Aspectos Avançados em Engenharia de Software Testes OO Aspectos Avançados em Engenharia de Software Aula 6 Fernanda Campos DCC/UFJF

Teste de software A fase de teste, no processo de desenvolvimento de software, tem papel crítico na garantia da qualidade. Essa fase fornece subsídios para identificar problemas e mensurar a qualidade dos produtos. A atividade de teste deve resultar em parâmetros que nos permitam avaliar o grau de confiança de um sistema.

Teste de software É necessário testar um sistema OO em uma variedade de níveis diferentes para descobrir erros que podem ocorrer à medida que classes colaboram umas com as outras e subsistemas se comunicam entre si. Teste OO é estrategicamente similar ao teste de sistemas convencionais, mas é taticamente diferente.

Teste de software O teste OO pode começar pela revisão dos modelos da análise e do projeto. Uma vez gerado o código, começa uma série de testes para exercitar operações de classes e verificar se existem erros quando uma classe colabora com outra. À medida que as classes são integradas para formar um subsistema, o teste baseado em uso é aplicado. Finalmente, casos de uso são usados para descobrir erros em nível de validação do software. Teste OO enfoca a seqüência de operações para exercitar os estados de uma classe.

Para que testar? Qualidade: Código testado é mais confiável Como saber se o recurso funciona sem testar? Coragem para mudar: De que adianta a OO isolar a interface da implementação se o programador tem medo de mudar a implementação? Como saber se ainda funciona após refatoramento? Saber quando o projeto está pronto. Testes são requisitos “executáveis”. Escreva-os antes. Quando todos rodarem 100%, o projeto está concluído!

Problema com testes (e a solução) Todos sabem: testes devem ser escritos; Poucos o fazem, e por quê não ? Síndrome da pressa Isto cria um círculo vicioso Como quebrar este ciclo: criando um ambiente simples de testes. Depois de fazer os primeiros testes, o hábito vem para ficar. menos produtividade menos estabilidade menos testes mais pressão

Testar  Depurar Simplificando Depurar - o que se faz quando se sabe que o programa não funciona; Testar - tentativas sistemáticas de encontrar erros em programa que você “acha” que está funcionando. “Testes podem mostrar a presença de erros, não a sua ausência (Dijkstra)”

Teste de software Duas técnicas podem ser utilizadas para realizar teste de software: teste funcional e teste estrutural. O teste funcional, também chamado teste de "caixa-preta", testa o sistema do ponto de vista do usuário, isto é, não considera a estrutura interna ou a forma de implementação do sistema. Este é o único tipo de teste possível quando não se dispõe do código-fonte. O teste estrutural, também chamado de teste de "caixa-branca", procura exercitar todas as partes do código-fonte de um sistema. Dessa forma, é necessário ter o código-fonte disponível, para controlar o que foi e o que não foi testado.

Teste enquanto você escreve código Se possível escreva os testes antes mesmo de escrever o código uma das técnicas de XP quanto antes for encontrado o erro melhor !!

Técnicas básicas Teste o código em seus limites; Teste de pré e pós condições; Uso de premissas (assert); Programe defensivamente; Use os códigos de erro.

Teste o código em seus limites Para cada pequeno trecho de código (um laço, ou if por exemplo) verifique o seu bom funcionamento; Tente uma entrada vazia, um único item, um vetor cheio, etc.

Testes sistemáticos Teste incrementalmente durante a construção do sistema após testar dois pacotes independentemente teste se eles funcionam juntos Teste primeiro partes simples tenha certeza que partes básicas funcionam antes de prosseguir testes simples encontram erros simples teste as funções/métodos individualmente

Testes Sistemáticos Conheça as saídas esperadas conheça a resposta certa para programas mais complexos valide a saída com exemplos conhecidos compiladores - arquivos de teste; numéricos - exemplos conhecidos, características; gráficos - exemplos, não confie apenas nos seus olhos.

Testes Sistemáticos Verifique as propriedades invariantes alguns programas mantém propriedades da entrada número de linhas tamanho da entrada freqüência de caracteres

Testes Sistemáticos Compare implementações independentes os resultados devem ser os mesmos se forem diferentes pelo menos uma das implementações está incorreta Cobertura dos testes cada comando do programa deve ser executado por algum teste

Automação de testes Testes manuais Testes automatizados tediosos, não confiáveis Testes automatizados devem ser facilmente executáveis

Automação de testes Teste de regressão automáticos comparar a nova versão com a antiga verificar se os erros da versão antiga foram corrigidos verificar se novos erros não foram criados

Automação de testes Crie testes autocontidos testes que contém suas próprias entradas e respectivas saídas esperadas O que fazer quando um erro é encontrado? se não foi encontrado por um teste faça um teste que o provoque

Arcabouço de testes As vezes para se testar um componente isoladamente é necessários criar um ambiente com características de onde este componente será executado

Testes de estresse Testar com grandes quantidades de dados gerados automaticamente erros comuns: overflow nos buffers de entrada, vetores e contadores Exemplo: ataques de segurança

Tipos de teste “white box” “black box” “usuários” testes feitos por quem conhece (escreveu) o código “black box” testes sem conhecer o código “usuários” encontram novos erros pois usam o programa de formas que não foram previstas

Teste OO O processo de teste de software OO apresenta algumas vantagens em relação ao procedural, entre as quais cita-se: Métodos e interfaces de classes são explicitamente definidos; Menos casos de testes para cobertura do software; Reutilização de casos de teste devido à presença da característica de herança.

