Применение автоматизации в регрессионном тестировании программного обеспечения

Введение

Рост сложности программных систем и увеличение количества функций в программных продуктах приводит к необходимости проведения регулярного тестирования. Одним из ключевых видов тестирования, который обеспечивает стабильность и надежность работы приложения после внедрения новых функций или исправления ошибок, является регрессионное тестирование. Оно помогает убедиться в том, что изменения в коде не нарушили работу уже существующего функционала.

Традиционные методы регрессионного тестирования предполагают значительные временные и трудовые затраты, особенно при ручном подходе. Внедрение автоматизации тестирования позволяет сократить временные и материальные ресурсы, увеличивая при этом точность и эффективность проверки программных систем. Автоматизация регрессионного тестирования не только ускоряет процесс обнаружения ошибок, но и минимизирует человеческий фактор, что особенно важно для поддержания стабильности сложных программных решений.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что в условиях динамично меняющихся требований к программному обеспечению и необходимости его частых обновлений, ручное тестирование становится все менее эффективным и не позволяет своевременно обнаруживать ошибки в обновленных системах. Автоматизация тестирования, в свою очередь, становится важнейшим инструментом, обеспечивающим высокое качество программных продуктов, сокращая время их вывода на рынок.

Целью данной работы является исследование преимуществ и вызовов, связанных с применением автоматизации в регрессионном тестировании программного обеспечения, а также анализ существующих инструментов и подходов, которые способствуют повышению эффективности тестирования.

1. Принципы регрессионного тестирования

Регрессионное тестирование представляет собой процесс проверки системы на наличие ошибок, которые могли возникнуть в результате внесения изменений в её функционал [1]. Методы регрессионного тестирования можно разделить на несколько категорий:

1. Полное регрессионное тестирование. Этот метод предполагает повторное выполнение всех тестов после каждого внесённого изменения. Такой подход занимает много времени, но позволяет выявить максимальное количество ошибок. Он особенно полезен при адаптации программ для новых платформ или обновлений операционных систем [2].
2. Таргетированное тестирование. В этом случае проверке подвергаются только те участки системы, на которые могли повлиять изменения. Это позволяет сэкономить время, сосредоточив внимание на критически важных областях. Например, при изменении механизма авторизации можно ограничить тестирование только этой функции, исключив проверку других аспектов [3].
3. Приоритизация тестов. Данный метод предполагает определение порядка запуска тест-кейсов, исходя из важности функций и частоты возникновения ошибок. Например, при добавлении новой, долгожданной пользователями функции оплаты через электронный кошелек, её тестирование должно стать приоритетным.

Регрессионное тестирование помогает поддерживать стабильность работы системы, минимизируя риски возникновения сбоев в работе уже реализованных функций после внедрения обновлений [4].

В таблице 1 будут описаны существующие виды регрессионного тестирования.

Таблица 1

Виды регрессионного тестирования [4]

В свою очередь план регрессионного тестирования для большей наглядности будет отражен в таблице 2 ниже.

Таблица 2

План выборочного регрессионного тестирования [5]

Внедрение этой методологии позволяет минимизировать риск возникновения неожиданных сбоев и поддерживать высокое качество продукта.

1. Гарантия сохранения качества продукта: Регрессионные тесты помогают убедиться, что после изменений программное обеспечение сохраняет свою работоспособность и производительность на должном уровне. Они способствуют поддержанию общего качества и стабильности приложения.
2. Раннее выявление непредусмотренных ошибок: Тестирование позволяет выявлять потенциальные проблемы на начальных этапах, что способствует их оперативному устранению до того, как они превратятся в серьезные неисправности. Это обеспечивает более эффективное использование времени и ресурсов в долгосрочной перспективе.
3. Уверенность в корректности нового кода: Разработчики могут с большей уверенностью вносить новые функции, зная, что регрессионные тесты предотвратят негативное влияние на ранее реализованный функционал.
4. Повышение качества пользовательского опыта: Приложение, работающее без ошибок и сбоев, улучшает восприятие со стороны пользователей, что способствует их удержанию и увеличению уровня удовлетворенности.

Далее в таблице 3 будут описаны основные этапы регрессионного тестирования.

