Тестирование и исправление ошибок в программном коде ис в процессе эксплуатации

Тестирование — это не точная наука. Тут нет чётких устоявшихся определений, которые можно собрать в словарь и выучить перед собеседованием. Каждый IT-проект уникален, что порождает огромное количество разной, часто противоречивой информации. Важным в тестировании, как и в любой профессии, становится понимание процессов и подходов. Важно не только знать, как называется тот или иной процесс, вид тестирования, а что он из себя представляет и для чего он нужен на проекте.

Перейдем к основным понятиям.

Тестирование программного обеспечения (Software Testing) — проверка соответствия реальных и ожидаемых результатов поведения программы, проводимая на конечном наборе тестов, выбранном определённым образом.

Цель тестирования — проверка соответствия ПО предъявляемым требованиям, обеспечение уверенности в качестве ПО, поиск очевидных ошибок в программном обеспечении, которые должны быть выявлены до того, как их обнаружат пользователи программы.

Принципы тестирования

Обеспечение качества (QA — Quality Assurance) и Контроль качества (QC — Quality Control) — эти термины похожи на взаимозаменяемые, но разница между обеспечением качества и контролем качества все-таки есть, хоть на практике процессы и имеют некоторую схожесть.

QA (Quality Assurance) — Обеспечение качества продукта — изучение возможностей по изменению и улучшению процесса разработки, улучшению коммуникаций в команде, где тестирование является только одним из аспектов обеспечения качества.

Верификация и валидация — два понятия тесно связаны с процессами тестирования и обеспечения качества. К сожалению, их часто путают, хотя отличия между ними достаточно существенны.

Верификация (verification) — это процесс оценки системы, чтобы понять, удовлетворяют ли результаты текущего этапа разработки условиям, которые были сформулированы в его начале.

Валидация (validation) — это определение соответствия разрабатываемого ПО ожиданиям и потребностям пользователя, его требованиям к системе.

Пример: когда разрабатывали аэробус А310, то надо было сделать так, чтобы закрылки вставали в положение «торможение», когда шасси коснулись земли. Запрограммировали так, что когда шасси начинают крутиться, то закрылки ставим в положение «торможение». Но вот во время испытаний в Варшаве самолет выкатился за пределы полосы, так как была мокрая поверхность. Он проскользил, только потом был крутящий момент и они, закрылки, открылись. С точки зрения «верификации» — программа сработала, с точки зрения «валидации» — нет. Поэтому код изменили так, чтобы в момент изменения давления в шинах открывались закрылки.

Документацию, которая используется на проектах по разработке ПО, можно условно разделить на две группы:

Этапы тестирования:

Стадии разработки ПО — этапы, которые проходят команды разработчиков ПО, прежде чем программа станет доступной для широкого круга пользователей.

Требования

Требования — это спецификация (описание) того, что должно быть реализовано.
Требования описывают то, что необходимо реализовать, без детализации технической стороны решения.

Дефект (bug) — отклонение фактического результата от ожидаемого.

Отчёт о дефекте (bug report) — это документ, описывающий ситуацию, которая привела к обнаружению дефекта, с указанием причин и ожидаемого результата.

Жизненный цикл бага

Severity vs Priority

Серьёзность (severity) показывает степень ущерба, который наносится проекту существованием дефекта. Severity выставляется тестировщиком.

Срочность (priority) показывает, как быстро дефект должен быть устранён. Priority выставляется менеджером, тимлидом или заказчиком

Тестовые среды

Основные фазы тестирования

Основные виды тестирования ПО

Вид тестирования — это совокупность активностей, направленных на тестирование заданных характеристик системы или её части, основанная на конкретных целях.

Тест-дизайн — это этап тестирования ПО, на котором проектируются и создаются тестовые случаи (тест-кейсы).

Типы тестирования

Тестирование белого ящика — метод тестирования ПО, который предполагает, что внутренняя структура/устройство/реализация системы известны тестировщику.

Согласно ISTQB, тестирование белого ящика — это:
– тестирование, основанное на анализе внутренней структуры компонента или системы;
– тест-дизайн, основанный на технике белого ящика — процедура написания или выбора тест-кейсов на основе анализа внутреннего устройства системы или компонента.
Почему «белый ящик»? Тестируемая программа для тестировщика — прозрачный ящик, содержимое которого он прекрасно видит.

Тестирование серого ящика — метод тестирования ПО, который предполагает комбинацию White Box и Black Box подходов. То есть, внутреннее устройство программы нам известно лишь частично.

