Introduzione ai Test Automatici nell’Ingegneria del Software

/ Guida Playwright

Nel mondo dell'ingegneria del software, la qualità del codice è fondamentale per garantire che le applicazioni siano robuste, scalabili e prive di errori. Un modo cruciale per assicurare che il software funzioni come previsto è attraverso i test automatici. Questi test rappresentano una pratica essenziale per migliorare la qualità e ridurre il tempo necessario per individuare e correggere bug. In questo articolo esploreremo cosa sono i test automatici, perché sono importanti e quali sono le principali tipologie di test utilizzate in sviluppo software.

• Cosa sono i Test Automatici?
• Perché i Test Automatici sono importanti?
• Quali sono le principali tipologie di Test Automatici?
• Test Unitari (Unit Test)
• Test di Integrazione (Integration Test)
• Test di contratto (Contract Test)
• Test End-to-End (E2E Test)
• Test di Carico (Load Test)
• Test di Sicurezza
• I test automatici nel ciclo di vita del software

Cosa sono i Test Automatici?

I test automatici sono esecuzioni programmatiche di una serie di verifiche su un’applicazione, progettate per garantire che il software si comporti correttamente. A differenza dei test manuali, dove un tester esegue una serie di azioni e verifica i risultati, i test automatici vengono eseguiti da script o tool che simulano vari scenari d’uso e verificano i risultati in modo autonomo.

Questi test sono una parte fondamentale del processo di Continuous Integration (CI) e Continuous Delivery (CD), in cui il codice viene continuamente verificato e distribuito in produzione. L’automazione permette di eseguire i test più volte, a ogni modifica del codice, assicurando che le nuove funzionalità o correzioni non compromettano quelle esistenti.

Perché i Test Automatici sono importanti?

Ci sono diversi aspetti che rendono conveniente investire del tempo per l’implementazione di test automatici. Di seguito i più rilevanti:

1. Efficienza: Automatizzare i test riduce significativamente il tempo necessario per eseguire verifiche ripetitive, permettendo agli sviluppatori di concentrarsi su attività più complesse. Questo beneficio si nota principalmente quando è necessario ripetere i test dopo ogni modifica del software al fine di garantire la non regressione (Non Regression Test – NRT).
2. Affidabilità e ripetibilità: Gli esseri umani possono commettere errori durante il testing manuale, mentre i test automatici eseguono sempre le stesse operazioni in modo affidabile. Si ha inoltre la garanzia che il test venga ripetuto sempre allo stesso modo.
3. Risparmio di tempo a lungo termine: Anche se scrivere i test automatici richiede un investimento iniziale, questo si ripaga rapidamente grazie alla riduzione di bug e alla maggiore stabilità del software.
4. Feedback rapido: Integrando i test automatici nel processo di sviluppo, gli sviluppatori possono ricevere rapidamente un feedback sui cambiamenti del codice, individuando e risolvendo i problemi prima che diventino critici. Un esempio molto chiaro è quello dei performance test che permettono di individuare in anticipo problematiche che altrimenti si presenterebbero in ambiente di produzione (in situazioni di carico difficilmente riproducibili con test manuali) bloccando l’operatività degli utenti.

Affinché si possa beneficiare dei test automatici è però necessario progettarli attentamente individuando le tipologie e gli scenari di test giusti a seconda del contesto specifico del software. Bisogna pertanto evitare di implementare test superflui o poco significativi concentrandosi invece su poche casistiche di qualità.

Quali sono le principali tipologie di Test Automatici?

Esistono diversi tipi di test automatici, ognuno dei quali ha un ruolo specifico nel garantire la qualità del software.

Test Unitari (Unit Test)

I test unitari sono test automatici che verificano il corretto funzionamento di singole unità di codice, come metodi o funzioni, in isolamento. Questi test mirano a valutare una specifica parte del codice, assicurandosi che, dati determinati input, si ottengano i risultati attesi.

