前端测试一共有哪几种?

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前端测试一共有哪几种?

前言

哈喽,大家好,我是海怪。

最近有不少朋友找到我聊了聊测试相关的内容,发现他们对测试的分类有些迷茫。实际上测试一共就 3 种:E2E,集成,单测,其它的功能测试、UI 测试、界面测试只是它们中里面的一种。 Kent C. Dodds 在这篇文章 《Static vs Unit vs Integration vs E2E Testing for Frontend Apps》 也聊到了这 3 种测试的对比和区别,除此之外,还聊到它们各自的适用场景,应该对还在迷茫中的同学有所帮助。所以今天把这篇文章分享给大家~

翻译中会尽量用更地道的语言,这也意味着会给原文加一层 Buf,想看原文的可点击 这里


正片开始

J.B. Rainsberger 在我的采访里说了一个我很喜欢的比喻:

你可以把油漆扔到墙上,最终你可能会涂到大部分的墙壁,但除非你用刷子来刷墙,否则你永远不会刷到角落。

我喜欢用它来类比测试,因为做测试就跟刷墙一样,在开始之前要选择正确的策略。你会用小刷头来刷墙么?当然不会。那会花很长时间,而且效果也不均匀。 那你会用滚筒来刷所有东西么?比如拿它来刷两百年前你的曾曾祖母从别的地方带来的豪华家具?绝对不会。不同的刷子适用不同的场景,测试也是如此。

这就是为什么我会构建这个 测试模型

在这个模型里,有 4 种测试分类:

  • 端对端测试:利用一个很像用户行为的机器人来和 App 交互,并验证功能是否正常。有时也会说 “功能测试” 或 E2E。
  • 集成测试:验证多个单元是否能协调共同工作。
  • 单元测试:验证单独隔离的部分是否正常工作。
  • 静态测试:捕获写代码时的错别字和类型错误

在这个模型里,每个测试分类的大小和你在测试时的关注度呈正相关(通常来说)。下面我来深入地聊聊这几种测试类型的区别、含义、以及如何对它们做优化。

测试类型

让我们从上往下看几个这类测试的例子:

端对端测试

一般来说,它会跑完整个应用(前端 + 后端),这样的测试会像真实用户那样和应用进行交互。下面的例子是用 Cypresss 来实现的:

import {generate} from 'todo-test-utils'

describe('todo app', () => {
  it('should work for a typical user', () => {
    const user = generate.user()
    const todo = generate.todo()
    // 这里我们会走通整个注册流程
    // 我一般只会写一个测试来这么做
    // 剩下的测试则会通过直接发 HTTP 请求来实现注册功能
    // 这样我们就可以跳过这个注册表单的交互过程了
    cy.visitApp()

    cy.findByText(/register/i).click()

    cy.findByLabelText(/username/i).type(user.username)

    cy.findByLabelText(/password/i).type(user.password)

    cy.findByText(/login/i).click()

    cy.findByLabelText(/add todo/i)
      .type(todo.description)
      .type('{enter}')

    cy.findByTestId('todo-0').should('have.value', todo.description)

    cy.findByLabelText('complete').click()

    cy.findByTestId('todo-0').should('have.class', 'complete')
    // 等等...
    // 我的 E2E 测试一般都会写像真实用户那样
    // 有时会写得非常长
  })
})
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集成测试

集成测试背后的思想就是尽可能少的 Mock。我一般只会 Mock 下面两点:

  • 网络请求(用 MSW
  • 实现动画的组件(因为谁会想在测试里等待呀)

下面的测试用例会渲染整个应用。但这不是集成测试的硬性要求,而且大多数我写的集成测试都不会渲染整个 App。他们一般只会渲染 App 里要用到的 Provider(这就是 test/app-test-utils 伪模块中 render 要做的事):

import * as React from 'react'
import {render, screen, waitForElementToBeRemoved} from 'test/app-test-utils'
import userEvent from '@testing-library/user-event'
import {build, fake} from '@jackfranklin/test-data-bot'
import {rest} from 'msw'
import {setupServer} from 'msw/node'
import {handlers} from 'test/server-handlers'
import App from '../app'

const buildLoginForm = build({
  fields: {
    username: fake(f => f.internet.userName()),
    password: fake(f => f.internet.password()),
  },
})

