Einführung Software Testing und Qualitätssicherung

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Software Technik

Christian Baranowski

HTWG Konstanz

Software Testing und Qualitätssicherung

WiederhlungJava Persistence API

Requirement Analysis

Testing

System Design

Coding

Delivery

Wasserfallmodell

Basic Mappings@Table(name = "Adr")@Entitypublic class Address implements Serializable { @Id @Column(name = "ADDRESS_ID") @GeneratedValue(strategy = GenerationType.SEQUENCE) private long id; @Basic private String city; @Basic private String country; @Basic private String province; @Basic @Column(name = "P_CODE") private String postalCode; @Basic private String street;

Warum sollte eine Entity die Schnittstelle Serializable implementieren?

Assoziationen / Relationen

@OneToOne(cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true, fetch = FetchType.LAZY) @JoinColumn(name = "ADDR_ID") private Address address; @ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY) private JobTitle jobTitle;

@ManyToOne(fetch = FetchType.LAZY) @JoinColumn(name = "MANAGER_ID") private Employee manager;

@OneToMany(mappedBy = "manager") private List<Employee> managedEmployees = new ArrayList<Employee>();

@OneToMany(mappedBy = "owner", cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true) private List<PhoneNumber> phoneNumbers = new ArrayList<PhoneNumber>();

@OneToMany(cascade = CascadeType.ALL, orphanRemoval = true) @JoinColumn(name="EMP_ID") private List<Degree> degrees = new ArrayList<Degree>();

@ManyToMany @JoinTable(name = "PROJ_EMP", joinColumns = @JoinColumn(name = "EMP_ID"), inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "PROJ_ID")) private List<Project> projects = new ArrayList<Project>();

Assoziationen / Relationen

Entity

•Entity hat immer einen eindeutigen Schlüssel (ID) dieser identifiziert die Entität

•Equals auf Basis der ID...

Entity Manager

•API bietet alle Funktion für den Datenbankzugriff:

•persist

•remove

•createQuery

•merge

•findXXX

•....

Entity Manager

•Wenn die Objekte (Entity Klassen) auch als Daten Transfer Objekte genutzt werden sollen können sie vom Entity Manager gelöst werden man spricht von detached Entities!

Detached Entities

•Managed Entities werden vom Entity Manager gelöst wenn:

•clear oder detach

•mittels rollback

•Entity Manager closed

•Erweitern Sie Ihre Aufgaben Verwaltung um eine Datenbank Anbindung mittels JPA

•Schritt 1. Domain Modell markieren mit den JPA Annotationen für das OR Mapping...

•Schritt II. Repository Funktionen zum speichern und laden einer Aufgabe umsetzen...

Übungen I

Was ist Software Qualität ?

Funktionalität - Software sollte die spezifizierten Use-Cases / Anforderungen implementieren.

4 + 4 = 9

Benutzbarkeit vorgegebenen Use-Cases lassen sich effektiv, effizient und zufriedenstellend bedienen.

Die Benutzbarkeit richtet sich nach dem Anwendungsfall...

Benutzbarkeit betrifft nicht nur grafische Benutzerschnittstellen z.B. auch APIs...

Zuverlässigkeit wie verlässlich eine Anwendung in einem Zeitintervall ihr Funktionalität erfüllt

Portabilität - der Grad der Plattformunabhängigkeit eines Computerprogramms

Portabilität - Die Anwendung läuft auf Linux, MAC und auf Ihrem Android Mobil Phone ...

Wartbarkeit - zeigt an, mit welcher Energie und welchem Erfolg Änderungen in einem Systemzusammenhang von Applikationen durchgeführt werden können.

Effizienz - Performance und verbrauchte Ressourcen

Was ist Software Qualität ?Funktionalität

Benutzbarkeit

Zuverlässigkeit

Portabilität

Wartbarkeit

Effizienz

Was soll sichergestellt werden?

Fehlerwirkung (Failure)Nach außen sichtbare Fehlverhalten

Fehlerzustand (Bug)Zustand in der Anwendung der zu einer Fehlerwirkung führen kann.

Fehlhandlung (Error, Misstake)Irrtum bei der Software-Entwicklung.

FehlermaskierungWirkung eines Fehlers (Fehlerzustand) ist nach außen nicht sichtbar, weil er durch einen weiteren Fehler verborgen (überlagert / maskiert) wird.