Таблица 3

Основные этапы регрессионного тестирования [6]

Создание стратегии для регрессионного тестирования требует тщательного планирования с учётом множества факторов, влияющих на эффективность тестирования. Рассмотрим некоторые подходы, которые помогут выработать оптимальную стратегию регрессионных тестов:

• Повторное выполнение уже существующих тестов: после выпуска программного продукта тестировщикам следует уделить внимание повторной проверке ранее выявленных проблемных областей. Этот процесс может оказаться трудоёмким, особенно в контексте ручного тестирования.
• Приоритетное выполнение ключевых тестов: около половины времени, выделенного на регрессионное тестирование, необходимо посвятить повторной проверке наиболее значимых функций приложения, что позволит избежать критических сбоев.
• Тестирование сложных компонентов: многие программные системы содержат сложные элементы, которые могут стать источником неполадок. Несмотря на их сложность, такие компоненты должны демонстрировать высокое качество работы.
• Исследовательское тестирование: при изучении новых возможностей программного обеспечения важно разрабатывать и запускать новые тесты для этих функций, что способствует выявлению свежих дефектов [7].

Автоматизация тестирования позволяет значительно повысить производительность и сократить затраты времени и ресурсов на выполнение рутинных проверок. Применение скриптов автоматизации способствует ускорению выполнения тестов и повышает их эффективность.

Дополнительно необходимо уделить внимание случайному тестированию, при котором специалист по тестированию берёт на себя роль конечного пользователя и проводит непредсказуемые проверки. Этот подход позволяет выявить скрытые проблемы, которые могут не проявиться при обычных тестах [8].

2. Инструменты и методы автоматизации регрессионного тестирования

При регрессионном тестировании обычно выбираются тестовые случаи из уже существующего набора, что исключает необходимость вычисления их ожидаемых результатов. Это делает процесс более удобным для автоматизации, что, в свою очередь, повышает его эффективность и снижает временные затраты [9]. Ниже приведены несколько инструментов, которые широко применяются в рамках регрессионного тестирования.

1. Selenium

• Открытая лицензия: этот инструмент доступен по лицензии с открытым исходным кодом, что позволяет использовать его бесплатно и модифицировать под нужды проекта.
• Широкая поддержка браузеров: Selenium работает с различными браузерами, включая Google Chrome, Mozilla Firefox, Safari и Microsoft Edge, что дает возможность тестировать приложения в разных средах.
• Мульти-языковая поддержка: инструмент позволяет разрабатывать тестовые сценарии на таких языках программирования, как Java, Python, C#, Ruby и JavaScript, что обеспечивает большую адаптивность.
• Кроссплатформенность: он функционирует на разных операционных системах, таких как Windows, macOS и Linux, что делает его универсальным.
• Тестирование веб-приложений: специализирован для тестирования веб-систем, что делает его идеальным решением для задач регрессионного тестирования в этой области.
• Поддержка сообщества: Selenium активно поддерживается сообществом разработчиков и тестировщиков, которые создают плагины и расширения, что упрощает настройку автоматизации.
• Интеграция с CI/CD: инструмент легко интегрируется с такими системами, как Jenkins, что позволяет автоматизировать тестирование в процессе разработки и развертывания [10,11].

   2. Cypress

• Выявление ошибок: применение Cypress в регрессионном тестировании позволяет выявлять потенциальные ошибки и дефекты в функциональности приложения, возникающие после внесения изменений в код.
• Визуальное тестирование: поддержка визуального тестирования на базе Cypress может применяться плагин cypress-image-snapshot, который реализует создание и последующее сравнение снимков экрана, что позволяет своевременно выявлять любые изменения в визуальной составляющей интерфейса.
• Интеграция с Percy: автоматизация визуального тестирования может быть выполнена посредством интеграции Cypress с инструментом Percy. После проведения тестов Percy отправляет сделанные снимки экрана на облачную панель управления, где можно осуществить анализ различий между эталонными изображениями и новыми скриншотами. Этот процесс помогает быстро определить, какие изменения необходимо принять, а какие – отклонить.
• Функциональные возможности: Cypress поддерживает написание как функциональных, так и end-to-end тестов, что делает его универсальным инструментом для полного тестирования веб-приложений. Инструмент включает встроенные функции для работы с сетевыми запросами, времени ожидания элементов и взаимодействия с DOM, что упрощает выполнение тестов и снижает вероятность ложных срабатываний [12,13].

