단위테스트
단위 테스트를 작성해야 하는 핵심적인 이유는 다음과 같다.
- 코드를 수정하거나 기능을 추가할 때 수시로 빠르게 검증할 수 있다.
- 리팩토링 시에 안정성을 확보할 수 있다.
- 개발 및 테스팅에 대한 시간과 비용을 절감할 수 있다.
테스트 코드를 작성하면 우리가 작성한 코드들에 대해 수시로 빠르게 검증을 받을 수 있으며, 유지보수 및 리팩토링을 할 때에도 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
하지만 그것보다 큰 장점으로는 개발 및 테스팅에 대한 시간과 비용을 절감할 수 있다.
우리는 개발이 끝난 뒤에 문제가 없는지 확인하기 위해 애플리케이션을 실행하고, 직접 수동 테스트를 진행해야 한다. 단위 테스트를 작성하지 않은 코드들은 그렇지 않은 코드들보다 버그가 있을 확률이 높은데, 직접 테스트하는 비용이 너무 크다. 그 이유는 통합 테스트를 위해서 캐시, 데이터베이스 등 외부 컴포넌트들과 연결 등 부가적인 시간이 필요하기 때문이다.
테스트 코드를 작성하지 않았다면 여러 개의 버그가 잠재되어 있을 확률이 있고, 모든 버그들을 수정하고 테스트를 반복하는 비용은 기하급수적으로 늘어나게 된다.
그러므로 우리는 개발 및 테스팅에 대한 비용을 줄이기 위해 단위 테스트를 작성해야 한다.
좋은 테스트의 특징
좋은 테스트의 특징은 FIRST라는 5가지 규칙을 따라야 한다.
- Fast : 테스트는 빠르게 동작하여 자주 돌릴 수 있어야 한다.
- Independent : 각각의 테스트는 독립적이며 서로 의존해서는 안된다.
- Repeatable : 어느 환경에서도 반복 가능해야 한다.
- Self-Validating : 테스트는 성공 또는 실패로 bool 값으로 결과를 내어 자체적으로 검증되어야 한다.
- Timely : 테스트는 적시에 즉, 테스트하려는 실제 코드를 구현하기 직전에 구현해야 한다.
TDD (Test-Driven Development, 테스트 주도 개발)
TDD의 궁극적인 목표는 작동하는 깔끔한 코드를 작성하는 것이다. TDD의 개발 단계에는 리팩토링이 있는데, 이 리팩토링 과정을 거치면서 중복된 코드들은 제거되고, 복잡한 코드들은 깔끔하게 정리하게 된다. 또한 테스트를 처음 작성할 때에는 귀찮고 개발을 느리게 한다는 느낌을 받을 수 있지만, 장기적으로 보면 개발 비용을 아껴줄 것이다.
프로덕션 코드를 작성하기 전에 테스트 코드를 작성하는 것이 좋다. 그리고 그중에서도 실패 테스트부터 작성해야 한다.
즉, 실패하는 테스트를 먼저 작성하고, 테스트가 실패할 경우에만 새로운 코드를 작성해야 한다. 그리고 중복된 코드가 있으면 제거를 한다.
장점
1. 디버깅 시간의 단축
유닛 테스팅을 하는 이점이기도 하다.
예를 들면 사용자의 데이터가 잘못 나온다면 DB의 문제인지, 비즈니스 레이어의 문제인지 UI의 문제인지 모든 레이어들을 전부 디버깅해야 하지만, TDD의 경우 자동화 된 유닛 테스팅을 전재하므로 특정 버그를 손쉽게 찾아낼 수 있다.
2. 빠른 피드백
개발 프로세스에서는 보통 '인수 테스트'를 한다. 이미 배치된 시스템을 대상으로 클라이언트가 의뢰한 소프트웨어가 사용자 관점에서 사용할 수 있는 수준인지 체크하는 과정이다.
이미 90% 이상 완성된 코드를 가지고 테스트하기 때문에, 문제를 발견해도, 정확한 원인이 무엇인지 진단이 어렵다.
하지만 TDD를 사용하면 기능 단위로 테스트를 진행하기 때문에 코드가 모두 완성되어 프로그래머의 손을 떠나기 전에 빠르게 피드백을 받는 것이 가능하다.
3. 생산성 증가
위 상황처럼 TDD를 사용하면, 코드가 사용자에게 도달하기 전에 문제가 없는지 먼저 진단받을 수 있기 때문에 코드가 지닌 불안정성과 불확실성을 지속적으로 해소하여 생산성을 높일 수 있다.
