Node.js Unit Testing: Hướng dẫn toàn diện

Unit testing là một khía cạnh quan trọng của quá trình phát triển phần mềm, đảm bảo rằng các thành phần riêng lẻ trong mã của bạn hoạt động như mong đợi. Đối với các ứng dụng Node.js, việc kiểm tra đơn vị càng trở nên quan trọng hơn do tính chất động của JavaScript và các hoạt động không đồng bộ phổ biến trong môi trường Node.js. Hướng dẫn toàn diện này nhằm mục đích cung cấp cho bạn sự hiểu biết chi tiết về Unit testing Node.js, bao gồm các định nghĩa, mục đích, sự khác biệt chính giữa unit testing và integration testing, các ứng dụng thực tế và các phương pháp hay nhất. Đến cuối bài đăng này, bạn sẽ được trang bị kiến thức và hiểu biết sâu sắc có thể áp dụng để triển khai Unit testing hiệu quả trong các dự án Node.js của mình.

Định nghĩa và nguyên tắc cơ bản

Unit testing là gì? Unit testing là một phương pháp kiểm thử phần mềm trong đó các đơn vị hoặc thành phần riêng lẻ của phần mềm được kiểm thử tách biệt với phần còn lại của ứng dụng. Đơn vị là phần nhỏ nhất có thể kiểm tra được của bất kỳ phần mềm nào, thường là chức năng, phương pháp, quy trình, mô-đun hoặc đối tượng. Mục tiêu là để xác nhận rằng mỗi đơn vị phần mềm hoạt động như thiết kế.

Mục tiêu của unit testing

Mục tiêu chính của Unit testing là:

Xác minh mã: Đảm bảo rằng mỗi phần của mã hoạt động chính xác.
Phát hiện lỗi sớm: Xác định và khắc phục sự cố ở giai đoạn đầu trong chu kỳ phát triển.
Tạo điều kiện thay đổi: Giúp việc tái cấu trúc và phát triển cơ sở mã dễ dàng hơn với sự tự tin rằng chức năng hiện tại không bị ảnh hưởng.
Tài liệu: Unit testing có thể đóng vai trò như một dạng tài liệu để hiểu hành vi dự kiến của mã.
Cải tiến thiết kế: Khuyến khích thực hành thiết kế và mã hóa tốt hơn bằng cách làm cho mã trở nên mô-đun hơn và dễ kiểm tra hơn.

Thuật ngữ thông dụng

Trường hợp kiểm thử: Các trường hợp riêng lẻ kiểm tra một khía cạnh cụ thể của mã.
Bộ thử nghiệm: Tập hợp các trường hợp thử nghiệm có liên quan hoặc thử nghiệm một mô-đun hoặc chức năng cụ thể.
Khẳng định: Các câu lệnh kiểm tra xem một điều kiện có được đáp ứng hay không. Nếu điều kiện sai, thử nghiệm thất bại.
Mocking: Tạo phiên bản mô phỏng của phần phụ thuộc để tách biệt đơn vị đang được thử nghiệm.
Stubbing: Thay thế một hàm bằng một phiên bản trả về phản hồi cố định, được sử dụng để kiểm soát hành vi của các phần phụ thuộc.

Mục đích và tầm quan trọng của việc unit testing

Unit testing phục vụ nhiều mục đích trong vòng đời phát triển phần mềm, khiến nó trở thành một thông lệ quan trọng đối với các nhà phát triển:

Phát hiện lỗi sớm: Bằng cách kiểm tra sớm từng đơn vị trong quá trình phát triển, bạn có thể phát hiện lỗi trước khi chúng lây lan qua hệ thống, giúp việc sửa chúng trở nên dễ dàng hơn và ít tốn kém hơn.
Gỡ lỗi đơn giản hóa: Khi unit testing không thành công, việc xác định và khắc phục sự cố sẽ dễ dàng hơn vì phạm vi kiểm thử được giới hạn ở một phần nhỏ của mã.
Chất lượng mã được cải thiện: Viết bài kiểm tra đơn vị khuyến khích các nhà phát triển viết mã mô-đun hơn, có thể tái sử dụng và bảo trì được. Nó cũng làm giảm khả năng hỏng mã và nợ kỹ thuật.
Tạo điều kiện tái cấu trúc: Các bài kiểm tra đơn vị cung cấp một mạng lưới an toàn khi thực hiện các thay đổi đối với cơ sở mã. Nếu các bài kiểm tra vượt qua sau khi tái cấu trúc, bạn có thể tin tưởng rằng những thay đổi đó không phá vỡ chức năng hiện có.
Tài liệu: Các bài kiểm tra đơn vị có thể hoạt động như một dạng tài liệu mô tả cách thức hoạt động của mã. Điều này đặc biệt hữu ích cho các nhà phát triển mới tham gia dự án.
Tích hợp liên tục: Trong quy trình CI/CD, các bài kiểm tra đơn vị được chạy tự động mỗi khi mã mới được cam kết. Điều này giúp đảm bảo rằng những thay đổi mới không gây ra sự hồi quy.

Ví dụ: Unit testing đơn giản Hãy xem xét một hàm đơn giản cộng hai số:

function add(a, b) {

return a + b;

}

Một bài kiểm tra đơn vị cho chức năng này có thể trông như thế này:

const assert = require(‘assert’);

describe(‘add’, function() {

it(‘should return 3 when adding 1 and 2’, function() {

assert.equal(add(1, 2), 3);

});

Kiểm tra này kiểm tra xem hàm add có trả về 3 khi được cung cấp đầu vào 1 và 2 hay không.

