Место модульного тестирования в системе испытаний

Важнейший этап разработки программной системы — ее испытание на соответствие требованиям. Требования к системе распределяются по уровням детализации, и, значит, соответствующие им тесты имеют различную форму и ответственных за их создание. На самом нижнем уровне располагаются модульные тесты, для которых также используется жаргонное словечко «юнит-тест», калька с английского термина unit test.

Как следует из приведенной выше таблицы, ответственным за создание модульных тестов является инженер-программист, разрабатывающий данный модуль.

Рекламируемые в последние годы методики разработки «от тестов» (TDD — Test Driven Development) базируются на обязательном создании модульных тестов и преследовании цели в виде 100%-го покрытия ими кода приложения. В общем случае покрытие — это отношение числа функций/методов модуля к числу тестируемых функций. Разумеется, чем больше модульных тестов и больше покрытие, тем выше степень надежности модулей. Однако подобная методика имеет и видимые невооруженным глазом недостатки:

  • Корректное выполнение модульных тестов не гарантирует соответствие системы требованиям на вышестоящих уровнях (см. табл.).
  • Сложность разработки модульных тестов, как правило, не меньше сложности разработки собственно тестируемого основного кода. Таким образом, общее время программирования увеличивается в 2—3 раза.

Работоспособность отдельных компонентов компьютера вовсе не гарантирует, что, собранный вашими руками из купленной россыпи деталей, он заработает сразу. И тем более не гарантирует, что все необходимые приложения будут корректно функционировать после установки. Именно поэтому поставщики компьютеров и ПО предлагают клиентам конфигурации, прошедшие испытания.

Особенности разработки на SQL

В традиционных средах программирования, таких как С++/Delphi/Java/C# и др., модульное тестирование — обычная практика: имеются соответствующая инфраструктура, тесно интегрированная со средой разработки, библиотеки и стандартные методики создания и прогона тестов вручную или в автоматическом режиме. Программисты приложений баз данных, разрабатывающие много серверного кода на SQL и его процедурных расширениях, оказываются в худшем положении: поставщики СУБД, как правило, не включают в комплект не только инструменты для модульного тестирования, но и порой даже простые средства отладки и трассировки. Но отсутствие пошаговой отладки не является в данной области критичным фактором. Далеко не все СУБД поддерживают и подобие модульности для разрабатываемых хранимых процедур и функций. Иными словами, задача создания инфраструктуры, инструментов и методики для модульного тестирования ложится на плечи программиста. Один из вариантов разработки с использованием модульных тестов мы и рассмотрим. Хотя пример реализован для MS SQL Server 2005, Можно использовать его для любой другой СУБД с небольшими изменениями.

Описание задачи

На базе имеющейся ежедневной статистики продаж продукции в магазинах требуется составить недельные прогнозы продаж на заданный период.

На схеме структура и связи максимально упрощены. В таблицах products и stores хранятся список товаров и данные о магазинах. В таблице sales ведется статистика продаж: количество и цена — в разрезе «продукт—магазин—день». А в таблицу sales_forecasts нужно внести данные прогноза продаж: количество и среднюю цену.

Алгоритм вычислений также упрощен. На входе имеем даты начала и окончания будущего периода и начальную дату прошлого. На базе этих сведений и будет сделан линейный прогноз. Данные по продажам консолидируются с уровня дней до недель, причем их количество суммируется, а цена вычисляется средняя.

К статье прилагаются исходные тексты примеров, они даны на «Мир ПК-диске». В директории Sales расположены файлы, содержащие SQL-скрипты создания БД, таблиц и собственно хранимых процедур и функций. Командный файл install.cmd производит установку, необходимо только изменить название сервера (SET TARGET_SERVER=) и, возможно, базы данных примера. Каталог SalesTest содержит файлы проекта модульных тестов нашей маленькой подсис-темы. Здесь также имеется командный файл установки, но технология разработки несколько отличается и основана на несложном макроязыке. Но об этом чуть позже.

Возможный вид хранимой процедуры (файл SalesForecast.sql), производящей вычисления и заполняющей таблицу прогноза, приведен в листинге 1 (см. «Мир ПК-диск»).

За рамками листинга остались использованные в тексте процедуры функции utils_time_to_zero() и utils_get_weeks_list() — их код приведен в файле Utils.sql. Первая обнуляет время в значении типа datetime. Например, вызов utils_time_to_zero(‘2008-06-01 01:02:03’) возвратит значение ‘2008-06-01 00:00:00’. Данная функция необходима, так как MS SQL Server не имеет типа «дата», хранящего только дату без времени. В других СУБД можно обойтись встроенным типом date при его наличии.