Тестирование чёрного ящика — также известное как тестирование, основанное на спецификации или тестирование поведения — техника тестирования, основанная на работе исключительно с внешними интерфейсами тестируемой системы.

Согласно ISTQB, тестирование черного ящика — это:
– тестирование, как функциональное, так и нефункциональное, не предполагающее знания внутреннего устройства компонента или системы;
– тест-дизайн, основанный на технике черного ящика — процедура написания или выбора тест-кейсов на основе анализа функциональной или нефункциональной спецификации компонента или системы без знания ее внутреннего устройства.

Тестовая документация

Тест план (Test Plan) — это документ, описывающий весь объем работ по тестированию, начиная с описания объекта, стратегии, расписания, критериев начала и окончания тестирования, до необходимого в процессе работы оборудования, специальных знаний, а также оценки рисков с вариантами их разрешения.

Основные пункты тест плана:

В стандарте IEEE 829 перечислены пункты, из которых должен состоять тест-план:
A) Идентификатор тест плана (Test plan identifier);
B) Введение (Introduction);
C) Объект тестирования (Test items);
D) Функции, которые будут протестированы (Features to be tested;)
E) Функции, которые не будут протестированы (Features not to be tested);
F) Тестовые подходы (Approach);
G) Критерии прохождения тестирования (Item pass/fail criteria);
H) Критерии приостановления и возобновления тестирования (Suspension criteria and resumption requirements);
I) Результаты тестирования (Test deliverables);
J) Задачи тестирования (Testing tasks);
K) Ресурсы системы (Environmental needs);
L) Обязанности (Responsibilities);
M) Роли и ответственность (Staffing and training needs);
N) Расписание (Schedule);
O) Оценка рисков (Risks and contingencies);
P) Согласования (Approvals).

Чек-лист (check list) — это документ, который описывает что должно быть протестировано. Чек-лист может быть абсолютно разного уровня детализации.

Чаще всего чек-лист содержит только действия, без ожидаемого результата. Чек-лист менее формализован.

Тестовый сценарий (test case) — это артефакт, описывающий совокупность шагов, конкретных условий и параметров, необходимых для проверки реализации тестируемой функции или её части.

Виды тестирования

Все виды тестирования программного обеспечения, в зависимости от преследуемых целей, можно условно разделить на следующие группы:

Далее мы постараемся более подробно рассказать о каждом отдельном виде тестирования, его назначении и использовании при тестировании программного обеспечения.

Функциональные виды тестирования

Функциональные тесты базируются на функциях и особенностях, а также на взаимодействии с другими системами и могут быть представлены на всех уровнях тестирования: компонентном или модульном (Component/Unit testing), интеграционном (Integration testing), системном (System testing), приемочном (Acceptance testing). Функциональные виды тестирования рассматривают внешнее поведение системы. Далее перечислены одни из самых распространенных видов функциональных тестов.

Функциональное тестирование рассматривает заранее указанное поведение и основывается на анализе спецификаций функционтальности компонента или системы в целом.

1.Функциональные тесты основываются на функциях, выполняемых системой, и могут проводиться на всех уровнях тестирования (компонентном, интеграционном, системном, приемочном). Как правило, эти функции описываются в требованиях, функциональных спецификациях или в виде случаев использования системы (Use cases).

Тестирование функциональности может проводиться в двух аспектах:

Тестирование в аспекте «требования» использует спецификацию функциональных требований к системе, как основу для дизайна тестовых случаев (Test Cases). В этом случае необходимо сделать список того, что будет тестироваться, а что нет, приоритезировать требования на основе рисков (если это не сделано в документе с требованиями), а на основе этого приоритезировать тестовые сценарии (test cases). Это позволит сфокусироваться и не упустить при тестировании наиболее важный функционал.

Тестирование в аспекте «бизнес-процессы» использует знание бизнес-процессов, которые описывают сценарии ежедневного использования системы. В этом аспекте тестовые сценарии (Test scripts), как правило, основываются на случаях использования системы (use cases).

Преимущества функционального тестирования:

Недостатки функционального тестирования:

Достаточно распространенной является автоматизация функционального тестирования.

2. Тестирование безопасности (Security and Access Control Testing)

Тестирование безопасности — это стратегия тестирования, используемая для проверки безопасности системы, а также для анализа рисков, связанных с обеспечением целостного подхода к защите приложения, атак хакеров, вирусов, несанкционированного доступа к конфиденциальным данным.

