Unit-Test

Was ist ein Unit Test?

Ein Unit-Test prüft das Verhalten einer Software-Einheit im System. Dieser Test für Software prüft, ob sich ein kleiner und isolierter Teil der Codebasis, der „Unit“ genannt wird, so verhält, wie es der Entwickler beabsichtigt hat. Unit-Testing ist ein wichtiges Testverfahren bei der Programmierung von Software.

Unit-Test – Testverfahren zur Programmierung

Der Unit-Test checkt ob ein isolierter Codeteil tut was er soll

Unit-Tests überprüfen also die kleinsten Teile oder Komponenten einer Anwendung, indem sie ihr tatsächliches Verhalten mit dem erwarteten Verhalten in vollständiger Isolation vergleichen.

Vollständige Isolierung bei den Unit-Tests

Vollständige Isolierung bedeutet für das Testverfahren, dass die Entwickler die Anwendung während der Unit-Tests nicht mit externen Abhängigkeiten wie Datenbanken, dem Dateisystem oder Protokoll-Diensten wie HTTP verbinden.

Dadurch können Unit-Tests schnell und stabil durchgeführt werden, da sie nicht aufgrund von Problemen bei der Integration mit diesen externen Diensten fehlschlagen.

Vollständige Isolierung bei den Unit-Tests

Warum solltest Du als Entwickler*in Unit Tests schreiben?

In der Regel schreiben die Entwickler zuerst Unit-Tests und dann den Softwarecode. Dieser Ansatz wird als testgetriebene Entwicklung bezeichnet und ist als Test Driven Development (TDD) bekannt.

Bei testgetriebener Entwicklung werden die Anforderungen in spezifische Testfälle um gewandelt, dann wird die Software verbessert, um die neuen Tests zu bestehen. Bei Unit-Tests kann der Code geändert werden, ohne dass die Funktionalität anderer Einheiten oder der Software als Ganzes beeinträchtigt wird. Dies erleichtert den Entwicklern die Arbeit, da die Fehler in diesem Stadium leicht zu finden sind, was Zeit und Geld spart.

Außerdem werden innerhalb von Unit-Test-Umgebungen die einzelnen Module eines Produkts voneinander isoliert und haben ihren eigenen Zuständigkeitsbereich. In diesem Szenario sind die Tests zuverlässiger, da sie in einer abgeschlossenen Umgebung durchgeführt werden. Auch der Code wird durch diese Rahmenbedingungen zuverlässiger. Ein Release ist somit schneller als fehlerfreie Software nutzbar.

Welche Vorteile bieten Unit-Tests?

• Unit-Tests helfen dabei, Fehler schnell und einfach zu finden und zu beheben.
• Unit-Tests tragen zu einer höheren Code-Qualität bei.
• Unit-Tests tragen zu einer besseren Anwendungsarchitektur bei.
• Unit-Tests dienen als Dokumentation.
• Der Hauptvorteil von Unit-Tests ist ihr perfekt präziser Testfokus.
• ein Unit-Test ist eine iterative Quelle wertvollen Testfeedbacks

Welche Vorteile bieten Unit-Tests?

Unit-Testing zielt auf den Test einzelner Funktionen ab

Da Du mit der Methodik des Unit-Testing immer eine einzelne Funktion testest, gibt Dir jeder Unit-Test  ein absolut präzises Feedback. Wenn ein Unit-Test fehlschlägt, können die Tester in den allermeisten Fällen sicher sein, dass die getestete Funktion das Problem ist.

Unit-Testing zielt auf den Test einzelner Funktionen ab

Unit Testing ist schnell!

Unit-Tests sind auch für ihre Schnelligkeit bekannt. Da sie schnell durchführbar sind, werden diese Tests regelmäßig und deutlich häufiger als andere Testmethodiken ausgeführt, was sie zu einer Quelle fast ständigen wertvollen Feedbacks macht.

Da sie schnell durchführbar sind, werden diese Tests regelmäßig und deutlich häufiger als andere Testmethodiken ausgeführt, was sie zu einer Quelle fast ständigen wertvollen Feedbacks macht. Hier sind einige wichtige Fakten, die diese Schnelligkeit unterstreichen:

• Kurze Ausführungszeit: Unit-Tests prüfen nur eine kleine Einheit des Codes, was ihre Ausführung extrem schnell macht.
• Unmittelbares Feedback: Entwickler erhalten sofortige Rückmeldungen über die Auswirkungen ihrer Code-Änderungen.
• Automatisierbar: Sie können automatisiert und als Teil des Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) Prozesses integriert werden.
• Weniger Abhängigkeiten: Da Unit-Tests isoliert von anderen Teilen des Systems laufen, entfallen zeitaufwendige Konfigurationen und Setup-Prozesse.
• Einfache Wiederholbarkeit: Aufgrund ihrer Geschwindigkeit können sie leicht wiederholt werden, um die Stabilität des Codes sicherzustellen.
• Frühe Fehlererkennung: Schnelle Tests führen zu einer frühen Identifizierung von Problemen, was die Fehlerbehebung effizienter macht.
• Skalierbarkeit: Trotz zunehmender Codebasis bleibt die Ausführungszeit von Unit-Tests im Allgemeinen gering.