Ad esempio, se una funzione deve sommare due numeri, un test unitario verificherebbe che, inserendo 2 e 3, il risultato sia effettivamente 5. I test unitari escludono qualsiasi dipendenza esterna come database, API o altre parti del sistema, permettendo di valutare il comportamento di una singola porzione di codice.

Test di Integrazione (Integration Test)

I test di integrazione verificano come le diverse unità di codice interagiscono tra loro. Mentre i test unitari controllano singoli componenti, i test di integrazione si concentrano sulla corretta interazione tra moduli o servizi. L’obiettivo è assicurarsi che i vari componenti funzionino correttamente quando combinati, prevenendo bug dovuti a interfacce mal progettate o incoerenze nei dati trasmessi.

Ad esempio, in un’applicazione e-commerce, un test di integrazione verificherebbe che il modulo del carrello possa effettivamente comunicare con il modulo di pagamento, assicurando che la transazione venga completata senza errori.

I test di integrazione possono essere eseguiti in diverse fasi del ciclo di vita del software a seconda della tipologia del test:

• prima del deploy: se bisogna verificare l’integrazione tra parti diverse di codice all’interno della stessa componente applicativa (es: classi che si invocano correttamente tra esse);
• dopo il deploy: se bisogna testare l’integrazione con altre componenti applicative esterne (es: database o altri servizi).

Quando si eseguono test di integrazione, solitamente è buona prassi che le interazioni con risorse esterne di terze parti siano mockate. Questo consente di testare in modo affidabile il comportamento del sistema senza rischiare di introdurre variabili imprevedibili legate ad eventi esterni. Quando tale condizione è soddisfatta si parla nello specifico di “local integration test“. Ci sono anche casi in cui si è realmente interessati a monitorare il corretto funzionamento delle terze parti quindi non bisogna escludere a priori la possibilità di implementare test di integrazione più “estesi”.

Test di contratto (Contract Test)

I sistemi distribuiti sono altamente suscettibili a rotture di comunicazione quando un servizio modifica la propria API o il modo in cui gestisce le richieste e risposte. Se un provider modifica la sua interfaccia, esiste il rischio che i consumer che dipendono da tale servizio non riescano più a comunicare correttamente, con conseguenti malfunzionamenti a livello di applicazione. I contract test risolvono questo problema.

I contract test sono la tipologia di test automatizzato che serve appunto per minimizzare questi rischi verificando che i due sistemi (consumer e producer) interagiscano in conformità a un contratto prestabilito. Questo “contratto” (o anche “pact”) definisce le regole e le aspettative di comunicazione tra le due parti: quali dati possono essere inviati, quali risposte si aspettano, e quali errori possono essere gestiti.

Il focus di questi test è sulla compatibilità dell’interfaccia tra i sistemi, piuttosto che sul funzionamento interno di ciascuno di essi. In particolare, i contract test vengono utilizzati spesso nelle architetture a microservizi o nelle applicazioni basate su API, dove servizi indipendenti devono comunicare tra loro tramite chiamate HTTP o messaggi.

I contract test vengono spesso considerati ridondanti rispetto ai test di integrazione ma quando si ha a che fare con sistemi complessi in cui diverse componenti devono comunicare fra loro risultano moto utili in quanto permettono di anticipare le problematiche. Un test di integrazione richiede che tutti i servizi e le loro dipendenze siano operativi, il che può essere complesso e richiedere più tempo. I contract test, invece, possono essere eseguiti su singoli componenti, anche prima che l’intero sistema sia completato.

Test End-to-End (E2E Test)

I test end-to-end sono progettati per simulare l’intero ciclo di utilizzo dell’applicazione, verificando che tutte le parti del sistema funzionino correttamente dall’inizio alla fine. L’obiettivo è testare l’intero flusso, dall’interazione dell’utente alla comunicazione tra vari componenti del sistema, inclusi backend e frontend. Questi test sono più complessi e richiedono più tempo, ma garantiscono che l’applicazione funzioni correttamente come un tutto integrato.

