توسعه تست محور (TDD) به عنوان یک روش قدرتمند برای توسعه نرم افزار مطرح است و روشی را که ما برای ساخت برنامه های کاربردی قوی و بدون خطا متحول مورد نظر داریم را متحول کرده است. با پیروی از اصول TDD، توسعه دهندگان می توانند به مزایای بی شماری دست یابند که به واسطه آن TDD را به ابزاری ضروری در مهندسی نرم افزار مدرن تبدیل می کند.
در مرحله اول، TDD فرهنگ با کیفیت بودن و قابلیت اطمینان بودن را پرورش می دهد. با نوشتن تست قبل از اجرای هر عملکردی، توسعه دهندگان مجبور می شوند به طور منتقدانه در مورد رفتار مورد انتظار کد خود فکر کنند. این رویکرد تضمین می کند که هر مؤلفه به طور کامل آزمایش می شود و منجر به اشکالات کمتر و بهبود کیفیت کلی می شود. علاوه بر این، TDD توسعهدهندگان را تشویق میکند تا کدهای ماژولار و آزادانه را بنویسند، که نگهداری و بازسازی آن را در آینده آسانتر میکند.
در مرحله دوم، TDD حلقه های(loops) بازخورد سریع تری را در طول فرآیند توسعه ترویج می کند. نوشتن تست از قبل به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که به طور مداوم کد خود را در حین پیشرفت تأیید کنند. این بازخورد فوری به شناسایی مشکلات در مراحل اولیه کمک میکند و تلاش لازم برای debugging و عیبیابی در مراحل بعدی چرخه توسعه را کاهش میدهد. علاوه بر این، TDD همکاری یکپارچه بین اعضای تیم را با ارائه مشخصات واضح از طریق موارد تست تسهیل میکند و ارتباط و درک بهتری را در بین نقشهای مختلف ممکن میسازد.
علاوه بر این، TDD انعطاف پذیری و سازگاری کد را افزایش می دهد. با تغییر نیازمندی ها یا اضافه شدن ویژگی های جدید، داشتن پوشش تست جامع تضمین می کند که عملکرد موجود دست نخورده باقی می ماند.
در نتیجه، توسعه تست محور مزایای متعددی را ارائه می دهد که به شیوه های کارآمد توسعه نرم افزار کمک می کند. TDD با اولویتبندی کیفیت، فعال کردن حلقههای بازخورد سریعتر و افزایش انعطافپذیری کد، توسعهدهندگان را قادر میسازد تا برنامههای قابل اعتماد و سازگار را با سهولت بیشتری بسازند. پذیرش TDD به عنوان بخشی از چرخه عمر توسعه نرم افزار نه تنها برای توسعه دهندگان فردی مفید است، بلکه برای سازمان هایی که به دنبال ارائه محصولات با کیفیت بالا در زمان مناسب هستند نیز بسیار مهم است.
1. نوشتن تست که به شکست می خورد:
در دنیای امروز، توسعه بر اساس تست ها هدایت می شوند از همین رو اولین قدم در این توسعه نیز نوشتن تست ها واحد ( Unit Test ) می باشد که با شکست مواجه می شود زیرا کدی که تست می کند هنوز وجود ندارد.
برای مثال: اگر در حال توسعه ویژگی ورود افراد به سیستم هستیم باید تست هایی از عناصر تولید فرم ، ارور ها تا اتصال به پایگاه داده و مدل داده ها و… بنویسیم.
2. نوشتن حداقل کد:
در این قدم با اضافه کرد و کامل کردن کد پروژه تستی که در قدم قبل ( قدم اول ) با شکست مواجه شده است را پاس می کنیم و لزوما نیاز نیست که این کد به بهترین و کامل ترین شکل باشد صرفا باید به حدی باشد که تست قدم قبل را پاس کند
3. تست مجدد:
در این قدم مجدد تست هایی که نوشته شده بودند را مجدد ران کرده و نتیجه را بررسی می کنیم در صورتی که هنوز تستی با خطا مواجه باشد و پاس نشود به قدم 2 رفته و آن تست را درست می کنیم
4. ریفکتور کردن:
همانطور که کد توسعه می باید، باید مرتباً تمیز و نگهداری شود. چگونه؟ چند راه وجود دارد:
به طور کلی می توان گفت باید قواعد ریفکتور رعایت شود، از آنجایی که همه آزمایشها در طول قدم بازسازی مجدد اجرا میشوند، توسعهدهنده میتواند مطمئن باشد که این فرآیند هیچ یک از عملکردهای موجود را تغییر نمیدهد.
5. اضافه کردن تست جدید:
با اضافه کردن تست جدید مجددا به قدم اول رفته و قدم ها را طی می کنیم.