4. 재설계 시간 단축
테스트 코드를 먼저 작성하기 때문에 개발자가 지금 무엇을 해야 하는지 분명히 정의하고 개발을 시작하게 된다. 또한 다양한 예외사항에 대해서도 생각해 볼 수 있다.
이는 개발 진행 중 소프트웨어의 전반적인 설계가 변경되는 일을 방지할 수 있다.
5. 추가 구현의 용이함
개발이 완료된 소프트웨어에 기능을 추가할 때 가장 우려되는 점은 해당 기능이 기존 코드에 어떤 영향을 끼칠지 알지 못하는 것이다.
하지만 TDD의 경우 자동화된 유닛 테스팅을 전제하므로 테스트 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있고, 이에 따라 새로운 기능을 추가함에 있어 좀 더 용이하게 해 준다.
단점
가장 큰 단점은 생산성의 저하이다.
처음부터 2개의 코드를 짜야하고, 중간중간 테스트를 하면서 고쳐나가야 한다. TDD 방식의 개발 시간은 일반적인 개발 방식에 비해 대략 10 ~ 30% 정도로 늘어난다.
또한 지금까지 TDD 방식을 사용하지 않았던 사람들은 개발하는 방식을 많이 바꿔야 한다. 경력이 오래 쌓이고, 몸에 체득한 것이 많을수록 개발 방식을 바꾸기가 굉장히 힘들다.
TDD 개발주기
RED 단계에서는 실패하는 테스트 코드를 먼저 작성한다.
GREEN 단계에서는 테스트 코드를 성공시키기 위한 실제 코드를 작성한다.
REFACTOR 단계에서는 중복 코드 제거, 일반화 등의 리팩토링을 수행한다.
중요한 것은 실패하는 테스트 코드를 작성할 때까지 실제 코드를 작성하지 않는 것과, 실패하는 테스트를 통과할 정도의 최소 실제 코드를 작성해야 하는 것이다.
이를 통해, 실제 코드에 대해 기대되는 바를 보다 명확하게 정의함으로써 불필요한 설계를 피할 수 있고, 정확한 요구 사항에 집중할 수 있다.
일반 개발 방식 vs TDD 개발 방식
일반 개발 방식
보통의 개발 방식은 '요구사항 분석 → 설계(디자인) → 개발 → 테스트 → 배포' 형태의 개발주기를 갖는데 이러한 방식은 소프트웨어 개발을 느리게 하는 잠재적 위험이 존재한다.
처음부터 완벽한 설계가 있다고 말할 수 없고, 소비자의 요구사항은 처음부터 명확하지 않을 수 있기 때문에, 잦은 재설계가 필요하다. 이러한 재설계로 인해 개발자는 코드를 삽입, 수정, 삭제하는 과정에서 불필요한 코드가 남거나 중복처리 될 가능성이 크다.
또한 작은 부분의 기능 수정에도 모든 부분을 테스트해야 하므로 전체적인 버그를 검출하기 어려워진다. 따라서 자체 버그 검출 능력이 저하된다. 그 결과 어디서 버그가 발생할지 모르기 때문에 잘못된 코드도 고치지 않으려 하는 현상이 나타나고 이 현상은 소스코드의 품질 저하와 직결된다.
이렇게 작은 수정에도 모든 기능을 다시 테스트해야 하는 문제가 발생하여 자체 테스트 비용이 증가된다.
TDD 개발 방식
일반 개발 방식과 가장 큰 차이점은 테스트 코드를 작성한 뒤에 실제 코드를 작성한다는 점이다.
설계(디자인) 단계에서 프로그래밍 목적을 반드시 미리 정의해야만 하고, 무엇을 테스트해야 할지 미리 정의(테스트 케이스 작성)해야만 한다.
- 테스트 코드를 작성하는 도중에 발생하는 예외 사항 (버그, 수정사항 등)들은 테스트 케이스에 추가하고 설계를 개선한다.
- 이후 테스트가 통과된 코드만을 코드 개발 단계에서 실제 코드로 작성한다.
이러한 단계가 반복적으로 진행되면서 자연스럽게 코드의 버그가 줄어들고, 소스코드가 간결해진다.
또한, 테스트 케이스 작성으로 인해 자연스럽게 설계가 개선됨으로 재설계 시간이 절감된다.
JUnit
JUnit은 TDD의 대표적인 Tool로, 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 'Java 단위 테스트 프레임워크'이다.
참고
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