Sự khác biệt chính giữa Unit testing và Integration Testing

Trong khi Unit testing tập trung vào các thành phần riêng lẻ thì integration testing kiểm tra sự tương tác giữa các mô-đun khác nhau của ứng dụng. Đây là một so sánh chi tiết:

Tính năng	Unit testing	Integration testing
Phạm vi	Các thành phần hoặc đơn vị riêng lẻ	Tương tác giữa nhiều thành phần
Tiến hành bởi	Nhà phát triển	đội QA
Phụ thuộc	Tối thiểu, tách biệt với các mô-đun khác	Liên quan đến sự phụ thuộc thực hoặc giả
Độ phức tạp và tốc độ	Ít phức tạp hơn, thực hiện nhanh hơn	Thực hiện phức tạp hơn, chậm hơn
Ví dụ	Kiểm tra một chức năng duy nhất	Kiểm tra tương tác cơ sở dữ liệu

Unit testing thường nhanh hơn và ít phức tạp hơn vì nó liên quan đến việc kiểm thử các đơn vị biệt lập mà không phụ thuộc vào các mô-đun bên ngoài. Ngược lại, integration testing liên quan đến sự phụ thuộc thực tế hoặc mô phỏng và kiểm tra cách các mô-đun khác nhau hoạt động cùng nhau, khiến việc thử nghiệm trở nên phức tạp và tốn thời gian hơn.

Tìm thêm chi tiết trong bài viết này:

Unit testing và Kiểm thử tích hợp: So sánh toàn diện

Ví dụ thực tế về thử nghiệm Đơn vị Node.js

Các khung và công cụ cho Node.js Unit Testing

Unit testing trong Node.js được thực hiện dễ dàng hơn nhờ nhiều khung và công cụ khác nhau. Hãy điểm qua một số cái phổ biến như Jest, Mocha, Chai và Sinon và hiểu cách chúng có thể giúp bạn viết bài kiểm thử hiệu quả.

Jest

Jest là một framework thử nghiệm toàn diện được phát triển bởi Facebook. Nó được biết đến vì sự đơn giản và dễ sử dụng.

Cài đặt : Bạn có thể cài đặt Jest bằng lệnh sau:

npm install –save-dev jest

Cấu hình : Thêm phần này vào package.json của bạn để thiết lập Jest:

json

“scripts”: {

“test”: “jest”

}

Ví dụ : Đây là cách kiểm tra đơn giản trong Jest:

javascript

test(‘adds 1 + 2 to equal 3’, () => {

expect(1 + 2).toBe(3);

});

Mocha

Mocha là một trình chạy thử nghiệm linh hoạt có thể kết hợp với nhiều thư viện xác nhận khác nhau như Chai.

Cài đặt :

npm install –save-dev mocha chai

Cấu hình : Thêm phần này vào package.json của bạn :

json

“scripts”: {

“test”: “mocha”

}

Ví dụ : Một bài test cơ bản với Mocha và Chai:

javascript

const { expect } = require(‘chai’);

describe(‘Array’, function() {

it(‘should start empty’, function() {

const arr = [];

expect(arr).to.be.an(‘array’).that.is.empty;

});

Chai

Chai là một thư viện xác nhận hoạt động tốt với Mocha để làm cho bài kiểm tra của bạn trở nên biểu cảm hơn.

Cài đặt :

npm install –save-dev chai

Sinon

Sinon được sử dụng để tạo các gián điệp, sơ khai và mô phỏng nhằm kiểm tra sự tương tác giữa các thành phần.

Cài đặt :

npm install –save-dev sinon

Những công cụ này có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình viết và chạy bài unit testing trong ứng dụng Node.js của bạn.

Các phương pháp hay nhất để Node.js Unit Testing

Viết mã có thể kiểm tra

Giữ nó theo mô-đun : Chia mã của bạn thành các phần nhỏ, độc lập.
Trách nhiệm duy nhất : Đảm bảo mỗi chức năng hoặc mô-đun thực hiện một việc, giúp việc kiểm tra dễ dàng hơn.

Đảm bảo tính độc lập của bài kiểm tra

Các thử nghiệm biệt lập : Các thử nghiệm không nên phụ thuộc vào nhau. Mỗi bài kiểm tra nên thiết lập và dọn dẹp môi trường riêng của nó.
Sử dụng Mocks một cách khôn ngoan : Mô phỏng các phần phụ thuộc để tách biệt đơn vị đang được thử nghiệm.

Đạt được phạm vi bảo hiểm toàn diện

Công cụ bảo hiểm : Theo dõi phần nào trong mã của bạn đã được kiểm tra và hướng tới mức độ bao phủ cao.
Các trường hợp kiểm tra biên : Đảm bảo các kiểm thử của bạn không chỉ bao gồm các trường hợp thông thường mà còn cả các trường hợp biên và các lỗi tiềm ẩn.

Tích hợp các thử nghiệm vào quy trình CI/CD

Tự động hóa : Sử dụng các công cụ CI/CD để tự động chạy thử nghiệm bất cứ khi nào bạn thực hiện thay đổi đối với mã.
Phát hiện sớm : Định cấu hình quy trình của bạn để phát hiện sớm sự cố, đảm bảo rằng những thay đổi mới không phá vỡ chức năng hiện có.

Bằng cách làm theo các phương pháp hay nhất này, bạn có thể đảm bảo các bài kiểm tra đơn vị của mình có hiệu quả, có thể bảo trì và giúp cải thiện chất lượng tổng thể của mã.

Những thách thức và giải pháp chung

Kiểm tra không ổn định

Node.js Unit Testing: Hướng dẫn toàn diện