(shù)據(jù))。
- 配置數(shù)據(jù):可以通過定義配置文件來初始化配置。
- 業(yè)務數(shù)據(jù):這類數(shù)據(jù),禁止通過直接插入數(shù)據(jù)方式產(chǎn)生,而是應通過調用業(yè)務服務產(chǎn)生。
依賴mock
對于外部依賴,需要對被依賴的服務進行mock,避免真實調用。
接口測試入?yún)蕚?/strong>
準備接口方面的入?yún)ⅰ?/p>
2 測試執(zhí)行
調用接口方法,執(zhí)行業(yè)務邏輯。
3 測試校驗
- 返回參數(shù)校驗:校驗接口的返回參數(shù)。
- DB:校驗DB落地數(shù)據(jù)。
- 緩存數(shù)據(jù)校驗:校驗落地到緩存中的數(shù)據(jù)。
- 消息校驗:校驗對外發(fā)送的消息對象。
- 對外HSF調用校驗:校驗對外HSF調用的入?yún)ⅰ?/li>
四 實踐技巧
1 執(zhí)行效率
對于接口測試,執(zhí)行效率是不得不關注的一個點,若一個接口測試執(zhí)行3分鐘以上才能看到結果,會大大降低開發(fā)同學編寫接口測試的熱情。對于測試執(zhí)行效率提高,建議的方案為:
- 最小化啟動測試上下文,例如spring boot的應用,啟動spring就可以了
- 使用內存數(shù)據(jù)庫,例如h2
- 將中間件依賴mock掉
2 測試框架選擇
對于測試框架,建議選擇基于testng,能夠提供通過配置文件做數(shù)據(jù)準備的測試框架。如果找不到合適的,可以自己基于testng進行封裝。
3 接口測試覆蓋度
場景的完整性影響著測試用例的覆蓋度,一方面需要開發(fā)同學基于業(yè)務場景的輸入和測試經(jīng)驗枚舉出正常和異常情況,另一方面接口方法也有一些固定需要測試的點,例如冪等測試,邊界值測試,參數(shù)不正確測試等等。
同時也要通過覆蓋率工具查看接口未覆蓋的代碼或分支邏輯,進行針對性的場景覆蓋測試。根據(jù)我的經(jīng)驗,分支完整覆蓋非常重要,特別是異常的分支。
五 總結
要保障系統(tǒng)線上運行穩(wěn)定,質量保障手段必不可少。雖然現(xiàn)在有很多自動化的保障手段,但接口測試依然是最基本的和最重要的保障手段之一。如能做到持續(xù)保障接口測試覆蓋度和有效性,很大程度上會降低線上bug的產(chǎn)生,開發(fā)同學也會更有積極性去重構代碼。