Teste OO Existem desvantagens como: A avaliação da corretude da classe é dificultada pela presença do encapsulamento de informações; O gerenciamento do teste é dificultado pelos múltiplos pontos de entrada (métodos) de uma classe; As interações entre os objetos são expandidas pelo polimorfismo e pela ligação dinâmica.

Tipos de testes em software OO testes das classes testes de interações testes de regressão teste do sistema e sub-sistemas teste de aceitação testes de implantação

Análise de Riscos Análise de Riscos ajuda a planejar quais testes devem ser feitos Um risco - ameaça ao sucesso de um projeto riscos do gerenciamento do projeto testes não ajudam muito riscos do negócio testes da funcionalidade riscos técnicos testes de unidades, das classes, componentes, etc.

Dimensões do Processo de Testes Quem cria os testes? Os desenvolvedores? Uma equipe especializada em testes? Ambos? Quais partes são testadas? Todas? Nenhuma? Ou só as de alto risco? Quando os testes serão realizados? Sempre? Rotineiramente? No final do projeto?

Dimensões do Processo de Testes Como será feito? Baseado no que o software faz ou em como o software faz? Os testadores conhecem a implementação ou só a interface? Quanto de testes é o adequado?

Papéis no Processo de Testes Testador de classes Testador da Integração testa as interações entre  objetos Testador do sistema conhece o domínio e é capaz de verificar a aplicação como um todo ponto de vista do usuário do sistema Gerente do Processo de Testes coordena e escalona os testes e as pessoas

Planejamento de Testes Muitas vezes é esquecido ou não é considerado pelos gerentes de projeto Atividades de planejamento: Escalonamento das atividades de testes Estimativas de custo, tempo e pessoal necessário para realizar os testes Equipamento necessário

Planejamento de Testes Atividades de planejamento: Definição do nível de cobertura: quanto maior, mais código será exigido. métricas para avaliar eficácia de um conjunto de testes cobertura do código cobertura das pós-condições cobertura dos elementos do modelo

Testes das Classes (unidades) Uma maneira é o peer-review Errar é humano Testes automatizados são melhores Testes automatizados devem cobrir alguns casos normais o maior número possível de casos limítrofes

Testes das Interações Objetos podem interagir de 4 formas diferentes: um objeto é passado como parâmetro para outro objeto numa chamada de método um objeto devolve uma referência para outro objeto numa chamada de método um método cria uma instância de outro objeto um método usa uma instância global de outra classe (normalmente evitado)

Casos: Teste das interações Chamadas de métodos 2 abordagens: Programação defensiva O receptor verifica os parâmetros Programação por contrato A mensagem é verificada antes do envio

Casos: Teste das interações Subclasses/superclasses Use o diagrama de classes para identificar quais testes de regressão devem ser realizados quando uma classe é alterada ou uma nova classe é criada. Execute os testes escritos para a superclasse mas agora usando a nova subclasse Para testar classes abstratas, somos obrigados a criar classes concretas só para testá-las

O que são ferramentas para testes automáticos? São programas que avaliam se outro programa funciona como esperado e retornam resposta do tipo "sim" ou "não“. Ex: um main() que cria um objeto de uma classe testada, chama seus métodos e avalia os resultados Validam os requisitos de um sistema

Os testes devem verificar a si mesmos. A saída deve ser Testes Automáticos (self-checking) Os testes devem verificar a si mesmos. A saída deve ser “OK” ou lista precisa das coisas que deram errado. Quando os testes funcionam, sua saída deve ser apenas uma lista enxuta de “Oks”. Ou um botão e uma luz verde e outra vermelha.

O Testador Ideal executar Teste OK Erro ver Detalhes

JUnit: O que é? JUnit é um “framework” que facilita o desenvolvimento e execução de testes de unidade em código Java Uma API para construir os testes Classes Test, TestCase, TestSuite, etc. oferecem a infraestrutura necessária para criar os testes. Métodos assertTrue( ), assertEquals( ), fail( ), etc. são usados para testar os resultados. Aplicações para executar testes (os TestRunners) Rodam testes individuais e suites (conjuntos de testes).

