DDevelopment & Design

Testy – nie takie straszne, jak je malująTests – not so scary as they used to

  • byRafal P
  • March 25, 2013
  • 7 minute read

Java + Selenium
Java + Selenium

O czym będzie ?

O testach interfejsu aplikacji WEB’owych. Temat, choć związany z programowaniem, to niezbyt popularny wśród developerów. Pisanie testów uchodzi za zajęcie mniej ambitne, nudne, poboczne i częstokroć traktowane jest jako zło konieczne.

Testy to temat rzeka. Płynie ona w wielu serwisach i blogach w internecie. Nie będę więc zawracał tej rzeki i przepisywał internet na nowo. Doleję do niej tylko jedną ważną informację – odpowiem na pytanie, czy można zmienić powszechny stereotyp na temat testów interfejsu na przykładzie testów Selenium.

Pytanie to zrodziło się w mojej głowie, na przestrzeni kilku ostatnich lat. Zadawałem je sobie niejednokrotnie, myśląc, że odpowiedź jest oczywista i potwierdzająca stereotyp. Tak było, dopóki nie trafiłem do dużego projektu, w którym ktoś wreszcie ‘odpowiednio’ podszedł do tematu testów.

Myślisz ze znasz Selenium ?

Selenium to środowisko do obsługi testów frontendów aplikacji internetowych. W większości przypadków używane jest według scenariusza: nagraj test klikając po stronie, a potem odtwarzaj po każdej zmianie w kodzie. Niby ok, ale nie do końca.

Nagrane w ten sposób testy bardzo szybko stają się nieutrzymywalne. Wyobraźmy sobie 500 testów tego typu, a później wyobraźmy sobie, że trzeba zmienić interfejs aplikacji na inny. Inaczej rozmieszczone kontrolki, panele, inne ich nazwy id’ki itd. Przerobienie takiej ilości testów do nowej wersji aplikacji staje się praktycznie niemożliwe, a już na pewno nie opłacalne.

Jest kilka sposobów by radzić sobie z tego typu sytuacjami. Ja opiszę jedno konkretne rozwiązanie, które dla mnie, z punktu widzenia osoby piszącej w JAVIE, jest najbardziej wygodne. Testy Selenium można pisać właśnie w tym języku. ‘Dokładnie’ tak, jak zwykłe aplikacje. I to Dokładnie przez duże ‘D’, bo nie tylko korzystając z języka, ale też stosując wszelkie związane z nim dobre praktyki, wzorce projektowe, moc i funkcjonalność testów jednostkowych. Nie bez znaczenia jest też to, że testy można pisać i utrzymywać w ulubionym IDE, które nie tylko ułatwia pisanie, ale też i utrzymanie testów, serwując szereg narzędzi odpowiedzialnych za np. refaktoring, czy obsługę wersjonowania.

Testy – jak to się robi ?

Niechęć do testów bierze się głównie z dwóch powodów: ich pisanie jest nudne i żmudne. Obie opinie nie są niestety bezpodstawne, co pokażę cytując kod z tutoriala do Selenium+Java ze strony projektu: http://code.google.com/p/selenium/wiki/GettingStarted. Podkreślam, że nie chcę nikogo obrazić i wiem, że w poniższym kodzie jest kilka uproszczeń, niemniej jednak tak właśnie wygląda większość testów, które można znaleźć w internecie. Kto nie wierzy niech sobie wygoogla frazę: selenium java. [java] // Go to the Google Suggest home page driver.get(“http://www.google.com/webhp?complete=1&hl=en”); // Enter the query string “Cheese” WebElement query = driver.findElement(By.name(“q”)); query.sendKeys(“Cheese”); // Sleep until the div we want is visible or 5 seconds is over long end = System.currentTimeMillis() + 5000; while (System.currentTimeMillis() < end) { WebElement resultsDiv = driver.findElement(By.className(“gssb_e”)); // If results have been returned, the results are displayed in a drop down. if (resultsDiv.isDisplayed()) { break; } } // And now list the suggestions List allSuggestions = driver.findElements(By.xpath(“//td[@class=’gssb_a gbqfsf’]”)); for (WebElement suggestion : allSuggestions) { System.out.println(suggestion.getText()); } } [/java]

Co robi powyższy kod ? Na pierwszy rzut oka widać, że.. nic nie widać. Gdyby nie komentarze, to jego zrozumienie byłoby trudne. Wymagałoby nie tylko znajomości działania strony google, ale także jej kodu źródłowego. Nawet wtedy jednak, zrozumienie tej instrukcji: driver.findElements(By.xpath(“//td[@class=’gssb_a gbqfsf’]”)); zajełoby chwilę.