Ad esempio, per un’applicazione e-commerce, un test E2E potrebbe simulare un utente che naviga nel sito, aggiunge prodotti al carrello, effettua il pagamento e riceve una conferma dell’ordine. L’obiettivo del test è assicurarsi che tutti i passaggi funzionino correttamente e senza errori.

I test E2E sono particolarmente utili in scenari complessi in cui molte parti del sistema interagiscono tra loro. Tuttavia, poiché possono essere più costosi e lenti rispetto ai test unitari o di integrazione, è importante usarli in modo strategico.

Test di Carico (Load Test)

I test di carico (o load test) sono una tipologia di test di prestazione progettati per verificare il comportamento di un sistema sotto un carico specifico, ovvero un numero simulato di utenti o richieste simultanee. Questo tipo di test aiuta a identificare come il sistema risponde a vari livelli di carico e quali risorse vengono maggiormente sollecitate (come CPU, RAM o rete).

L’obiettivo dei test di carico non è solo scoprire il punto di rottura del sistema ma anche analizzare come le prestazioni degradano quando il carico aumenta. Questi test permettono di individuare eventuali limiti strutturali o di configurazione che potrebbero influire negativamente sull’esperienza utente.

I test di carico offrono numerosi vantaggi per le aziende che sviluppano applicazioni web o sistemi software:

1. Identificando i colli di bottiglia e le aree di inefficienza, i test di carico consentono di ottimizzare le prestazioni del sistema, migliorando l’esperienza utente.
2. Prevedendo come il sistema si comporta sotto carico elevato, si possono evitare interruzioni del servizio durante i picchi di traffico.
3. determinare quante risorse (server, CPU, memoria) sono necessarie per gestire un determinato volume di traffico consente la pianificazione della capacità.
4. Le applicazioni moderne devono essere in grado di scalare rapidamente. I test di carico consentono di valutare la scalabilità del sistema e di prepararsi per eventuali aumenti improvvisi del traffico.

Test di Sicurezza

I test di sicurezza (security testing) sono un insieme di tecniche e metodologie utilizzate per valutare la sicurezza di un’applicazione o di un sistema. Lo scopo principale è individuare potenziali vulnerabilità che potrebbero essere sfruttate da hacker o malintenzionati per accedere ai dati o interrompere i servizi.

Questi test simulano vari tipi di attacco che un sistema potrebbe subire, come l’iniezione di codice malevolo, attacchi di forza bruta, cross-site scripting (XSS) o attacchi di tipo denial-of-service (DoS). I risultati di questi test forniscono indicazioni su come migliorare la sicurezza dell’applicazione e prevenire future minacce.

I test automatici nel ciclo di vita del software

La metodologia DevOps ha trasformato il modo in cui le aziende sviluppano, rilasciano e gestiscono il software. Questa metodologia si focalizza sull’integrazione tra i team di sviluppo (Dev) e operazioni (Ops) per migliorare la collaborazione e accelerare i cicli di rilascio. In questo contesto, i test automatici rivestono un ruolo fondamentale, poiché consentono di garantire la qualità del software in ogni fase del processo di sviluppo.

I test possono essere eseguiti in diverse fasi del ciclo di sviluppo:

1. Continuous Integration (CI): Ogni volta che un nuovo codice viene pubblicato nel repository, i test automatici vengono eseguiti per rilevare eventuali problemi di integrazione.
2. Continuous Delivery (CD): I test automatici vengono eseguiti in ogni fase del rilascio, assicurando che il software sia stabile prima di andare in produzione.
3. Monitoraggio Post-Rilascio: Dopo il rilascio, vengono eseguiti test per raccogliere feedback e identificare eventuali problemi che si possono manifestare nell’ambiente reale.

I test automatici rappresentano una delle pratiche più importanti nell’ingegneria del software moderna. Implementarli in modo efficace consente di garantire che il codice sia robusto, scalabile e privo di bug, migliorando significativamente la qualità complessiva del prodotto. Ogni tipologia di test automatico ha il suo ruolo specifico nel garantire che il software funzioni in modo sicuro ed efficiente.