Qu’est ce qu’un Test Unitaire : définition, exemples, méthodologie

Dans le domaine du développement web, les tests unitaires jouent un rôle fondamental pour garantir la qualité et la fiabilité des applications. Dans cet article, vous apprendrez ce qu’ils sont, pourquoi vous devriez en mettre en place et, surtout, comment faire.

Qu’est-ce qu’un Test Unitaire ?

Un test unitaire est une pratique de test dans laquelle des sections de code, appelées “unités”, sont testées individuellement pour vérifier leur bon fonctionnement. Ces unités peuvent être des fonctions, des méthodes ou même des classes. L’objectif principal d’un test unitaire est de s’assurer que chaque unité fonctionne comme prévu, indépendamment d’autres parties de l’application. Les tests unitaires doivent être automatisés, reproductibles et rapides à exécuter.

Un exemple de test unitaire

Prenons l’exemple d’une fonction simple qui calcule la somme de deux nombres. Voici comment un test unitaire pour cette fonction pourrait être écrit avec le framework de test JavaScript, Jest :

// // Fonction à tester
function addition(a, b) {
  return a + b;
}
// Test unitaire
test('Test de la fonction addition', () => {
  // Étape d'arrangement (mise en place)
  const a = 5;
  const b = 10;
  // Étape d'action (exécution de la fonction à tester)
  const resultat = addition(a, b);
  // Étape d'assertion (vérification du résultat)
  expect(resultat).toBe(15);
});

Dans cet exemple, nous créons un test unitaire qui vérifie si la fonction addition retourne le résultat attendu pour les valeurs données. L’étape d’arrangement consiste à mettre en place les valeurs d’entrée nécessaires pour le test. L’étape d’action exécute la fonction à tester avec les valeurs d’entrée spécifiées. Enfin, l’étape d’assertion vérifie si le résultat obtenu correspond au résultat attendu.

Pourquoi les tests unitaires sont-ils importants ?

Pour répondre à cette question, il convient d’en poser une autre. Que se passe-t-il si sans test unitaire ?

Ici, j’ai une anecdote à vous raconter. Je me rappelle que, lors ma première expérience professionnelle, aucun test unitaire n’a été écrit pendant une petite semaine à cause d’un rush d’activité. Fatalement, ça a conduit après plusieurs mois à une quantité astronomique de bugs et de régressions suite à l’implémentation d’une fonctionnalité en apparence anodine.

Les conséquences ont été significatives, avec des bugs découverts dix jours après la mise en production, et une semaine entière a été consacrée à leur résolution. Si nous avions utilisé des tests unitaires, cette situation n’aurait jamais pu se produire. Nous aurions détecté les erreurs avant la mise en production, ce qui aurait évité une semaine de développement perdue. Le coût des tests unitaires est bien inférieur à celui des problèmes qui surviennent en leur absence.

L’intérêt des tests unitaires

• Confiance dans le code : Les tests unitaires offrent une couche de sécurité en vérifiant que chaque unité de code fonctionne correctement. Ils contribuent à renforcer la confiance des développeurs, des équipes de test et des utilisateurs dans la qualité du code et la fiabilité de l’application.
• Vérifier la fonctionnalité : Les tests unitaires permettent de s’assurer que chaque unité de code fonctionne correctement, conformément à ses spécifications. Ils aident à valider le comportement attendu de l’unité et à détecter les erreurs de logique ou de calcul.
• Maintenabilité du code : En écrivant des tests unitaires, les développeurs créent également une documentation vivante de leur code. Ces tests servent de référence pour comprendre le comportement attendu de chaque unité de code, ce qui facilite la maintenance future et les modifications du code.
• Détection des erreurs : Les tests unitaires sont exécutés fréquemment, idéalement à chaque modification du code. Cela permet de détecter rapidement les erreurs et les bugs, facilitant ainsi leur résolution avant qu’ils ne se propagent dans d’autres parties de l’application.
• Réutilisabilité : Les tests unitaires encouragent la conception de code modulaire et bien structuré. En isolant chaque unité de code, les tests unitaires favorisent la réutilisabilité, car les unités peuvent être testées indépendamment et facilement intégrées dans d’autres parties de l’application.
• Refactorings : Les tests unitaires permettent de procéder à des refactorings en toute confiance, car ils garantissent que les fonctionnalités essentielles sont préservées même après des modifications importantes du code. Ils facilitent également les évolutions du logiciel en permettant de valider rapidement les nouvelles fonctionnalités sans impact négatif sur les fonctionnalités existantes.

Renforcer la sécurité des produits

Autre intérêt des tests unitaires : la sécurité des applicatifs. En écrivant des tests unitaires, les développeurs peuvent vérifier que les fonctionnalités implémentées ne présentent pas de risques de sécurité tels que des injections SQL, des attaques de type Cross-Site Scripting (XSS) ou des problèmes liés à l’authentification et à l’autorisation. Les tests unitaires permettent de valider le comportement attendu des unités de code en matière de sécurité, et de s’assurer que les mesures de sécurité appropriées sont mises en place.

De plus, les tests unitaires peuvent également aider à identifier les vulnérabilités potentielles liées à des erreurs de logique ou de traitement des données. Par exemple, en testant les entrées utilisateur avec différentes valeurs et conditions, les tests unitaires peuvent détecter les erreurs de validation qui pourraient permettre des attaques ou des manipulations malveillantes des données.