Testy – jak można to robić lepiej ?

Testy Selenium + Java wcale nie muszą być ani nudne, ani żmudne. Mogą wyglądać tak: [java] public void nieMoznaDodacEFakturyDlaPrepaida() { //given StarterPrepaid starter30Minut = new StarterPrepaid30Minut(); KatalogKart karty = Sklep.otworzSklep().menuGlowne.katalogKart(); //when Koszyk koszyk = karty.listaProduktow().wybierz(starter30Minut); //then assertFalse(koszyk.moznaDodacEfakture()); } [/java]

Już na pierwszy rzut oka widać o co chodzi w powyższym teście. Chodzi o to, by sprawdzić, czy możemy wybrać e-fakturę kupując ofertę na starter.

Pisząc ten test, analizując jego działanie, nie musimy wiedzieć, jak wygląda implementacja i kod źródłowy aplikacji. Nie obchodzi nas, który znacznik html musimy przeczytać, jakie są id’ki kolejnych przycisków, które trzeba kliknąć itd. Test jest na innym, wyższym poziomie abstrakcji. Operuje na działaniach biznesowych, bezpośrednio dotyczy funkcjonalności, którą testujemy.

Tak właśnie powinny być konstruowane testy Selenium. Najpierw należy poświęcić trochę czasu na napisanie odpowiedniej ‘domeny’, która pokryje funkcjonalność aplikacji, a dopiero potem pisać testy. Domena ta powinna udostępniać metody biznesowe, takie jak: kup, wyświetl, zaloguj, dodajDoKoszyka, usunZKoszyka itd. Metody takie powinny ukrywać bezpośrednią imlpementacje kliknięć, wyszukań po XPath, czy oczekiwań na przeładowanie strony www. Jednym słowem, mówiąc kolokwialnie, powinniśmy opakować selenium w coś bardziej wygodnego dla użytkownika naszej aplikacji.

A co z refaktoringiem ?

Oprócz ułatwień dla programistów, podniesienie testów na wyższy poziom abstrakcji, ma jeszcze jedną, kolosalną zaletę. Umożliwia bezpośrednie przeniesienie scenariuszy testowych na język aplikacji. Taki test nie tylko szybko się czyta, czy tworzy, ale bardzo łatwo weryfikuje i utrzymuje.

Na początku wspomniałem o trudnościach w dostosowaniu ‘typowych’ testów Selenium do zmian w interfejsie aplikacji. A co z refaktoringiem, przedstawionej przeze mnie konstrukcji testów ? Czy faktycznie jest on łatwiejszy ? Wyobraźmy więc sobie te 500 testów napisanych w taki odseparowany biznesowo sposób. Żaden z tych testów nie zawiera więc odnośników do kodu html, nie wykorzystuje bezpośrednio linków, ani nie zawiera odwołań do inputów, div’ów itd. W żadnym z tych 500 testów nie trzeba więc NIC zmieniać! Jedyne co trzeba zmienić, to domenę, część wspólną, która bazuje bezpośrednio na kodzie aplikacji. To jednak jest o niebo łatwiejsze niż zmiana 500 testów.

Czy to już wszsystko ?

Tak, to już wszystko. Celem niniejszego wpisu nie było pokazanie gotowych rozwiązań i ich implementacji krok po kroku. Celem było przekonanie do idei rozdzielenia testów na dwie warstwy: biznesową i tą związaną bezpośrednio z implementacją. Warto też zauważyć, że choć takie rozwiązanie nie jest często stosowane przy okazji testów, to jednak nie jest niczym nowym. Moim zdaniem warto je stosować, a już na pewno warto w połączeniu Selenium + Java.

Myślisz ze znasz Selenium ?

Selenium to środowisko do obsługi testów frontendów aplikacji internetowych. W większości przypadków używane jest według scenariusza: nagraj test klikając po stronie, a potem odtwarzaj po każdej zmianie w kodzie. Niby ok, ale nie do końca.

Nagrane w ten sposób testy bardzo szybko stają się nieutrzymywalne. Wyobraźmy sobie 500 testów tego typu, a później wyobraźmy sobie, że trzeba zmienić interfejs aplikacji na inny. Inaczej rozmieszczone kontrolki, panele, inne ich nazwy id’ki itd. Przerobienie takiej ilości testów do nowej wersji aplikacji staje się praktycznie niemożliwe, a już na pewno nie opłacalne.