Принципы безопасности программного обеспечения

Общая стратегия безопасности основывается на трех основных принципах:

Конфиденциальность

Конфиденциальность — это сокрытие определенных ресурсов или информации. Под конфиденциальностью можно понимать ограничение доступа к ресурсу некоторой категории пользователей или, другими словами, при каких условиях пользователь авторизован получить доступ к данному ресурсу.

Целостность

Существует два основных критерия при определении понятия целостности:

Доступность

Доступность представляет собой требования о том, что ресурсы должны быть доступны авторизованному пользователю, внутреннему объекту или устройству. Как правило, чем более критичен ресурс, тем выше уровень доступности должен быть.

3. Тестирование взаимодействия или Interoperability Testing

Тестирование взаимодействия (Interoperability Testing) – это функциональное тестирование, проверяющее способность приложения взаимодействовать с одним и более компонентами или системами и включающее в себя тестирование совместимости (compatibility testing) и интеграционное тестирование (integration testing).

Программное обеспечение с хорошими характеристиками взаимодействия может быть легко интегрировано с другими системами, не требуя каких-либо серьезных модификаций. В этом случае, количество изменений и время, требуемое на их выполнение, могут быть использованы для измерения возможности взаимодействия.

Нефункциональные виды тестирования

Нефункциональное тестирование описывает тесты, необходимые для определения характеристик программного обеспечения, которые могут быть измерены различными величинами. В целом, это тестирование того, как система работает.

1.Все виды тестирования производительности

Тестирование производительности ( Performance testing ).

Задачей тестирования производительности является определение масштабируемости приложения под нагрузкой, при этом происходит:

Стрессовое тестирование ( Stress Testing )

Стрессовое тестирование позволяет проверить, насколько приложение и система в целом работоспособны в условиях стресса, а также оценить способность системы к регенерации, т. е. к возвращению к нормальному состоянию, после прекращения воздействия стресса. Стрессом, в данном контексте, может быть повышение интенсивности выполнения операций до очень высоких значений или аварийное изменение конфигурации сервера. Также, одной из задач при стрессовом тестировании может быть оценка деградации производительности. Таким образом, цели стрессового тестирования могут пересекаться с целями тестирования производительности.

Объемное тестирование ( Volume Testing )

Задачей объемного тестирования является получение оценки производительности при увеличении объемов данных в базе данных приложения, при этом происходит:

Тестирование стабильности или надежности( Stability / Reliability Testing)

Задачей тестирования стабильности (надежности) является проверка работоспособности приложения при длительном (многочасовом) тестировании со средним уровнем нагрузки. Время выполнения операций может играть в данном виде тестирования второстепенную роль. При этом на первое место выходит отсутствие утечек памяти, перезапусков серверов под нагрузкой и другие аспекты влияющие именно на стабильность работы.

В англоязычной терминологии вы можете так же найти еще один вид тестирования — Load Testing — тестирование реакции системы на изменение нагрузки (в пределе допустимого). Нам показалось, что Load и Performance преследуют все же одну и ту же цель: проверка производительности (времени отклика) на разных нагрузках. Собственно поэтому мы и не стали разделять их. В то же время кто то может разделить. Главное все таки понимать цели того или иного вида тестирования и постараться их достигнуть.

2. Тестирование Установки (Installation Testing)

Тестирование установки направленно на проверку успешной инсталляции и настройки, а также на обновление или удаление программного обеспечения.

В настоящий момент, наиболее распространена установка ПО при помощи инсталляторов (специальных программ, которые сами по себе так же требуют надлежащего тестирования, описание которого рассмотрено в разделе «Особенности тестирования инсталляторов»).

В реальных условиях инсталляторов может не быть. В этом случае придется самостоятельно выполнять установку программного обеспечения, используя документацию в виде инструкций или «read me» файлов, шаг за шагом описывающих все необходимые действия и проверки.

В распределенных системах, где приложение разворачивается на уже работающем окружении, простого набора инструкций может быть мало. Для этого часто пишется план установки (Deployment Plan), включающий не только шаги по инсталляции приложения, но и шаги отката (roll-back) к предыдущей версии (в случае неудачи). Сам по себе план установки также должен пройти процедуру тестирования для избежания проблем при выдаче в реальную эксплуатацию. Особенно это актуально, если установка выполняется на системы, где каждая минута простоя — это потеря репутации и большого количества средств, например: банки, финансовые компании или даже баннерные сети. Поэтому тестирование установки можно назвать одной из важнейших задач по обеспечению качества программного обеспечения.

