Software Testing. Lezione 2 Livelli di test. Federica Spiga. A.A Autori: F.Rabini/F.Spiga

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1 Software Testing Lezione 2 Livelli di test Federica Spiga A.A Autori: F.Rabini/F.Spiga 1

2 2 Livelli di test Unit Testing Integration Testing System Testing Unit Testing Integration Testing System Testing

3 3 Unit test (test di unità o di modulo) Il test prende in considerazione il più piccolo elemento software previsto dall architettura del sistema: il modulo (può essere un metodo, una classe, un insieme di classi interconnesse, ecc) Il controllo su un modulo ha come obiettivo principale la correttezza funzionale delle operazioni esportate dal modulo a fronte della specifica definita nel progetto di dettaglio. Unit test Object under test

4 4 Unit test (test di unità o di modulo) In condizioni ideali un test unitario andrebbe eseguito isolando la classe sotto test Il problema è riuscire a mettere l oggetto sotto test in un ambiente simulato, dove le interazioni con l ambiente sono controllate e possibilmente verificabili

5 5 Tecniche di Unit Test Per isolare l oggetto sotto test si possono utilizzare alcune tecniche di Unit Test come: stubs server stubs mock objects

6 6 Stubs Uno stub è una funzione fittizia la cui correttezza è vera per ipotesi. Ovviamente per poter impostare tale testing, bisognerà avere precise informazioni sul comportamento interno richiesto al modulo da testare. Potrebbe essere una porzione non completamente implementata ma che è destinata ad evolvere in una porzione del codice prodotto

7 7 Esempio di stub e principali svantaggi class Thermometer { Device thermometerdev;... double gettemperature() throws ThermometerException { if (debug) { return 18; } else { Maggiori svantaggi: Codice di test mescolato al codice da testare Quando il comportamento da simulare è complesso, il codice stub diventa complesso e di conseguente suscettibile di errore e difficile da mantenere thermometerdev.getcurrenttem p(); } } }

8 8 Server stubs Un Server Stub è la simulazione di un oggetto o componente. Deve rimpiazzare esattamente un componente del sistema, chiamato dalla funzione che voglio testare, ed essere leggero Rimpiazza la vera implementazione ma solo per il testing. Non farà parte del codice di produzione

9 9 Esempio di server stub e Principali vantaggi class Thermometer { Device thermometerdev;... double gettemperature() throws ThermometerException {... thermometerdev.getcurrenttemp();... } } class ThermometerDevServerStub implements Device {... double gettemperature() throws ThermometerException { return 18; } } Principali vantaggi permettono di isolare la classe sotto test aumentano la riusabilità dei test rendono semplice simulare certi tipi di errori da parte delle risorserimpiazzate permettono un approccio top-down al testing permettono di sviluppare e testare l oggetto interessato prima ancora che sia disponibile una risorsa esterna da cui dipende (con API già nota)

10 10 Server stub: principali svantaggi Principali Svantaggi Stub possono essere complessi da costruire Il costo dello sviluppo e della manutenzione dello stub può essere molto alta Il passaggio dallo stub al codice reale può essere rischioso

11 11 Mock objects Un mock object è un oggetto fittizio che simula il comportamento di un oggetto reale in un modo controllato Mock objects si differenziano dagli stub server perchè permettono di registrare le interazioni attese con la classe sotto test quando hanno effettivamente luogo, fanno asserzioni per stabilire che le interazioni con la classe sotto test si svolgono esattamente come atteso Quindi, rispetto agli stub fanno asserzioni sono più funzionali e versatili sono leggermente più complessi Unit test Object under test 2 3 Mock Object

12 12 Vantaggi e svantaggi dei mock object Vantaggi dei Mock: quelli dei server stub ed in più: consentono di testare le interazioni dell OUT con le risorse da cui dipende. Quindi si parla di test dall interno facilitano il riutilizzo del codice di test, ed una volta appreso il pattern, favoriscono la leggibilità dei test Vantaggi dei Mock: gli stessi dei server stub