Wege zu guter Software

analytische Qualitätssicherung

konstruktive Qualitätssicherung

Methoden die dazu dienen eine Anwendung strukturiert (analytisch) nach Fehlerwirkungen, Fehlerzuständen und Fehlermaskierung zu untersuchen. Die Qualität wird gemessen. Anzahl der Fehlerwirkungen, Fehlerzuständen und Fehlermaskierung bestimmt.

Methoden die dazu dienen die Wahrscheinlichkeit für Fehlhandlungen zu minimieren. D.h. die Methoden führen dazu dass es zu einer geringeren Fehlerwahrscheinlichkeit im Projekt kommt.

Kosten zur Fehlerbehebung

Anforderungsanalyse Systementwurf Umsetzung Integrationstest Systemtest Betrieb

Kosten (€)

Fehler frühzeitig in einem Projekt (Entwicklungsprozess) zu finden spart Geld !!!

Komponententests (Modultests) und Testabdeckung

Komponententest Charakter •Was wird getestet ? (Testobjekt)

-Klasse / Komponente (mehre Klassen mit definierter Schnittstelle)

•Wer testet? (Tester)

-Entwickler (White-Box / Gray-Box) / Tester (Black-Box)

•Welche Qualitätseigenschaft (ISO9126) wird geprüft?

-Funktionalität, Robustheit, Effizienz

•Mit welchen Werkzeugen wird getestet?

-xUnit Frameworks und Coverage Messung z.B. Cobertura, Emma

Test Design Pattern vier Phasen Test

Setup SUT in einen definierten Zustand bringen.

ExerciseSUT aufrufen mit Test Parametern (Daten).

Verify Prüfen ob das SUT im erwarteten Zustand ist.

Teardown SUT und Testumgebung aufräumen.

JUnitpublic class QuicksortTest {

! Quicksort<Integer> quicksortSUT;

! @Before! public void setUp() {! ! quicksortSUT = new Quicksort<Integer>(new IntComperator());! }

! @Test! public void testSort() throws Exception {! ! quicksortSUT.sort(new Integer[] { 5, 8, 2, 4, 7 });! ! assertArrayEquals(new Integer[] { 2, 4, 5, 7, 8 }, values);! }

! @After! public void tearDown() {! ! quicksortSUT = null;! }

Phase 1: Setup

Phase 2: Exercise

Phase 3: Verify

Phase 4: tearDown

Test CoverageTestabdeckung

Testabdeckung

„Als Testabdeckung bezeichnet man das Verhältnis an tatsächlich getroffenen Aussagen eines Tests gegenüber den theoretisch möglich treffbaren Aussagen bzw. der Menge der gewünschten treffbaren Aussagen.“ - Wikipedia

Testabdeckung (100 %)public boolean aAndbOrC(boolean A, boolean B, boolean C) {! return (A && B) || C;}

Erwartet A B Cfalse false false falsetrue false false truefalse false true falsetrue false true truefalse true false falsetrue true false truetrue true true falsetrue true true true

vollständige Testabdeckung

„Eine vollständige Testabdeckung stellt eine Ausnahme dar, weil die Anzahl möglicher Testfälle sehr schnell ungeheuer groß wird (durch kombinatorische Explosion). Ein vollständiger Funktionstest für eine einfache Funktion, die zwei 16-Bit-Werte als Argument erhält, würde schon 2^(16+16), also ca. 4 Milliarden Testfälle bedeuten, um die Spezifikation vollständig zu testen.“ - Wikipedia

Testabdeckung beim White-Box Testen

Statement Coverage (Anweisungsüberdeckung)

public static boolean aAndBOrC(boolean A, boolean B, boolean C) { if(A && B){ return true; } else if(C) { return true; } else { return false; } }

A && B true

C true

A && B true

C true

Erwartet A B C

true true true false

A && B true

C true

Erwartet A B C

true false false true

Statement Coverage (Anweisungsüberdeckung)100 %

A && B true

C true

Erwartet A B C

false false false false

public static boolean aAndBOrC(boolean A, boolean B, boolean C) { if(A && B || C){ return true; } else { return false; } }