3. Тестирование удобства пользования (Usability Testing)

Иногда мы сталкиваемся с непонятными или нелогичными приложениями, многие функции и способы использования которых часто не очевидны. После такой работы редко возникает желание использовать приложение снова, и мы ищем более удобные аналоги. Для того, чтобы приложение было популярным, ему мало быть функциональным – оно должно быть еще и удобным. Если задуматься, интуитивно понятные приложения экономят нервы пользователям и затраты работодателя на обучение. Значит, они более конкурентоспособные! Поэтому тестирование удобства использования, о котором пойдет речь далее, является неотъемлемой частью тестирования любых массовых продуктов.

Тестирование удобства пользования — это метод тестирования, направленный на установление степени удобства использования, обучаемости, понятности и привлекательности для пользователей разрабатываемого продукта в контексте заданных условий.

Тестирование удобства пользования дает оценку уровня удобства использования приложения по следующим пунктам:

Уровни проведения

Проверка удобства использования может проводиться как по отношению к готовому продукту, посредством тестирования черного ящика (black box testing), так и к интерфейсам приложения (API), используемым при разработке — тестирование белого ящика (white box testing). В этом случае проверяется удобство использования внутренних объектов, классов, методов и переменных, а также рассматривается удобство изменения, расширения системы и интеграции ее с другими модулями или системами. Использование удобных интерфейсов (API) может улучшить качество, увеличить скорость написания и поддержки разрабатываемого кода и, как следствие, улучшить качество продукта в целом.

Отсюда становится очевидно, что тестирование удобства пользования может производиться на разных уровнях разработки программного обеспечения: модульном, интеграционном, системном, приемочном. При этом, оно целиком и полностью будет зависит от того, кто будет использовать приложение на выделенном конкретном уровне — разработчик, бизнес-пользователь системы и т. д.

Советы по улучшению удобства пользования:

Заблуждения о тестировании удобства пользования:

Тестирование удобства пользования не имеет ничего общего с тестированием функциональности пользовательского интерфейса, оно лишь проводится на пользовательском интерфейсе, равно как и на многих других возможных компонентах продукта. При этом, тип тестирования и тест-кейсы будут совсем другие, так как речь может идти об удобстве использования не визуальных компонентов (если таковые имеются) или процессе администрирования, например, распределенного клиент-серверного продукта и т. д.

Не всегда человек не разбирающийся в предметной области способен провести его самостоятельно. Представьте, что тестировщику нужно протестировать удобство пользования стратегического бомбардировщика. Ему придется проверить основные функции: удобство ведения боя, навигации, пилотирования, обслуживания, наземной транспортировки и т. д. Очевидно, что, без привлечения эксперта, это будет весьма проблематично, и, можно даже сказать, невозможно.

4. Тестирование на отказ и восстановление (Failover and Recovery Testing)

Тестирование на отказ и восстановление (Failover and Recovery Testing) проверяет тестируемый продукт с точки зрения способности противостоять и успешно восстанавливаться после возможных сбоев, возникших в связи с ошибками программного обеспечения, отказами оборудования или проблемами связи (например, отказ сети).

Целью данного вида тестирования является проверка систем восстановления (или дублирующих основной функционал систем), которые, в случае возникновения сбоев, обеспечат сохранность и целостность данных тестируемого продукта.

Тестирование на отказ и восстановление очень важно для систем, работающих по принципу “24×7”. Если Вы создаете продукт, который будет работать, например, в интернете, то без проведения данного вида тестирования Вам просто не обойтись, т. к. каждая минута простоя или потеря данных, в случае отказа оборудования, может стоить вам денег, потери клиентов и репутации на рынке.

Методика подобного тестирования заключается в симулировании различных условий сбоя и последующем изучении и оценке реакции защитных систем. В процессе подобных проверок выясняется, была ли достигнута требуемая степень восстановления системы после возникновения сбоя.

Для наглядности, рассмотрим некоторые варианты подобного тестирования и общие методы их проведения. Объектом тестирования, в большинстве случаев, являются весьма вероятные эксплуатационные проблемы, такие как:

Данные ситуации могут быть воспроизведены, как только достигнута некоторая точка в разработке, когда все системы восстановления или дублирования готовы выполнять свои функции. Технически реализовать тесты можно следующими путями:

При достижении соответствующих условий сбоя и по результатам работы систем восстановления, можно оценить продукт с точки зрения тестирования на отказ. Во всех вышеперечисленных случаях, по завершении процедур восстановления, должно быть достигнуто определенное требуемое состояние данных продукта:

Стоит заметить, что тестирование на отказ и восстановление – это весьма специфичное тестирование. Разработка тестовых сценариев должна производиться с учетом всех особенностей тестируемой системы. Принимая во внимание довольно жесткие методы воздействия, стоит также оценить целесообразность проведения данного вида тестирования для конкретного программного продукта.