13 13 Integration test (Test di integrazione) Il test di integrazione testa le interazioni tra un insieme di funzioni correlate o tra componenti Secondo le statistiche circa il 40% dei malfunzionamenti riscontrati nei controlli di sistema sono riconducibili a difetti di mutuo interfacciamento tra i moduli. Scopo del test di integrazione è colmare in modo efficace la lacuna che, dal punto di vista dei controlli, separa i moduli dal prodotto finito Strategie: Big-bang vs. Incrementale Top-down vs. Bottom-up

14 Esempio 14

15 15 Approccio Big - Bang Step: Tutti i moduli sono controllati singolarmente, l integrazione avviene in un solo passo e si procede direttamente ai controlli di sistema. E un approccio costoso. Se infatti il controllo dei moduli è effettuato rigorosamente il costo è proporzionale al numero di moduli Risulta quindi una via percorribile solo in caso di sistemi di ridotte dimensioni.

16 16 Approccio Big Bang Il test di ogni modulo richiede lo sviluppo di un modulo driver module e uno o più moduli stub Driver : componente che invoca le funzionalità esportate dai moduli sottoposti a test letteralmente pilotando la loro esecuzione; un driver deve anche definire il contesto di esecuzione, eventualmente definendo i dati globali cui accedono i moduli sottoposti a test DRIVER B STUB

17 17 Approccio Incrementale L approccio alternativo è quello incrementale: Piuttosto che testare ogni modulo in isolamento, il modulo da testare successivemente è prima combinato con il / I modulo/ i testati in precedenza Due tipologie di strategie incrementali: Top-down Bottom-up

18 Esempio 18

19 19 Approccio Top Down La strategia Top Down parte con il modulo (componente) iniziale (nelll esempio A) Dopo non esiste una unica procedura corretta per selezionare il modulo da essere testato in sequenza. La sola regola da seguire nella scelta del modulo è che un modulo può essere candidato ad essere integrato e testato solo se almeno uno dei moduli di cui è subordinato (il chiamante) sia stato testato in precedenza. Il procedimento si ripete fino all integrazione completa del sistema. È interessante notare che ad ogni livello si ripete sempre la stessa serie di controlli, dato che l interfaccia del modulo radice è sempre la stessa

20 20 Approccio Top-down After testing the top module, numerous sequences are possible, such as: A B C D E F G H I J K L A B E F J C G K D H L I A D H I K L C G B F J E A B F J D I E C G K H L

21 21 Linee guida per la selezione della sequenza Se ci sono delle sezioni critiche del programma (es modulo G) bisogna disegnare la sequenza affinchè questo modulo sia aggiunto e testato il prima possibile Una sezione critica può essere un nuovo algoritmo, oppure un modulo che potrebbe essere sospettato di essere affetto da errori Se ci sono moduli di I/O, fare in modo che vengano aggiunti per il test il prima possibile

22 22

23 23 Stato intermedio nell approccio top-down Questa versione parziale: Permette di mostrare il funzionamento del programma agli utenti Permette di trovare errori umani e problemi Può far vedere che il disegno globale del programma è sensato

24 Vantaggi e svantaggi 24

25 25 Approccio Bottom-up L approccio Bottom Up comincia con i moduli terminali nel programma (ossia il modulo che non chiama nessun modulo). Dopo che questi moduli sono stati testati, bisogna selezionare i metodi successivi. Anche in questo caso non ci sono regole ferree per selezionare il prossimo modulo da inserire sotto test. L unica regola è che tutti I moduli subordinati al modulo canditato ad essere integrato siano stati già testati Una caratteristica di questa strategia è che per eseguire i test ai vari livelli sono necessari solamente driver.

