26. Mai 2020 von Daniel Sorna
Behaviour Driven Development und automatisierte Tests mit Seed-Test
Der Ruf nach einfach umzusetzenden, automatisierten Tests mit Tools wie Cucumber wird immer stärker. Dieser Beitrag zeigt, was sich hinter Cucumber und Behaviour Driven Development (BDD) verbirgt und wie man mit Seed-Test automatisierte Tests erstellen kann, ohne eine Zeile Code schreiben zu müssen.
Egal ob klassische oder agile Softwareentwicklung – in jedem Entwicklungsprojekt steht man irgendwann vor der Frage, wie die Software getestet werden soll. Ein bewährter Ansatz ist das Test Driven Development (TDD), welches eine vollständige Testabdeckung durch Unit-Tests und hochwertigen Code verspricht. Die hinter TDD liegende Idee ist, aus Anforderungen direkt Tests abzuleiten und erst anhand dieser Code zu schreiben. Die Idee lässt sich auch über Unit-Tests hinaus auf weitreichendere Tests übertragen. Dabei kann das sog. Behaviour Driven Development (BDD) helfen.
Das Problem: Costs of Translation
In einem standardisierten Requirements Engineering Prozess werden Anforderungen identifiziert, oft von Business Analysten oder anderen Mitarbeitern aus dem Fachbereich formuliert und an die Entwicklung überreicht. Der Entwickler muss diese fachliche Anforderung daraufhin in Code übersetzen. Da die Entwicklung aber ein anderes Verständnis von den jeweiligen Anforderungen hat als der Fachbereich, der die Anforderung definiert hat, kommt es in manchen Fällen zu Übersetzungsfehlern. Bei solchen Fehlern handelt es sich nicht um Bugs, sondern um vermeidbare Fehler im Kommunikationsprozess. Ein ähnlicher Übersetzungsprozess findet beim Ableiten von Tests aus Anforderungen statt.
Solche Fehler fallen oft erst auf, wenn die Funktionalität in der Anwendung landet, getestet und rückgemeldet wird. Abhängig davon wie viel Zeit vergeht, bis der Fehler entdeckt wird, entstehen Kosten – die sog. Costs of Translation. Ein kürzerer Entwicklungszyklus kann demnach die Costs of Translation senken.
Anforderungen gemeinsam mit Beispielen definieren
Um Cost of Translation jedoch ganz zu vermeiden, muss bereits bei der Beschreibung der Anforderung angesetzt werden. Beim Behaviour Driven Development kommen die Business-Analyse, die Entwicklung und das Qualitätsmanagement zusammen und beschreiben gemeinsam die Anforderung. Die drei Parteien bauen ein gemeinsames Verständnis für das gewünschte Verhalten der Software auf.
Um die Anforderungsbeschreibung möglichst einfach zu gestalten kann die Methode Example Mapping herangezogen werden. Beispiele sind eine wunderbare Möglichkeit, um komplizierte Sachverhalte einfach darzustellen. Mehrere Beispiele decken dabei mögliche Fälle und Ergebnisse ab. Eine Anforderung kann mit einigen klaren Beispielen genau beschrieben werden, ohne Unklarheiten offen zu lassen. Die Beispiele sollten die Frage beantworten: Wie soll sich die Software bei bestimmten Eingaben und Interaktionen verhalten?
Automatisierung mit Cucumber
Nun stellt sich noch die Frage, ob und wie eine Automatisierung solcher Tests möglich ist. Hier hilft das Automatisierungstool Cucumber. Die Bespiele werden in Gherkin – eine durch Schlüsselwörter strukturierte Sprache, die nah an der natürlichen Sprache ist – beschrieben und können damit in Schritte gegliedert und automatisiert werden. Den Schritten wird dann Code hinterlegt, der die entsprechende Funktionalität testet. Die Beispiele, oder Szenarien wie sie in Cucumber genannt werden, können ausgeführt werden und geben ein Testergebnis zurück.