این سه، متدولوژی های مختلف توسعه نرم افزار هستند که بر جنبه های مختلف آزمایش و همکاری در یک تیم توسعه تمرکز می کنند. در ابتدا درباره هر یک، توضیح مختصری می دهیم:
بر روی نوشتن تستها قبل از پیادهسازی کد تمرکز میکند و اطمینان میدهد که کد الزامات مشخصشده را برآورده میکند و تمام تستها را پشت سر میگذارد.
شامل همکاری بین توسعه دهندگان، آزمایش کنندگان و ذینفعان تجاری برای تعریف رفتار سیستم با استفاده از یک زبان مشترک است. بر ارتباط و تفاهم میان اعضای تیم تاکید دارد.
این مدل، توسعه رفتار محور را کامل می کند. این شامل ایجاد تستهای پذیرش خودکار بر اساس سناریوهای واقعی و داستانهای کاربر برای تأیید اینکه آیا نرمافزار عملکرد مورد نظر را برآورده میکند یا خیر. معیارهای پذیرش را به آزمون ها تبدیل می کند.
چندین ابزار محبوب برای توسعه تست محور (TDD) وجود دارد. در زیر چند نمونه آورده شدهاند:
1. Test Frameworks:
چارچوب هایی مانند JUnit (برای جاوا)، NUnit (برای دات نت)، pytest (برای پایتون) و RSpec (برای روبی) پایه ای برای نوشتن و اجرای تست ها به شیوه ای ساختاریافته فراهم می کنند.
2. Mocking Frameworks:
ابزارهایی مانند Mockito، Moq، و Sinon.js به ایجاد mock object ها یا stub ها برای شبیه سازی وابستگی ها و جداسازی کد مورد آزمایش کمک می کنند.
3. Code Coverage Tools:
ابزارهایی مانند JaCoCo، Istanbul، و coverage.py به اندازهگیری میزان استفاده آزمونها از codebase شما کمک میکنند و پوشش جامع را تضمین میکنند.
4. Continuous Integration (CI) Servers:
سرورهای CI مانند Jenkins، Travis CI و CircleCI می توانند هر زمان که تغییرات کد اعمال می شود، به طور خودکار تست های شما را بسازند و اجرا کنند و از اجرای منظم و مداوم تست ها اطمینان حاصل کنند.
5. Test Doubles:
کتابخانههایی مانند Faker، FactoryGirl و AutoFixture در تولید دادههای آزمایشی کمک میکنند و ایجاد سناریوهای آزمایش واقعی را آسانتر میکنند.
6. IDE Integrations:
بسیاری از محیط های توسعه یکپارچه (IDE) ویژگی ها یا پلاگین های داخلی را ارائه میدهند که اجرا و دیباگ تستها را تسهیل می کنند، مانند JUnit integration در ابزارهای آزمایشی Eclipse یا Visual Studio.
انتخاب ابزارها ممکن است بسته به زبان برنامه نویسی و سیستم توسعه ای که با آن کار می کنید متفاوت باشد. در جدول صفحه بعد ابزارهای محبوب TDD بر اساس زبان های برنامه نویسی که معمولاً با آنها استفاده می شود آورده شدهاند:
در زیر چند نمونه مطالعه موردی (case study) برای توسعه تست محور آورده شده است:
1. Microsoft:
در تیم ویندوز ۷ مایکروسافت، TDD را به عنوان یک قسمت اصلی از فرآیند توسعه خود به کار بردند. آنها متوجه شدند که استفاده از TDD بهبود در کیفیت کد، کاهش عیبها (defects) و افزایش سرعت توسعه را به همراه دارد. TDD برای آنها نقش مهمی در تضمین ثبات و قابلیت اطمینان سیستم عامل ایفا کرد.
2. Google:
گوگل از TDD به طور گسترده در رویکرد توسعه نرمافزار خود استفاده میکند. به عنوان مثال، توسعه برنامه Gmail با استفاده فراوان از TDD صورت گرفت. طبیعت تکراری و تدریجی TDD به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا به طور مداوم عملکرد برنامه را تست و بهبود دهند و همزمان پایداری را حفظ کنند.
3. Twitter:
توییتر از TDD به عنوان یکی از رویکردهای اصلی در توسعه نرمافزارهای خود استفاده میکند. TDD به توییتر کمک کرده است تا کد پایدارتری تولید کند و تغییرات را با اطمینان بیشتری در سیستم عرضه کند. همچنین، با استفاده از TDD، توییتر بهبود در کیفیت و قابلیت نگهداری را در نرمافزار خود به وجود آورده است.