5. Конфигурационное тестирование (Configuration Testing)

Конфигурационное тестирование(Configuration Testing) — специальный вид тестирования, направленный на проверку работы программного обеспечения при различных конфигурациях системы (заявленных платформах, поддерживаемых драйверах, при различных конфигурациях компьютеров и т. д.)

В зависимости от типа проекта конфигурационное тестирование может иметь разные цели:

Примечание: В ISTQB Syllabus вообще не говорится о таком виде тестирования, как конфигурационное. Согласно глоссарию, данный вид тестирования рассматривается там как тестирование портируемости(portability testing: The process of testing to determine the portability of a software product.).

Связанные с изменениями виды тестирования

После проведения необходимых изменений, таких как исправление багов/дефектов, программное обеспечение должно быть перетестировано для подтверждения того факта, что проблема была действительно решена. Ниже перечислены виды тестирования, которые необходимо проводить после установки программного обеспечения, для подтверждения работоспособности приложения или правильности осуществленного исправления дефекта:

1. Дымовое тестирование (Smoke Testing)

Понятие дымовое тестирование пошло из инженерной среды:

«При вводе в эксплуатацию нового оборудования («железа») считалось, что тестирование прошло удачно, если из установки не пошел дым.»

В области же программного обеспечения дымовое тестирование рассматривается как короткий цикл тестов, выполняемый для подтверждения того, что, после сборки кода (нового или исправленного), устанавливаемое приложение стартует и выполняет основные функции.

Вывод о работоспособности основных функций делается на основании результатов поверхностного тестирования наиболее важных модулей приложения на предмет возможности выполнения требуемых задач и наличия быстронаходимых критических и блокирующих дефектов. В случае отсутствия таковых дефектов дымовое тестирование объявляется пройденным и приложение передается для проведения полного цикла тестирования, в противном случае, дымовое тестирование объявляется проваленным и приложение уходит на доработку.

Аналогами дымового тестирования являются Build Verification Testing и Acceptance Testing, выполняемые на функциональном уровне командой тестирования, по результатам которых делается вывод о том, принимается или нет установленная версия программного обеспечения в тестирование, эксплуатацию или на поставку заказчику.

Для облегчения работы, экономии времени и людских ресурсов рекомендуется внедрить автоматизацию тестовых сценариев для дымового тестирования.

2. Регрессионное тестирование (Regression Testing)

Регрессионное тестирование — это вид тестирования, направленный на проверку изменений, сделанных в приложении или окружающей среде (починка дефекта, слияние кода, миграция на другую операционную систему, базу данных, веб-сервер или сервер приложения), для подтверждения того факта, что существующая ранее функциональность работает как и прежде. Регрессионными могут быть как функциональные, так и нефункциональные тесты.

Сам по себе термин «регрессионное тестирование», в зависимости от контекста использования, может иметь разный смысл. Сэм Канер, к примеру, описал 3 основных типа регрессионного тестирования:

3. Тестирование сборки (Build Verification Test)

Тестирование, направленное на определение соответствия выпущенной версии критериям качества для начала тестирования. По своим целям является аналогом дымового тестирования, направленного на приемку новой версии в дальнейшее тестирование или эксплуатацию. Вглубь оно может проникать дальше, в зависимости от требований к качеству выпущенной версии.

4. Санитарное тестирование или проверка согласованности/исправности (Sanity Testing)

Санитарное тестирование — это узконаправленное тестирование, достаточное для доказательства того, что конкретная функция работает согласно заявленным в спецификации требованиям. Является подмножеством регрессионного тестирования. Используется для определения работоспособности определенной части приложения после изменений произведенных в ней или окружающей среде. Обычно выполняется вручную.

Отличие санитарного тестирования от дымового (Sanity vs Smoke testing)

В некоторых источниках ошибочно полагают, что санитарное и дымовое тестирование — это одно и тоже. Мы же полагаем, что эти виды тестирования имеют «векторы движения»- направления в разные стороны. В отличии от дымового (Smoke testing), санитарное тестирование (Sanity testing) направлено вглубь проверяемой функции, в то время как дымовое — направлено вширь, для покрытия тестами как можно большего функционала в кратчайшие сроки.