Jest kilka sposobów by radzić sobie z tego typu sytuacjami. Ja opiszę jedno konkretne rozwiązanie, które dla mnie, z punktu widzenia osoby piszącej w JAVIE, jest najbardziej wygodne. Testy Selenium można pisać właśnie w tym języku. ‘Dokładnie’ tak, jak zwykłe aplikacje. I to Dokładnie przez duże ‘D’, bo nie tylko korzystając z języka, ale też stosując wszelkie związane z nim dobre praktyki, wzorce projektowe, moc i funkcjonalność testów jednostkowych. Nie bez znaczenia jest też to, że testy można pisać i utrzymywać w ulubionym IDE, które nie tylko ułatwia pisanie, ale też i utrzymanie testów, serwując szereg narzędzi odpowiedzialnych za np. refaktoring, czy obsługę wersjonowania.

Testy – jak to się robi ?

Niechęć do testów bierze się głównie z dwóch powodów: ich pisanie jest nudne i żmudne. Obie opinie nie są niestety bezpodstawne, co pokażę cytując kod z tutoriala do Selenium+Java ze strony projektu: http://code.google.com/p/selenium/wiki/GettingStarted. Podkreślam, że nie chcę nikogo obrazić i wiem, że w poniższym kodzie jest kilka uproszczeń, niemniej jednak tak właśnie wygląda większość testów, które można znaleźć w internecie. Kto nie wierzy niech sobie wygoogla frazę: selenium java. [java] // Go to the Google Suggest home page driver.get(“http://www.google.com/webhp?complete=1&hl=en”); // Enter the query string “Cheese” WebElement query = driver.findElement(By.name(“q”)); query.sendKeys(“Cheese”); // Sleep until the div we want is visible or 5 seconds is over long end = System.currentTimeMillis() + 5000; while (System.currentTimeMillis() < end) { WebElement resultsDiv = driver.findElement(By.className(“gssb_e”)); // If results have been returned, the results are displayed in a drop down. if (resultsDiv.isDisplayed()) { break; } } // And now list the suggestions List allSuggestions = driver.findElements(By.xpath(“//td[@class=’gssb_a gbqfsf’]”)); for (WebElement suggestion : allSuggestions) { System.out.println(suggestion.getText()); } } [/java]

Co robi powyższy kod ? Na pierwszy rzut oka widać, że.. nic nie widać. Gdyby nie komentarze, to jego zrozumienie byłoby trudne. Wymagałoby nie tylko znajomości działania strony google, ale także jej kodu źródłowego. Nawet wtedy jednak, zrozumienie tej instrukcji: driver.findElements(By.xpath(“//td[@class=’gssb_a gbqfsf’]”)); zajełoby chwilę.

Testy – jak można to robić lepiej ?

Testy Selenium + Java wcale nie muszą być ani nudne, ani żmudne. Mogą wyglądać tak: [java] public void nieMoznaDodacEFakturyDlaPrepaida() { //given StarterPrepaid starter30Minut = new StarterPrepaid30Minut(); KatalogKart karty = Sklep.otworzSklep().menuGlowne.katalogKart(); //when Koszyk koszyk = karty.listaProduktow().wybierz(starter30Minut); //then assertFalse(koszyk.moznaDodacEfakture()); } [/java]

Już na pierwszy rzut oka widać o co chodzi w powyższym teście. Chodzi o to, by sprawdzić, czy możemy wybrać e-fakturę kupując ofertę na starter.

Pisząc ten test, analizując jego działanie, nie musimy wiedzieć, jak wygląda implementacja i kod źródłowy aplikacji. Nie obchodzi nas, który znacznik html musimy przeczytać, jakie są id’ki kolejnych przycisków, które trzeba kliknąć itd. Test jest na innym, wyższym poziomie abstrakcji. Operuje na działaniach biznesowych, bezpośrednio dotyczy funkcjonalności, którą testujemy.

Tak właśnie powinny być konstruowane testy Selenium. Najpierw należy poświęcić trochę czasu na napisanie odpowiedniej ‘domeny’, która pokryje funkcjonalność aplikacji, a dopiero potem pisać testy. Domena ta powinna udostępniać metody biznesowe, takie jak: kup, wyświetl, zaloguj, dodajDoKoszyka, usunZKoszyka itd. Metody takie powinny ukrywać bezpośrednią imlpementacje kliknięć, wyszukań po XPath, czy oczekiwań na przeładowanie strony www. Jednym słowem, mówiąc kolokwialnie, powinniśmy opakować selenium w coś bardziej wygodnego dla użytkownika naszej aplikacji.

A co z refaktoringiem ?

Oprócz ułatwień dla programistów, podniesienie testów na wyższy poziom abstrakcji, ma jeszcze jedną, kolosalną zaletę. Umożliwia bezpośrednie przeniesienie scenariuszy testowych na język aplikacji. Taki test nie tylko szybko się czyta, czy tworzy, ale bardzo łatwo weryfikuje i utrzymuje.