Statement Coverage (Anweisungsüberdeckung)100%

A && B || C true

Erwartet A B C

false false false false

public static int sum(int values[], int offset){ int result = 0; for (int value : values) { if(offset > 0){ if(offset < value) result += offset; } result += value; } return result; }

Statement Coverage (Anweisungsüberdeckung)100%

result = 0

for (value : values)

offset > 0 offset < value

result += value

return result

result += offset

Erwartet values offset

3 [2] 1

Statement Coverage (Anweisungsüberdeckung)100 %

result = 0

result += value

return result

result += offset

Erwartet values offset

3 [2] 1

Branch Coverage 100 % (Zweigabdeckung)

result = 0

result += value

return result

result += offset Erwartet values offset

3 [2] 1

2 [2] 0

2 [2] 2

100% Pfadabdeckung

100 % Pfadabdeckung wird in der Regel nicht erreicht (halting problem)

Testabdeckung automatisiert bestimmen

Übung 1I

•Erstellen Sie einen Unit Test für die JPA Implementierung zum speichern der Aufgabe

•Messen Sie die Code Abdeckung in Eclipse

Statische TestverfahrenCode Reviews

Walkthrough

•Autor stellt seinen Code Dokument vor.

•Autor ist der Moderator

•Vorteile:

•Wenig Vorbereitungsaufwand

•Prüfung findet durch spontane Fragen statt.

Inspektion•Formalste Form eines Review

•oft formale Vorprüfung

•Gutachter bekommen die Dokumente vorab

•Gutachter prüfen erst einzeln

•Anschließende Sitzung mit Autor, Gutachtern und Moderator

Technisches Review•Autor nimmt am Review nicht teil

•Gutachter stimmen ab

•Prüfen gegen Spezifikation

•Gutachter prüfen einzeln vorab

Informelles Review

•Gutachter bekommt Dokument zum lesen und gibt schriftliche Rückmeldung

Zusammenfassung Reviews

Grad der Formalisierung

geringster höchsten mittel gering

AnwesendAutorPrüfer

AutorGutachterModerator

GutachterModerator

einzelne Gutachter

AnwendbarkeitCode

DokumenteLernen

Dokumente Dokumente CodeDokumente

Vorbereitung kaum Formale Prüfung Formale Prüfung kaum

Walkthrough Inspektion TechnischesReview

InformellesReview

Statische TestverfahrenNamens Konventionen

Namens Konventionen

• Klassennamen • beginnt mit einem Großbuchstaben, danach in Kleinbuchstaben

weiter • beginnt ein neuer wesentlicher Teil des Klassennamens, wird er

mit einem Großbuchstaben verdeutlicht

• Beispiele• Color, Button, TextField, String

Namens Konventionen

• Methodennamen • beginnt mit einem Kleinbuchstaben, weiter klein geschrieben• beginnt ein neuer wesentlicher Teil wird er mit einem

Großbuchstaben verdeutlicht

• Beispiele• equals(), setColor(), drawOval()...

Namens Konventionen

• Konstantennamen • komplett in Großbuchstaben

• Beispiele• LEFT, PI, BLOD

Integrationsstrategien

Test A Test B

Test C

Test D Test E

Test F

Test G Test A- G

Big-bang

Test C Test E Test F Test G

Test A- G

Test B, E, F

Test D, G

Bottom-up

Test A

Test A, B, C, D

Test A- G

Top-down

Backbone Integration

IntegrationsstrategienContinuous Integration

betrachten wir noch in einer der folgendenVorlesung

Integrationstests

Test Charakterisierung

•Was wird getestet ? (Testobjekt)

Integrationstest Charakter •Was wird getestet ? (Testobjekt)

-Zusammenspiel von zwei oder mehrere Module.-Passen die Schnittstellen?

-Entwickler (White-Box / Gray-Box) / dezidierte Tester (Black-Box)

-Robustheit, Portabilität,Funktionalität, Wartbarkeit, Effizienz

-JUnit, DBunit, Mocking Frameworks

Systemtests und Akzeptanztests

Systemtests Charakter •Was wird getestet ? (Testobjekt)

-komplettes System (vollständiger Integrationstest)-bis zur Systemgrenze

- dezidierte Tester (Black-Box)

-Funktionalität, Effizienz, Benutzbarkeit, Robustheit, Portabilität

-JUnit, FIT, Selenium ... HP Test Runner, GUIdancer ...

funktionale Systemtest / Akzeptanztests mit FIT

Überblick Fit Framework for Integrated Tests

FIT wurde entwickelt von Ward Cunningham WIKI-Erfinder...