4. Amazon:
آمازون به عنوان یکی از بزرگترین شرکتهای تجارت الکترونیکی جهان، TDD را در روند توسعه نرمافزارهای خود بهره میبرد. با استفاده از TDD، آنها توانستهاند کیفیت کد را بهبود دهند، تستها را به صورت خودکار اجرا کنند و ریسک مربوط به تغییرات را کاهش دهند.
5. IBM:
شرکت آیبیام، در توسعه نرمافزارهای خود از TDD بهره میبرد. از جمله محصولاتی که با استفاده از TDD در آیبیام توسعه یافته است میتوان به RTC) Rational Team Concert) اشاره کرد. استفاده از TDD در آیبیام به تیمها کمک کرده است تا خطاها را در مراحل ابتدایی توسعه تشخیص داده و کیفیت کد را بهبود بخشند. همچنین، TDD به آیبیام امکان اطمینان بیشتر از عملکرد و بهرهوری نرمافزارهای خود را میدهد.
6. Spotify:
اسپاتیفای، یکی از بزرگترین پلتفرمهای استریم موسیقی، TDD را در فرآیند توسعه نرمافزار خود اجرا میکند. TDD به آنها کمک میکند تا برنامههای خود را با کیفیت بالا، بدون عیب و با اطمینان از عملکرد صحیح عرضه کنند. همچنین، با استفاده از TDD، اسپاتیفای بهبود مستمر در ساختار و پایداری سیستم خود را رعایت کرده است.
تست واحد یا Unit Test به قطعاتی از کد گفته میشود که برای سنجش دقت فانکشن های نوشته شده به صورت خودکار می پردازد. این تست ها ورودی های مشخص شده را دریافت می کنند و به فانکشنی که قرار است تست بر روی آنها صورت بگیرد منتقل می کند و در نهایت نتیجه آنکه آیا عملکرد تابع مطابق با انتظار تست و توسعه دهنده بوده است را خروجی می دهد.
به عنوان مثال برای یک تابع که وظیفه آن جمع دو عدد است تست ما میتواند بدین گونه باشد که دو عدد ۳ و ۴ را به تابع به عنوان ورودی بدهد و در نتیجه عملکرد آن انتظار دارد که تابع مقدار ۷ را برگرداند در غیر این صورت تست اعلام خطا و عدم تطابق می کند.
از اهمیت های پرداختن به چنین تست هایی می توان گفت که این تست ها :
یونیت تستینگ ایده آل چنین ویژگی هایی دارد :
ولی اما آیا یونیت تستینگ همان TDD است؟
در پاسخ به این سوال باید گفت که با اینکه هر دو روش هدف یکسانی دارند و کارکرد آن ها به یک شکل نیست.
همانطور که در ابتدا در مراحل TDD گفته شد در ابتدا تست ها نوشته میشوند و سپس برای آنها قطعه کدی نوشته می شود که بتواند تست های نوشته شده را با موفقیت پشت سر بگذارد این فرایند تا زمانی که تمامی تست ها موفق باشند ادامه پیدا می کند همانطور که از اسم این روش هم پیداست در این روش تست ها 'derive' میکنند به این معنا که مسیر توسعه محصول را مشخص می کنند.
همانطور که مشخص است در TDD تست ها هستند که مسیر توسعه نرم افزار را مشخص می کنند و هدف برنامه نویس با موفقیت گذراندن تست ها است ولی در یونیت تستینگ بدین شکل است که ابتدا کد نوشته می شود و سپس تست هایی برای اطمینان از کارکرد آن نوشته می شود. و همچنین میتوان از تعریف های این دو مفهوم چنین برداشت کرد که یونیت تستینگ وظیفه توسعه دهنده است ولی در TDD تمامی اعضای مشغول در پروژه در فرایند تعریف تست ها که تعریف کننده feature های نرم افزار هستند مشارکت دارند.
«ریفکتور» به چه معناست؟ هنگامی که توسعه دهندگان کد را اصلاح می کنند، کد را تجزیه و تحلیل می کنند و آن را بازنویسی می کنند و اغلب بر اساس آن بهبود می یابند.
در اینجا مزایای منتخب توسعه تست محور (TDD) را بررسی میکنیم:
در اینجا پنج چالش رایج در توسعه تست محور (TDD) را بیان میکنیم:
توسعه تست محور (TDD) به طور فزاینده ای در صنعت نرم افزار رایج شده است، و بسیاری از شرکت ها ارزش آن را در تضمین برنامه های کاربردی قوی و بدون خطا تشخیص داده اند. TDD به طور گسترده توسط غول های فناوری پیشرو مانند گوگل، مایکروسافت و آمازون و همچنین استارت آپ های نوآورانه کوچکتر استفاده می شود.