JUnit: Para que serve? “Padrão” para testes de unidade em Java Desenvolvido por Kent Beck (o guru do XP) e Erich Gamma (do GoF "Design Patterns") Facilita: A criação e execução automática de testes A apresentação dos resultados JUnit pode verificar se cada método de uma classe funciona da forma esperada Permite agrupar e rodar vários testes ao mesmo tempo Na falha, mostra a causa em cada teste Serve de base para extensões

CppUnit CppUnit é a versão para C++ do JUnit (mas não é idêntico) http://cppunit.sourceforge.net A saída dos testes pode ser em XML ou em formato de texto para testes automáticos, e com interface visual para testes supervisionados

JUnit: Como funciona O TestRunner recebe uma subclasse de junit.framework.TestCase Usa reflection para descobrir seus métodos Para cada método testXXX(), executa: 1. o método setUp() 2. o próprio método testXXX() 3. o método tearDown() O test case é instanciado para executar um método testXXX() de cada vez. As alterações que ele fizer ao estado do objeto não afetarão os demais testes Método pode terminar, falhar ou provocar exceção TestCase setUp() tearDown() MyTestCase setUp() testXXX( ) testYYY( ) tearDown()

JMeter: Testes de Stress Uma ótima ferramenta open-source para testar os limites de uma aplicação Simula carga pesada em servidor, rede ou objeto Testa performance sob diferentes tipos de carga em aplicações Web, servidores de FTP, objetos Java, bancos de dados, servlets, scripts em Perl, sistemas de arquivos, e outras aplicações (Java ou não) Gera gráficos com resultados para análise JMeter pode ser usado para simular carga que cause falha em testes decorados com JUnitPerf http://jakarta.apache.org/jmeter

Dependência de código-fonte Problema: Como testar componente que depende do código de outros componentes? Classe-alvo não oferece o que testar: Se houver tinta e se houver papel método void imprime( ) deve funcionar Como saber se há ou não tinta e papel? public void testImprime( ) { Impressora imp = new Impressora(); imp.imprime( ); // void! assert???(???); } Bandeja temPapel() ImpressoraTest Impressora Cartucho testImprime() imprime() temTinta()

Stubs: objetos "impostores" É possível remover dependências de código-fonte refatorando o código para usar interfaces Agora B pode ser substituída por um stub BStub está sob controle total de ATest (1) Em alguns casos, ATest pode implementar InterB (2)

Dependência: solução usando stubs Quando usar stubs Dependência ainda não está pronta Dependências têm estado mutante, imprevisível ou estão indisponíveis durante o desenvolvimento BDs, servidores de aplicação, servidores Web, hardware

Dependências de servidores Usar stubs para simular serviços É preciso implementar classes que devolvam as respostas esperadas para diversas situações Complexidade pode não compensar investir no desenvolvimento Use soluções open-source prontas! DBUnit: extensão do JUnit para testar aplicações JDBC http://dbunit.sourceforge.net JUnitEE: extensão do JUnit para testar aplicações J2EE http://junitee.sourceforge.net Usar proxies para serviços reais Testa a integração real do componente com seu ambiente Solução open-source: Cactus: testa integração da aplicação com servlet containers

Cactus: Testes de aplicações J2EE Cactus é um framework open-source do projeto Jakarta para testar aplicações que utilizam componentes J2EE Componentes Web (Camada de Controle) Camada EJB (Model) e cliente (View): indiretamente Cactus estende o JUnit Execução dos testes é realizada de forma idêntica TestCases são construídos herdando de uma subclasse de junit.framework.TestCase (Exemplo: ServletTestCase)

Cactus: Testes de aplicações J2EE Cactus testa a integração dos componentes Web com seus containers Usa o próprio container como servidor e JUnit como cliente Uma cópia do Test Case é instanciada pelo container Outra cópia é instanciada pelo JUnit Comunicação é intermediada por um proxy (ServletRedirector, JSPRedirector ou FilterRedirector) JUnit envia requisições via HTTP para proxy Proxy devolve resultado via HTTP e JUnit os mostra Cliente Servidor (1) beginXXX() (4) setUp() Classe de Teste (2) (3) Classe de Teste (5) testXXX() Classes do Servidor Proxy (8) (7) (9) endXXX() (6) tearDown()

Testes de interface em servidores Web Testar o funcionamento da aplicação do ponto de vista do usuário Verificar se uma página HTML ou XML contém determinado texto ou determinado elemento Verificar se resposta está de acordo com dados passados na requisição: testes funcionais do tipo "caixa- preta" Soluções (extensões do JUnit): HttpUnit e ServletUnit: permitem testar dados de árvore DOM HTML gerada JXWeb (combinação do JXUnit com HttpUnit) permite especificar os dados de teste em arquivos XML arquivos de teste Java são gerados a partir do XML XMLUnit: extensão simples para testar árvores XML

Dicas para fazer testes Cheque os limites dos vetores caso a linguagem não faça isto por você faça com que o tamanho dos vetores seja pequeno; ao invés de criar testes muito grandes Faça funções de hashing constantes Crie versões de malloc que ocasionalmente falham Desligue todos os testes antes de lançar a versão final

Dicas para fazer testes Inicialize os vetores e variáveis com um valor não nulo ex: 0xDEADBEEF pode ser facilmente encontrado Não continue a implementação de novas características se já foram encontrados erros Teste em várias máquinas, compiladores e SOs

Concluindo Testes proporcionam: Planejamento Refinamento do design Ritmo saudável Design simples Lançamentos pequenos Vale a pena investir tempo para desenvolver e aperfeiçoar a prática constante de escrever testes automatizados mais produtividade, maior integração de equipes produtos de melhor qualidade, com prazo previsível menos stress, mais organização