26 Stato intermedio nell approccio Bottom - Up 26

27 Vantaggi e svantaggi 27

28 28 Test di integrazione Nella realtà si utilizza un approccio misto Si adottano contemporaneamente entrambe le strategie bottom-up e topdown con l obiettivo di minimizzare i costi per la realizzazione di stub e driver. La linea di demarcazione, corrispondente al livello di simulazione eliminato, non necessariamente coincide con un livello dell albero: in generale sarà una spezzata, che tocca più livelli, costruita per ottimizzare il rapporto costi/benefici dei controlli in dipendenza delle caratteristiche del sistema in esame.

29 29 Test di Sistema Il test di sistema è la più canonica delle attività di validazione che valuta ogni caratteristica di qualità del prodotto software nella sua completezza, avendo come documento di riscontro i requisiti dell utente. Le tecniche più adottate per i test sul sistema sono basate su criteri funzionali. Gli obiettivi dei controlli di sistema sono normalmente mirati a esercitare il sistema sotto ben determinati aspetti: Facility test (test delle funzionalità). È il più intuitivo dei controlli, quello cioè che mira a controllare che ogni funzionalità del prodotto stabilita nei requisiti sia stata realizzata correttamente. Security test. Cercando di accedere a dati o a funzionalità che dovrebbero essere riservate, si controlla l efficacia dei meccanismi di sicurezza del sistema. Usability test. Con questo controllo si vuole valutare la facilità d uso del prodotto da parte dell utente finale. È una valutazione su una delle caratteristiche di un prodotto software fra le più soggettive; il controllo deve prendere in esame oltre al prodotto anche tutta la documentazione che lo accompagna e deve tener conto del livello di competenza dell utenza e delle caratteristiche operative dell ambiente d uso del prodotto.

30 30 Test di Sistema Performance test. È un controllo mirato a valutare l efficienza di un sistema soprattutto rispetto ai tempi di elaborazione e ai tempi di risposta. È un tipo di controllo critico per quelle categorie di prodotti, come ad esempio i sistemi in tempo reale, per le quali ai requisiti funzionali si aggiungono rigorosi vincoli temporali. Il sistema viene testato a diversi livelli di carico Storage use test. È ancora un controllo legato all efficienza di un sistema, ma mirato alla richiesta di risorse la memoria in particolare durante il funzionamento, e ha implicazioni sull ambiente operativo richiesto per poter installare il sistema. Volume test (o load test, test di carico). Durante questo tipo di controllo il sistema è sottoposto al carico di lavoro massimo previsto dai requisiti e le sue funzionalità sono controllate in queste condizioni. Lo scopo è sia individuare malfunzionamenti che non si presentano in condizioni normali, quali difetti nella gestione della memoria, buffer overflows, etc., sia garantire un efficienza base anche in condizioni di massimo carico. Le tecniche e gli strumenti del volume test sono di fatto usato anche per il performance test: vengono fissati alcuni livelli di carico, e su questi sono valutate le prestazioni del sistema. Sicuramente, però, i due tipi di test hanno scopi molto differenti, da un lato valutare le prestazioni a vari livelli di carico, non limite, dall altro valutare il comportamento del sistema sui valori limite.

31 31 Test di Sistema Stress test. Il sistema è sottoposto a carichi di lavoro superiori a quelli previsti dai requisiti o è portato in condizioni operative eccezionali in genere sottraendogli risorse di memoria e di calcolo. Non è da confondere con il volume test da cui differisce per l esplicito superamento dei limiti operativi previsti dai requisiti. Lo scopo è quello di controllare la capacità di recovery (recupero) del sistema dopo un fallimento. Configuration test. Alcuni prodotti prevedono la possibilità di avere più configurazioni, per lo più in presenza di piattaforme di installazione diverse per sistema operativo o dispositivi hardware installati, in altri casi per soddisfare insiemi di requisiti funzionali

32 32 Bibliografia The Art of Software Testing (second edition) by Glenford J. Myers et. al., John Wiley & Sons, Inc. (2004). Cap. 5.

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