در سناریوهای واقعی، TDD با ارائه یک رویکرد سیستماتیک برای نوشتن کد، نقش مهمی در فرآیند توسعه ایفا می کند. با ایجاد تستها قبل از اجرای عملکرد، توسعهدهندگان میتوانند مشخصات و الزامات واضحی را برای پایگاه کد خود تعریف کنند. این نه تنها به کشف اشکالات در مراحل اولیه کمک می کند، بلکه تضمین می کند که کد با رفتار مورد انتظار مطابقت دارد.
شرکت هایی مانند نتفلیکس به شدت به TDD برای اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان پلت فرم استریم خود متکی هستند. با استفاده از best practice های TDD، آنها میتوانند به طور مداوم ویژگیها و بهروزرسانیهای جدید را بدون به خطر انداختن پایداری سرویس خود ارائه دهند. به طور مشابه، Atlassian از TDD برای ساخت و نگهداری مجموعه ابزارهای همکاری(collaboration) خود استفاده میکند، و آنها را قادر میسازد تا با حفظ استانداردهای بالای کیفیت، سریع تکرار شوند.
مزایای TDD فراتر از پیشگیری از اشکال است. همچنین همکاری در تیم های توسعه را تسهیل می کند. با ارائه مجموعه ای واضح از موارد تست TDD به توسعه دهندگان، تست کنندگان و سایر ذینفعان اجازه می دهد تا درک مشترکی از نتایج مورد نظر داشته باشند. این باعث تقویت ارتباط موثر و کاهش سوء تفاهم در طول فرآیند توسعه می شود.
علاوه بر این، TDD شرکت ها را قادر می سازد تا به طور موثرتری با نیازهای متغیر و تقاضاهای بازار سازگار شوند. با پوشش آزمایشی جامع، میتوان با اطمینان و بدون ایجاد رگرسیون، اصلاحات یا اصلاح مجدد انجام داد. این انعطاف پذیری به ویژه در صنایعی که نوآوری سریع است و نیازهای مشتری به سرعت تکامل می یابد، اهمیت دارد.
در نتیجه، توسعه تست محور مزایای مشخصی را برای شرکت ها در بخش های مختلف ارائه می دهد. توانایی آن در ارتقای کیفیت، ارائه حلقههای بازخورد سریعتر، افزایش انعطافپذیری کد و تقویت همکاری، آن را به یک عمل ضروری در مهندسی نرمافزار مدرن تبدیل میکند. با پذیرش TDD به عنوان بخشی از فرآیند توسعه خود، شرکت ها می توانند محصولات با کیفیت بالا را به طور کارآمد ارائه دهند و در عین حال در چشم انداز بازار همیشه در حال تغییر سازگار بمانند.
[1] Test-Driven Development | IBM
[2] What Is Test-Driven Development and How To Use It | Airbrake
[3] What is Test Driven Development (TDD)? | Agile Alliance
[4] Test-driven development | Wikipedia
[5] Unit Testing and TDD | Baeldung
[6] An Overview of TDD Tools | XcubeLABS
[7] Tool to Help You With TDD | Medium
[8] What Are the Best Tools and Frameworks for TDD | LinkedIn
[9] 10 Best Practices(with a code) for Test-Driven Development (TDD) | by N Nikitins
[10] What is Test Driven Development (TDD) ? | BrowserStack
[11] Using Test-driven Development to Drive Code Quality | FrederikBanke.com
[12] Understanding the Pros & Cons of Test-Driven Development (TDD)
[13] Test Driven Development: Key Benefits and Disadvantages for Your Project
[14] What is Test Driven Development (TDD)? Example
[15] What is Test-Driven Development? | TestDriven.io
[16] Test Driven Development. What About Documentation?
[17] SOLID design principles make test-driven development (TDD) faster and easier | by Gerry Kovan
[18] Test-driven development: What are the pros and cons?
[19] TDD: why I decided that debugging wasn't worth my time. - Imagicle
[20] The Benefits of Test-Driven Development (TDD) | Northcoders
[21] 11 Test Driven Development Best Practices - Tests That Think! - MethodPoet
[22] How Test Driven Development can save time | by Boozt Tech
[23] Definitive Guide to Test-Driven Development (TDD) | Indeed.com
[24] The Benefits and Challenges of Test Driven Development | by Prasdika | Medium
[25] The challenges of test-driven development (TDD) | TechTarget
[26] Test-driven development: What are the pros and cons?
[28] Difficulties in using TDD. Test-Driven Development has long been… | by Vlad Ungureanu | Medium
[29] What is Test Driven Development (TDD)? Example
[30] Advantages and disadvantages of Test Driven Development (TDD) - GeeksforGeeks
[31] TDD in Go, Some Challenges. Test Driven Development (TDD) fits my… | by nwillc | Level Up Coding