Na początku wspomniałem o trudnościach w dostosowaniu ‘typowych’ testów Selenium do zmian w interfejsie aplikacji. A co z refaktoringiem, przedstawionej przeze mnie konstrukcji testów ? Czy faktycznie jest on łatwiejszy ? Wyobraźmy więc sobie te 500 testów napisanych w taki odseparowany biznesowo sposób. Żaden z tych testów nie zawiera więc odnośników do kodu html, nie wykorzystuje bezpośrednio linków, ani nie zawiera odwołań do inputów, div’ów itd. W żadnym z tych 500 testów nie trzeba więc NIC zmieniać! Jedyne co trzeba zmienić, to domenę, część wspólną, która bazuje bezpośrednio na kodzie aplikacji. To jednak jest o niebo łatwiejsze niż zmiana 500 testów.

Czy to już wszsystko ?

Tak, to już wszystko. Celem niniejszego wpisu nie było pokazanie gotowych rozwiązań i ich implementacji krok po kroku. Celem było przekonanie do idei rozdzielenia testów na dwie warstwy: biznesową i tą związaną bezpośrednio z implementacją. Warto też zauważyć, że choć takie rozwiązanie nie jest często stosowane przy okazji testów, to jednak nie jest niczym nowym. Moim zdaniem warto je stosować, a już na pewno warto w połączeniu Selenium + Java.

— Previous article

[:en] Operational problems with Zookeeper

Next article —

Usability - otwarte spotkanie

You May Also Like
DDevelopment & Design

Spock basics

Spock (homepage) is like its authors say 'testing and specification framework'. Spock combines very elegant and natural syntax with the powerful capabilities. And what is most important it is easy to use.

One note at the very beginning: I assume that you are already familiar with principles of Test Driven Development and you know how to use testing framework like for example JUnit.

So how can I start?


Writing spock specifications is very easy. We need basic configuration of Spock and Groovy dependencies (if you are using mavenized project with Eclipse look to my previous post: Spock, Java and Maven). Once we have everything set up and running smooth we can write our first specs (spec or specification is equivalent for test class in other frameworks like JUnit of TestNG).

What is great with Spock is fact that we can use it to test both Groovy projects and pure Java projects or even mixed projects.


Let's go!


Every spec class must inherit from spock.lang.Specification class. Only then test runner will recognize it as test class and start tests. We will write few specs for this simple class: User class and few tests not connected with this particular class.

We start with defining our class:
import spock.lang.*

class UserSpec extends Specification {

}
Now we can proceed to defining test fixtures and test methods.

All activites we want to perform before each test method, are to be put in def setup() {...} method and everything we want to be run after each test should be put in def cleanup() {...} method (they are equivalents for JUnit methods with @Before and @After annotations).

It can look like this:
class UserSpec extends Specification {
    User user
    Document document

    def setup() {
        user = new User()
        document = DocumentTestFactory.createDocumentWithTitle("doc1")
    }

    def cleanup() {

    }
}
Of course we can use field initialization for instantiating test objects:
class UserSpec extends Specification {
    User user = new User()
    Document document = DocumentTestFactory.createDocumentWithTitle("doc1")

    def setup() {

    }

    def cleanup() {

    }
}

What is more readable or preferred? It is just a matter of taste because according to Spock docs behaviour is the same in these two cases.

It is worth mentioning that JUnit @BeforeClass/@AfterClass are also present in Spock as def setupSpec() {...} and def cleanupSpec() {...}. They will be runned before first test and after last test method.


First tests


In Spock every method in specification class, expect setup/cleanup, is treated by runner as a test method (unless you annotate it with @Ignore).

Very interesting feature of Spock and Groovy is ability to name methods with full sentences just like regular strings:
class UserSpec extends Specification {
    // ...

    def "should assign coment to user"() {
        // ...
    }
}
With such naming convention we can write real specification and include details about specified behaviour in method name, what is very convenient when reading test reports and analyzing errors.

Test method (also called feature method) is logically divided into few blocks, each with its own purpose. Blocks are defined like labels in Java (but they are transformed with Groovy AST transform features) and some of them must be put in code in specific order.