Der große Vorteil von Cucumber und Gherkin ist, dass Testfälle in einer beinahe natürlichen Sprache definiert werden können und damit für jeden verständlich sind. Die Szenarien werden in einem Editor geschrieben und können nahezu frei formuliert werden. Das macht es aber gleichzeitig fehleranfällig und sehr aufwändig umzusetzen, da zu jedem unterschiedlichen Schritt eine Ausführung hinterlegt werden muss.
Seed-Test
Unsere Anwendung Seed-Test versucht genau dieses Problem zu lösen. Durch das Vorgeben vordefinierter Schritte wird sichergestellt, dass alle Schritte des Szenarios eine funktionierende Ausführung hinterlegt haben. Die Schritte sind entsprechend der BDD-Logik in drei Kategorien unterteilt und werden jeweils aus einer Liste ausgewählt. Zuerst können Schritte, wie beispielsweise eine URL für den Startpunkt, als Vorbedingungen (Given) für den Testfall festgelegt werden. Die für den eigentlichen Test auszuführenden Schritte, wie z.B. Eingaben in Textfelder oder Button-Klicks, lassen sich als Aktionen (When) hinzufügen. Zur Überprüfung des Ergebnisses (Then) stehen Schritte, wie die Weiterleitung auf eine neue Seite oder das Anzeigen bestimmter Texte, zur Auswahl. Ein solches Szenario mit nur vier Schritten kann folgendermaßen aussehen:
In diesem Beispiel-Szenario wird mit Selenium ein automatisierter Browser geöffnet und die URL “https://www.google.com/” aufgerufen. Danach wird der Text “adesso SE” in das Suchfeld eingegeben und anschließend auf den “Auf gut Glück”-Button geklickt. Der Erfolg des Tests wird bestimmt indem geprüft wird, ob eine Weiterleitung auf die adesso-Homepage stattgefunden hat.
Der Anwender kann die Tests sofort ausführen und erhält als Ergebnis einen anschaulichen Report. Ein weiteres Ziel von Seed-Test ist, das Erstellen von Tests soweit zu vereinfachen, dass auch Anwender ohne Programmierkenntnisse Testfälle definieren können. Die Schritte sind so aufgebaut, dass nur noch die gewünschten Eingabe- und Ausgabewerte eingetragen werden müssen. Anstatt dem Nutzer ein leeres Dokument ohne Anhaltspunkte zu präsentieren, kann dieser ein Szenario Schritt für Schritt zusammenbauen.
Seed-Test ist eine Open Source Web-Anwendung und auf GitHub zu finden. Sie wurde mit dem MEAN-Stack (MongoDB, ExpressJS, AngularJS und NodeJS) umgesetzt. Zur Automatisierung der Schritte werden Cucumber und Selenium eingesetzt. Seed-Test lässt sich an das Ticketsystem von GitHub oder an Jira knüpfen. Dadurch kann man Issues bzw. Tickets in Seed-Test importieren und so Tests mit direktem Bezug zu den Anforderungen erstellen. Mit den bisher definierten Schritten können Webapplikationen getestet werden.
Seed-Test gibt es über Heroku auch als Demo-Version zum Ausprobieren.
Ich lade Euch herzlich dazu ein, euch über GitHub an Seed-Test zu beteiligen und für Rückfragen oder Vorschläge Issues zu erstellen. Alternativ könnt ihr euch für Fragen und Feedback gerne an seed-test@adesso.de wenden. Wir freuen uns auf euer Feedback.
Fazit
Behaviour Driven Development (BDD) fördert die Zusammenarbeit zwischen Business-Analyse, Entwicklung und Qualitätsmanagement. Es versucht die Cost of Translation, die beim Übertragen von Anforderungen in Code und Testfälle entstehen, zu minimieren. Mit Cucumber wird die Automatisierung von Tests nach BDD möglich, bringt aber auch Probleme mit sich. Unsere Open Source Anwendung Seed-Test löst einige dieser Probleme und macht Cucumber und BDD für eine breitere Nutzergruppe zugänglich.
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Cucumber Seed-Test Testing Behaviour Driven Development |