Motivation von Fit Tests

• Automatisierung von Akzeptanztests mittels Tabellen.

• Framework für Datengetriebene Tests – Data-Driven-Test (xUnit Test Patterns - Gerard Meszaros)

Testen mit Fit TabellenFit Tests für einen Beispiel Zinsrechner

Betrag

Testen mit Fit TabellenFit Tests als Column Test Tabelle

Betrag Zinssatz

10 2,5

Betrag Zinssatz Laufzeit

10 2,5 2

Betrag Zinssatz Laufzeit Summe

10 2,5 2 10,51

Betrag Zinssatz Laufzeit Summe()

10 2,5 2 10,51

Eingehende - Werte Prüfung eines Ergebnis

Testfall

Betrag Zinssatz Laufzeit Summe()

10 2,5 2 10,51

10 10 3 25,94

10 10 10 100000

... ... ... ...

Testfälle

Gelb =Ausnahme - Fehler im Test

Grün = erfolgreicher Test

Rot = Fehler in der Anwendung

Testen mit Fit TabellenFit Test als Action Tabelle

fit.Ac?onFixturefit.Ac?onFixturefit.Ac?onFixture

start ZinsenAc(onFixtureZinsenAc(onFixture

enter Betrag 10

enter Zinssatz 2,5

enter Laufzeit 2

press SubmitSubmit

check Summe 10,51

Anbindung an die Applikation (Java)

Argumente

Objekt / Auswahl / Target

Testfall

Befehle / Kommandos

Testen mit Fit TabellenFit Test als Action Tabelle

Prüfung

Eingaben

Aktion - Zinsen Berechnen

Anwendung Starten

Fit Designdrei Klassen Framework

Fit Tabellen und Applikation verknüpfen

onlinerechner.ZinsenFixtureonlinerechner.ZinsenFixtureonlinerechner.ZinsenFixtureonlinerechner.ZinsenFixtureBetrag Zinssatz Laufzeit Summe()10 2,5 2 10,5110 10 3 25,9420 10 10 100000... ... ... ...

SUTAnbindung an SUT

public class ZinsenFixture extends ColumnFixture {

private Zinsen zinsen = new Zinsen();

public double betrag; public double zinsatz; public double laufzeit;

public double summe() { zinsen.setBetrag(betrag); zinsen.setLaufzeit(laufzeit); zinsen.setZinssatz(zinsatz); return zinsen.berechneZinsen(); } }

Eingehende - Werte

Prüfung - Ausgabe

Basis Klasse für Fit Extension

Anbindung an SUT

fit.Ac?onFixturefit.Ac?onFixturefit.Ac?onFixture

start onlinerechner.ZinsenAc(onFixtureonlinerechner.ZinsenAc(onFixture

enter Betrag 10

enter Zinssatz 2,5

enter Laufzeit 2

press berechneZinsenberechneZinsen

check Summe 10,51

GOF - Dekorierer-Muster

public class ZinsenActionFixture extends Fixture { Zinsen zinsen = new Zinsen(); double summe; public void betrag(double betrag) { zinsen.setBetrag(betrag); }… public void berechneZinsen() { summe = zinsen.berechneZinsen(); } public double summe() { return summe; }}

Eingaben / Enter

Aktion / Press

Ausgabe Prüfung / Check

OberflächentestsEinführung in Selenium

Selenium Core

Selenium IDE

Selenium RC

Selenium Core

open /JugsBase/zinsrechner.jsp

type betrag 20.0

type zinsatz 22.0

type laufzeit 100.0

clickAndWait submit

assertTextPresent 8649939365.27 Euro

Action - TabelleSelenium Befehl

Target

Argumente

am Beispiel eines Zinsrechner

Selenium IDECapture & Replay Tests mit Selenium

Action Tabelle

Selenium Remote ControlAnbindung Selenium in Java Code als Test Treiber

JAVA, PHP...

Selenium Server

Selenium Core

HTTP Proxy SUTWebapplikation

BrowserFirefox, IE

Einführung Software Testing und Qualitätssicherung

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