// 集成测试一般只会用 MSW 这个库来 Mock HTTP 请求
const server = setupServer(...handlers)

beforeAll(() => server.listen())
afterAll(() => server.close())
afterEach(() => server.resetHandlers())

test(`logging in displays the user's username`, async () => {
  // 这个自定义的 render 会在 App 加载完成时返回一个 Promise
  // (如果你用服务器渲染,你可能不需要这么做)
  // 这个自定义的 render 还可以让你指定你的初始路由
  await render(<App />, {route: '/login'})
  const {username, password} = buildLoginForm()

  userEvent.type(screen.getByLabelText(/username/i), username)
  userEvent.type(screen.getByLabelText(/password/i), password)
  userEvent.click(screen.getByRole('button', {name: /submit/i}))

  await waitForElementToBeRemoved(() => screen.getByLabelText(/loading/i))

  // 检查用户是否已经登录了
  expect(screen.getByText(username)).toBeInTheDocument()
})
复制代码

对这样的测试,一般我会做一些全局处理,比如 自动重置所有 Mock

你可以在 React Testing Library setup docs 里了解更多关于上面的测试工具函数。

单元测试

import '@testing-library/jest-dom/extend-expect'
import * as React from 'react'
// 如果你的集成测试里有像上面一样的测试工具模块
// 那别用 @testing-library/react,直接用你的就好了
import {render, screen} from '@testing-library/react'
import ItemList from '../item-list'

// 有些人可能不会把这样的测试叫做单测,因为我们还是要用 React 渲染成 DOM
// 他们还可能会告诉你要用 shallow render
// 当他们跟你说这个的时候,请把这个链接 https://kcd.im/shallow 甩他们脸上
test('renders "no items" when the item list is empty', () => {
  render(<ItemList items={[]} />)
  expect(screen.getByText(/no items/i)).toBeInTheDocument()
})

test('renders the items in a list', () => {
  render(<ItemList items={['apple', 'orange', 'pear']} />)
  // 注意:为了简化这个例子,这里用了 snapshot,不过仅限于:
  // 1. snapshot 很小
  // 2. 我们用了 toMatchInlineSnaphost
  // 详情:Read more: https://kcd.im/snapshots
  expect(screen.getByText(/apple/i)).toBeInTheDocument()
  expect(screen.getByText(/orange/i)).toBeInTheDocument()
  expect(screen.getByText(/pear/i)).toBeInTheDocument()
  expect(screen.queryByText(/no items/i)).not.toBeInTheDocument()
})
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相信所有人都知道下面这个肯定是单测:

// 纯函数是单元测试的最佳选择,我还喜欢用 jest-in-case 来做单测
import cases from 'jest-in-case'
import fizzbuzz from '../fizzbuzz'

cases(
  'fizzbuzz',
  ({input, output}) => expect(fizzbuzz(input)).toBe(output),
  [
    [1, '1'],
    [2, '2'],
    [3, 'Fizz'],
    [5, 'Buzz'],
    [9, 'Fizz'],
    [15, 'FizzBuzz'],
    [16, '16'],
  ].map(([input, output]) => ({title: `${input} => ${output}`, input, output})),
)
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静态测试

(译注:静态测试这里其实更多是指用 TypeScript 以及 ESLint 等静态检查工具来找出代码问题)

// 你能发现下面的问题么?
// 我相信 ESLint 的 for-direction 规则会比你 code review 时
// 更快发现这个问题 😉
for (var i = 0; i < 10; i--) {
  console.log(i)
}

const two = '2'
// 这个有点挑剔了,不过 TypeScript 会告诉你这么做是不好的
const result = add(1, two)
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测试的初衷

记住我们为什么写测试是很重要的。为什么你要写测试?是因为我让你写?是因为如果不写测试你的 PR 无法通过?还是因为测试可以提升开发体验?

我写测试最大、最重要的原因就是 CONFIDENCE(代码信心)。我希望能够信任未来我写的代码不会在上线时弄崩整个应用。所以,无论如何, 我都想确保这些类型的测试都能给我来带来最大的 CONFIDENCE,所以在做测试时,要对它们做一些权衡。

如何取舍

我在这张图里列了一些比较重要的点:

上面的箭头代表了你在写自动化测试时要关注的 3 个取舍点:

成本:¢ heap ➡ 💰🤑💰

当你往模型的上面走时,测试的成本会变得非常高。这不仅来自来真实在 CI 环境上跑所花的钱,还来自开发自己要编写和维护单个独立测试所花的时间。

越往模型上方走,遇到的报错和失败就越多,测试就越容易崩,从而导致需要更多时间来分析和修复测试。记住这句话,等会要考。

速度:🏎💨 ➡ 🐢

越往模型上方走,测试则跑得越慢。这是由于越跑高层级的测试,你就要跑更多的代码。 而对单测来说,一般只测没有依赖的小代码片段,或者把依赖给 Mock 掉(会把上千行的代码替换成简单几行)。记住这句话,等会要考。