Diese Faktoren tragen dazu bei, dass Unit-Tests eine effiziente und schnelle Methode zur Qualitätssicherung in der Softwareentwicklung sind.

Best Practice zur Erstellung von Unit-Tests

Wir stellen Dir ein Design Pattern für Unit-Testing vor. Mit dieser bewährten Vorgehensweise kannst Du wirksame Unit-Tests erstellen:

Dazu solltest Du folgende Voraussetzungen und Rahmenbedingungen bei der Erstellung von Unit-Tests beachten:

1. Die Tests sollten schnell und einfach sein, d. h. die Entwickler müssen die Testfälle mit einer höheren Geschwindigkeit ausführen, da dies dem Zweck von Unit-Tests dient. Wenn sie langsam sind, werden die Entwickler die Testfälle nicht so oft ausführen, wie sie sollten. Je einfacher die Unit-Testfälle sind, desto genauer sind die Testergebnisse.
2. Testfälle sollten die Implementierungslogik nicht duplizieren.
3. Testfälle sollten deterministisch sein, d. h. die definierten Tests sollten immer das gleiche Verhalten zeigen, solange der analysierte Code unverändert ist.
4. Um die Tests deterministisch zu halten, müssen Qualitätsmaßnahmen greifen die sicherstellen, dass die Testfälle auf echten Browsern und Geräten ausgeführt werden, nicht auf Emulatoren und Simulatoren.
5. Ohne den Einsatz in realen Produktionsumgebungen werden die Testergebnisse nicht annähernd deterministisch oder genau sein. Nutzte für aussagekräftige Tests reale, funktionsfähige Geräte.
6. Adpatiere eine  einheitliche, aussagekräftige Namenskonvention für alle Testfälle.

Unit-Tests: Der Schlüssel um eine hohe Softwarequalität zu gewährleisten

So testest Du bei deiner Softwareentwicklung erfolgreich mit Unit-Tests:

So solltest Du vorgehen, um Deinen Unit-Test zur Qualitätssicherung zu erstellen:

Schritt 1: Verstehen, was getestet werden soll

• Identifiziere die Testziele: Verstehe die Funktionalität, die der Unit-Test abdecken soll. Dies könnte eine Methode, eine Klasse oder eine kleine Funktionsgruppe sein.
• Definiere klare Erwartungen: Stelle sicher, dass du genau weißt, was bei einer erfolgreichen Ausführung des Codes passieren sollte.

Schritt 2: Testumgebung einrichten

• Wähle ein Testframework: Entscheide dich für ein Framework wie JUnit (für Java), NUnit (für .NET) oder Jest (für JavaScript).
• Richte die Testumgebung ein: Installiere das gewählte Framework und konfiguriere deine Entwicklungsumgebung entsprechend.

Schritt 3: Schreibe den Test

• Erstelle Testfälle: Schreibe Testfälle, die verschiedene Aspekte der Funktionalität abdecken, einschließlich normaler, Grenz- und Fehlerfälle.
• Nutze Assertions: Verwende Assertions, um das erwartete Verhalten des Codes zu überprüfen.
• Halte Tests unabhängig: Stelle sicher, dass jeder Test unabhängig von anderen laufen kann.

Schritt 4: Testdurchführung

• Führe die Tests aus: Starte die Tests über deine Entwicklungsumgebung oder eine Kommandozeilen-Schnittstelle.
• Analysiere die Ergebnisse: Überprüfe die Testergebnisse, um sicherzustellen, dass alle Tests bestanden wurden oder um zu verstehen, warum einige fehlgeschlagen sind.

Schritt 5: Fehlerbehebung und Optimierung

• Behebe Fehler: Wenn Tests fehlschlagen, identifiziere und behebe die zugrundeliegenden Probleme im Code.
• Optimiere den Code: Verwende die Erkenntnisse aus den Tests, um den Code zu verbessern und zu optimieren.

Schritt 6: Wiederholte Durchführung und Integration

• Automatisiere die Testdurchführung: Integriere die Tests in einen kontinuierlichen Integrationsprozess, um sie bei jeder Codeänderung automatisch auszuführen.
• Halte die Tests aktuell: Aktualisiere die Tests regelmäßig, um mit Änderungen im Code Schritt zu halten.

Schritt 7: Dokumentation und Wartung

• Dokumentiere die Tests: Stelle sicher, dass die Tests gut dokumentiert sind, um ihre Zwecke und Ansätze für andere Entwickler klar zu machen.
• Warte die Tests: Pflege und aktualisiere die Tests im Laufe der Zeit, um ihre Relevanz und Wirksamkeit zu gewährleisten.

Indem du diesen Schritten folgst, kannst du effektive und zuverlässige Unit-Tests erstellen, die eine wichtige Rolle in der Qualitätssicherung deiner Software spielen.