Функция utils_get_weeks_list() возвращает таблицу-список недель между двумя заданными датами. Неделя задается датой первого дня (понедельника). Например, вызов функции utils_get_weeks_list(‘2008-02-04 00:00:00’, ‘2008-02-18 00:00:00’) возвратит таблицу из трех строк:

Теперь нам требуется создать модульные тесты для проверки не только нашей основной процедуры, но и упомянутых вспомогательных функций.

Создаем специализированный макроязык

Хотя в столь простом случае можно было бы обойтись исключительно средствами самого Transact SQL, решение получилось бы достаточно громоздким. Например, нам понадобятся стандартные процедуры проверок типа «генерировать ошибку, если величина не равна/равна/больше/меньше заданной». Но в Transact SQL при вызове процедур нельзя напрямую передавать им значения, полученные из SQL-запросов или других функций. Следовательно, придется всякий раз объявлять и инициализировать локальные переменные, а затем передавать их в процедуру проверки. Избежать этих и многих других неудобств поможет макропрограммирование.

Определим несколько макросов, которые будем использовать в тексте процедур на Transact SQL. Перед трансляцией процедуры в СУБД исходный текст проходит предварительную обработку макропроцессором, макросы раскрываются, получается чистый SQL. Подобный принцип активно применяется в языках семейства Си/С++. По сути же макропрограммирование позволяет обойти ограничения любого языка и создать на нем собственную проблемную надстройку для эффективного решения частных задач.

Утилита, управляющая трансляцией файлов исходных текстов (они имеют расширение *.sqm вместо обычного *.sql), носит название SPM (Stored Procedures Macroprocessor), соответствующий файл spm.exe находится в каталоге SalesTest. Для корректной трансляции процедур на сервер необходимо изменить параметры строки соединения (секция LogonInfo) в файле конфигурации проекта SalesTest.prj.

Теперь текст процедуры модульного теста нашей функции utils_time_to_zero() с использованием макросов будет выглядеть более понятно (листинг 2 на «Мир ПК-диске»).

Если внимательно изучить макрос SQLUnit_AreEquals, например посмотрев на сгенерированный файл UtilsTest.sql, то можно увидеть кусок рутинного кода, не подлежащего выносу в хранимую процедуру или функцию. Четыре строки макроса раскрываются в 14 строк чистого Transact SQL. А подобных проверок в теле рядовой процедуры теста используется в среднем около десятка.

Теперь взглянем на файл модульного теста SalesForecast Test.sqm. В процедуре test_sales_forecast_setup производится заполнение таблиц временными данными для теста. Следовательно, в test_sales_forecast_teardown мы их удаляем. Термины setup (инициализация) и teardown (очистка) — стандарты де-факто в модульном тестировании, поэтому мы их не изменяем. Сам тест проводится процедурой test_sales_forecast_init, использующей макросы (листинг 3 на «Мир ПК-диске»).

Запуск теста выполняет процедура test_sales_forecast_all (листинг 4 на «Мир ПК-диске»).

Теперь, имея одну точку входа для запуска тестов, мы можем легко автоматизировать процесс с помощью командного файла run_tests.cmd и утилиты выполнения SQL командной строки, поставляемой с любой СУБД. Для MS SQL Server это isql.exe или osql.exe, использующая ODBC-соединение.

Запускаем командный файл и видим непосредственный итог наших тестов (листинг 5 на «Мир ПК-диске»).

Остановиться и оглянуться

Обратите внимание, наша процедура test_sales_forecast_init проводит весьма простую проверку: мы сверяем цифры по одному товару и одному магазину за единственную неделю, выбранную случайным образом из заданного диапазона. При этом ее текст даже с применением лаконичных макросов растягивается на 80 строк. А без использования — на 110 строк (см. сгенерированный SQL). Если еще учесть примерно 80 строк предварительной инициализации и очистки, то получается очень много. Ведь текст собственно тестируемой процедуры sales_forecast_init занимает всего 33 строки!

Данная картина типична для разработки с использованием модульных тестов: отношение объема тестируемого кода к тестам примерно один к двум—четырем. Отсюда и неизбежные дополнительные затраты времени, превышающие создание собственно кода приложения. Однако труд не пропадет даром: надежность вашего модуля возрастет, а процесс поиска и предупреждения ошибок будет систематичен. Окончательный же выбор оптимального соотношения между объемом программного кода модулей и модульных тестов будет зависеть от многих факторов, и в первую очередь от критичности приложения.

Купить номер с этой статьей в PDF
16463