2. testRigor

• Интеллектуальная автоматизация: testRigor применяет ИИ для автоматизации создания и поддержания тестов, что уменьшает затраты на ручное тестирование.
• Тестирование на естественном языке: инструмент поддерживает создание тестов на английском языке, что упрощает их написание для разных специалистов.
• Автоматизация без написания кода: позволяет создавать тестовые сценарии без необходимости программирования, что снижает зависимость от разработчиков.
• Кросс-платформенность: поддерживает тестирование на различных браузерах и устройствах, что обеспечивает стабильность работы в разных средах.
• Автономные тесты: автоматически обновляет тестовые сценарии в случае незначительных изменений в интерфейсе, снижая затраты на поддержку тестов [14].

3. Sahi Pro

• Многобраузерное тестирование: Sahi Pro поддерживает выполнение тестов в различных браузерах, обеспечивая их стабильность и надежность.
• Простота использования: инструмент включает функцию записи и воспроизведения без необходимости написания скриптов.
• Детализированные отчеты: генерирует отчеты, которые помогают анализировать результаты и контролировать качество тестируемого продукта.
• Интеграция с CI-инструментами: интегрируется с Jenkins и другими CI-инструментами для оптимизации автоматизации тестирования.
• Масштабируемость: обладает способностью эффективно обрабатывать крупные проекты по автоматизации.
• Гибкость в использовании сценариев: поддерживает как автоматизацию без скриптов, так и возможность создания более сложных сценариев на JavaScript.

4. Testlio

• Международная сеть тестировщиков: Testlio предоставляет доступ к сети профессиональных тестировщиков по всему миру, что расширяет охват по устройствам и операционным системам.
• Тестирование по запросу: инструмент поддерживает гибкое планирование и тестирование по необходимости, что повышает скорость регрессионного тестирования.
• Интегрированная платформа: включает управление тестированием, его выполнение и отчетность в единой платформе, что упрощает процесс тестирования.
• Детализированные отчеты: генерирует отчеты с практическими рекомендациями, что помогает расставлять приоритеты при исправлении проблем [15].

3. Преимущества и вызовы автоматизации в регрессионном тестировании

Регрессионное тестирование выполняется после внесения изменений в уже существующие функции или исправления ошибок, выявленных в процессе тестирования. Этот вид тестирования основан на наборе тестовых случаев, количество которых в крупных проектах может достигать нескольких тысяч. Для сокращения времени на проведение такого тестирования рекомендуется повторять его от трех до пяти раз. В связи с этим активно применяются методы автоматизации, позволяющие существенно ускорить процесс [16].

Автоматизированное тестирование подразумевает управление тестовыми мероприятиями, включая разработку и выполнение тестовых сценариев, которые соответствуют требованиям тестирования, с применением специальных инструментов. Автоматизация особенно эффективна в тех случаях, когда тестовые процедуры регулярно запускаются различными скриптами, либо когда одни и те же скрипты используются многократно. Такое многократное выполнение сценариев позволяет достичь значительных результатов и экономии времени [17].

Однако, успешность автоматизации тесно связана с особенностями самого приложения. В большинстве ситуаций возможно спроектировать автоматические тесты таким образом, чтобы время на их разработку не превышало затраты на ручное тестирование. Для этого необходимо учитывать несколько важных аспектов: 

• Выбирать те сценарии, которые легко поддаются автоматизации.

• Обеспечить простоту поддержки автотеста и многократность использования отдельных его частей в различных тестах. 

• Минимизировать участие специалиста по тестированию в настройке автотеста, сводя его роль к настройке окружения или подготовке данных для тестирования [18].

Несмотря на очевидные преимущества автоматизации, следует учитывать, что процесс разработки и поддержания автоматических тестов может занимать значительное время. Кроме того, не вся функциональность приложения может быть автоматизирована.

Среди преимуществ автоматического тестирования можно выделить возможность запуска тестов в любое время на удаленных серверах, что позволяет параллельно с ручным тестированием проводить автоматические проверки [19,20].

Заключение

Автоматизация регрессионного тестирования программного обеспечения является важным аспектом обеспечения стабильности и качества современных систем. Использование автоматизации позволяет значительно ускорить процесс тестирования, особенно в условиях сложных и масштабных проектов. Применение инструментов для автоматизации, таких как Selenium и Cypress, способствует эффективному выполнению тестов и выявлению ошибок на ранних этапах разработки. Однако успешное внедрение автоматизации требует глубокого планирования, разработки качественных тестовых сценариев и правильного выбора инструментов. Несмотря на возможные сложности, такие как высокая стоимость внедрения и поддержания тестов, автоматизация значительно улучшает процессы тестирования и снижает вероятность возникновения ошибок, что в конечном итоге повышает удовлетворенность пользователей и способствует успешному выпуску продукта на рынок.