信心:简单问题 👌 ➡ 大问题 😖

一般人们在聊测试金字塔模型 🔺 时,都会聊到测试成本和速度的取舍。如果只考虑这两点,那对于这个金字塔模型,我肯定 100% 把精力放单测上,而 不去管其它的测试类型。当然我不能这么做,这是因为还有一个超级重要的因素,可能你经常会听我说到它:

当你的测试和你应用的使用方式越相似,它们能给你的信心就越大。

这是什么意思呢?意思是只有在用户真实使用过后,才能保证你的应用是正常工作的。但我们不可能真的去等一个真实的用户来找 Bug 吧?这会要很长时间,而且他可能会错过一些我们可能应该测试的功能。再加上我们会定期发布软件更新,任何人都无法用上最新的版本。

所以要怎么解决?我们要做权衡。 那我们应该怎么做?我们可以写测试来测自己的应用,而当我们的测试不能像真实用户那样测试我们的应用时,我们就要对不同测试做权衡,只有这样才能解决实际问题。这就是这个测试模型中每一层我们要做的事。

当你往测试模型的上方走时,你也同时在提升我所说的 “信心系数”。 这是你在那一层里能够给你相对其它层的信心。你可以把模型最上层的测试想象成手动测试,这肯定会给你非常强的信心,相对地,它们成本也很高,速度也很慢。

还记得刚刚就让你记住两件事么:

  • 越往上走,遇到的报错和失败就越多,因此你的测试也越容易崩
  • 单测一般只用来测无依赖的小东西,或者把它的依赖 Mock 掉再测试(把上千行代码替换成几行 Mock 实现)

这两点说的都是:越往下走,你能测到的代码就越少。所以,如果你在做低层级的测试,会需要更多测试用例来覆盖应用程序中相同数量的代码。实际上,当你越往模型下面走,会有很多东西是没办法测试的。

说一下这些测试的问题,静态分析工具无法给你带来任何对业务逻辑的信心。单测也无法确保你是否正确地使用依赖的(虽然你可以用断言判断它们是怎么被调用的,但是你仍然无法确保它在单测里是否被正确调用了)。UI 集成测试则是无法确保你是否正确把参数传给后端,以及是否正确处理返回错误。E2E 确实很好,但一般来说你只会把它们放在测试环境下跑(类生产环境,但是不是真生产环境)来获取相对较高的代码信心。

现在让我们从另一个角度出发:在模型的顶端,如果你想用 E2E 来检查输入文本和点击提交后表单的边界用例,你需要启动整个应用来做很多初始准备工作(后端也要),对这样场景来说,用集成测试会更合适。而如果你想用集成测试来测试优惠券的边界情况,你可能要在初始函数里做一些准备工作来渲染出优惠券生成组件,然后才能通过单测更好地覆盖边界用例。而如果你想用单测来验证 add 函数没有传 number 而传了 string 类型的情况,使用像 TypeScript 这样的静态类型检查工具能更好地做验证。

总结

模型里每个级别都有自己的优劣。一个 E2E 测试会失败很多次,所以很难追踪哪些代码导致的崩溃,但这也意味着它能给你带来更多的信心。这样的测试在你没有时间写测试时是很有用的。我宁愿面对失败多次的 E2E 测试,获得更多代码信心,也不想因为没写而要处理更多的 Bug。

最后,我其实不在乎这些测试类型之间的区别。 如果你说我的单测就是集成测试,或者甚至说是 E2E 测试(可能有人真的这么觉得 🤷‍♂️),那就说吧。而我更关心的是:它们能否给我足够的信心去改以前的代码和实现新业务,所以我会结合不同的测试策略来达到这个目标。


好了,这篇外文就给大家带到这里了。文章主要讲了 4 种测试类型:静态、单测、集成、E2E。其实在写测试的过程当中,是很难区分你到底是在写哪种测试的,也不用一直想着:我在写哪类的测试、项目测试种类的比例怎么分、测试数量多少的问题。就像 Kent 说的那样:我根本不在乎我写的是啥,我只在乎它是否能提高我的代码信心就足够了。

如果你喜欢我的分享,可以来一波一键三连,点赞、在看就是我最大的动力,比心 ❤️

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