Most basic and common schema for Spock test is:
class UserSpec extends Specification {
    // ...

    def "should assign coment to user"() {
        given:
            // do initialization of test objects
        when:
            // perform actions to be tested
        then:
            // collect and analyze results
    }
}

But there are more blocks like:
  • setup
  • expect
  • where
  • cleanup
In next section I am going to describe each block shortly with little examples.

given block

This block is used to setup test objects and their state. It has to be first block in test and cannot be repeated. Below is little example how can it be used:
class UserSpec extends Specification {
    // ...

    def "should add project to user and mark user as project's owner"() {
        given:
            User user = new User()
            Project project = ProjectTestFactory.createProjectWithName("simple project")
        // ...
    }
}

In this code given block contains initialization of test objects and nothing more. We create simple user without any specified attributes and project with given name. In case when some of these objects could be reused in more feature methods, it could be worth putting initialization in setup method.

when and then blocks

When block contains action we want to test (Spock documentation calls it 'stimulus'). This block always occurs in pair with then block, where we are verifying response for satisfying certain conditions. Assume we have this simple test case:
class UserSpec extends Specification {
    // ...

    def "should assign user to comment when adding comment to user"() {
        given:
            User user = new User()
            Comment comment = new Comment()
        when:
            user.addComment(comment)
        then:
            comment.getUserWhoCreatedComment().equals(user)
    }

    // ...
}

In when block there is a call of tested method and nothing more. After we are sure our action was performed, we can check for desired conditions in then block.

Then block is very well structured and its every line is treated by Spock as boolean statement. That means, Spock expects that we write instructions containing comparisons and expressions returning true or false, so we can create then block with such statements:
user.getName() == "John"
user.getAge() == 40
!user.isEnabled()
Each of lines will be treated as single assertion and will be evaluated by Spock.

Sometimes we expect that our method throws an exception under given circumstances. We can write test for it with use of thrown method:
class CommentSpec extends Specification {
    def "should throw exception when adding null document to comment"() {
        given:
            Comment comment = new Comment()
        when:
            comment.setCommentedDocument(null)
        then:
            thrown(RuntimeException)
    }
}

In this test we want to make sure that passing incorrect parameters is correctly handled by tested method and that method throws an exception in response. In case you want to be certain that method does not throw particular exception, simply use notThrown method.


expect block

Expect block is primarily used when we do not want to separate when and then blocks because it is unnatural. It is especially useful for simple test (and according to TDD rules all test should be simple and short) with only one condition to check, like in this example (it is simple but should show the idea):
def "should create user with given name"() {
    given:
        User user = UserTestFactory.createUser("john doe")
    expect:
        user.getName() == "john doe"
}



More blocks!


That were very simple tests with standard Spock test layout and canonical divide into given/when/then parts. But Spock offers more possibilities in writing tests and provides more blocks.


setup/cleanup blocks

These two blocks have the very same functionality as the def setup and def cleanup methods in specification. They allow to perform some actions before test and after test. But unlike these methods (which are shared between all tests) blocks work only in methods they are defined in. 


where - easy way to create readable parameterized tests

Very often when we create unit tests there is a need to "feed" them with sample data to test various cases and border values. With Spock this task is very easy and straighforward. To provide test data to feature method, we need to use where block. Let's take a look at little the piece of code:

def "should successfully validate emails with valid syntax"() {
    expect:
        emailValidator.validate(email) == true
    where:
        email }

In this example, Spock creates variable called email which is used when calling method being tested. Internally feature method is called once, but framework iterates over given values and calls expect/when block as many times as there are values (however, if we use @Unroll annotation Spock can create separate run for each of given values, more about it in one of next examples).

Now, lets assume that we want our feature method to test both successful and failure validations. To achieve that goal we can create few parameterized variables for both input parameter and expected result. Here is a little example:

def "should perform validation of email addresses"() {
    expect:
        emailValidator.validate(email) == result
    where:
        email         result }
Well, it looks nice, but Spock can do much better. It offers tabular format of defining parameters for test what is much more readable and natural. Lets take a look:
def "should perform validation of email addresses"() {
    expect:
        emailValidator.validate(email) == result
    where:
        email           | result
        "WTF"           | false
        "@domain"       | false
        "foo@bar.com"   | true
        "a@test"        | false
}
In this code, each column of our "table" is treated as a separate variable and rows are values for subsequent test iterations.

Another useful feature of Spock during parameterizing test is its ability to "unroll" each parameterized test. Feature method from previous example could be defined as (the body stays the same, so I do not repeat it):
@Unroll("should validate email #email")
def "should perform validation of email addresses"() {
    // ...
}
With that annotation, Spock generate few methods each with its own name and run them separately. We can use symbols from where blocks in @Unroll argument by preceding it with '#' sign what is a signal to Spock to use it in generated method name.


What next?


Well, that was just quick and short journey  through Spock and its capabilities. However, with that basic tutorial you are ready to write many unit tests. In one of my future posts I am going to describe more features of Spock focusing especially on its mocking abilities.