Comment faire des tests unitaires efficaces

Ce n’est pas tout de mettre en place des tests unitaires, encore faut-il le faire correctement. Voici quelques caractéristiques essentielles d’un test unitaire réussi.

1. Automatisation

Les tests unitaires doivent être automatisés, ce qui signifie qu’ils sont écrits en utilisant des frameworks ou des outils spécifiques pour exécuter les tests de manière programmatique. L’automatisation des tests unitaires permet de les exécuter régulièrement et de manière cohérente, sans dépendre d’une intervention manuelle.

2. Unité

Un test unitaire se concentre sur une unité spécifique de code, telle qu’une fonction, une méthode ou une classe. Il vise à tester cette unité de manière indépendante des autres parties de l’application. En se focalisant sur des unités spécifiques, les tests unitaires permettent de vérifier le bon fonctionnement de chaque composant du code de manière isolée.

3. Isolation

Un test unitaire doit être isolé, c’est-à-dire qu’il ne doit pas dépendre d’autres parties du système. Toutes les dépendances externes doivent être simulées ou remplacées par des faux objets (mocks) pour garantir que le test se concentre uniquement sur l’unité en cours de test. Cette isolation permet une évaluation précise et indépendante de l’unité testée.

4. Rapidité

Les tests unitaires doivent être rapides à exécuter. Ils sont conçus pour être exécutés fréquemment, idéalement à chaque modification du code. La rapidité des tests permet de détecter rapidement les erreurs et de faciliter le processus de développement itératif. En identifiant rapidement les problèmes, les développeurs peuvent les résoudre plus efficacement.

5. Boîte blanche

Un test unitaire utilise une approche de boîte blanche, ce qui signifie qu’il a une connaissance interne du code qu’il teste. Il peut examiner la structure du code, les chemins d’exécution et les conditions logiques pour concevoir des cas de test efficaces. Cette approche permet une couverture complète et ciblée des différentes parties du code.

6. Reproductibilité

Les tests unitaires doivent être reproductibles, ce qui signifie qu’ils doivent fournir les mêmes résultats à chaque exécution. Cela permet de détecter les problèmes de manière cohérente et de faciliter le débogage des erreurs. En ayant des résultats cohérents, les développeurs peuvent mieux comprendre les problèmes et les résoudre de manière plus efficace.

En respectant ces critères, les tests unitaires deviennent des éléments essentiels d’un processus de développement de logiciels robuste et de haute qualité. Ils permettent de détecter rapidement les erreurs, de faciliter la maintenance du code et d’assurer la stabilité de l’application.

Exemple : les tests unitaires tels que nous les pratiquons

Ça, c’est pour la théorie. Maintenant, une application pratique : les tests unitaires tels que nous les faisons chez Yogosha. Nous attachons une grande importance à leur utilisation, tant au niveau front-end que back-end.

Pour les tests front-end, nous utilisons Jest. Nos tests Jest sont principalement axés sur les éléments “utilitaires” réutilisés à plusieurs endroits dans l’application, tels que nos expressions régulières de validation de champs. Cependant, nous ne réalisons pas de tests pour la logique des composants front-end, car notre approche privilégie la logique au niveau back-end.

Dans le back-end, nous utilisons phpspec, un framework de test spécifique à PHP. Les tests phpspec sont omniprésents et essentiels, puisque c’est là qu’est définie toute la logique métier. Chaque classe contenant de la logique est soigneusement testée afin de s’assurer de son bon fonctionnement. Nous évitons de créer des classes volumineuses avec une complexité élevée, préférant découper notre logique en plusieurs classes conformément au modèle DDD (Domain-Driven Design). Cette approche nous permet de séparer notre logique en domaines distincts, ce qui rend nos tests et notre code plus clairs, faciles à comprendre et à maintenir.

Les difficultés liées aux tests unitaires

La mise en œuvre de tests unitaires peut présenter certaines difficultés, qui peuvent être surmontées grâce à des méthodes appropriées.

La dépendance aux ressources externes

L’une des difficultés courantes dans la mise en œuvre des tests unitaires est la dépendance aux ressources externes, telles que les bases de données, les services web ou les fichiers. Lorsque les tests unitaires dépendent de ces ressources, ils deviennent plus lents, moins fiables et plus difficiles à isoler.

Pour résoudre ce problème, il est recommandé d’utiliser des techniques telles que la substitution de ces ressources par des doubles (mocks ou stubs) qui simulent leur comportement. Cela permet de tester les unités de code de manière indépendante, sans se préoccuper des dépendances externes.

Faire face à la complexité croissante des applications

Une autre difficulté réside dans la complexité croissante des applications. Plus une application est grande et complexe, plus il devient difficile d’écrire des tests unitaires exhaustifs et de maintenir leur couverture à un niveau satisfaisant. Dans de tels cas, il est judicieux de suivre des principes de conception tels que la modularité, la cohésion et le découplage. Une conception bien pensée facilite la création de tests unitaires plus ciblés et plus faciles à écrire. Il est également important de prioriser les tests unitaires en se concentrant sur les parties critiques du code et en identifiant les scénarios de test les plus pertinents.

Des tests chronophages

Un autre défi majeur est le temps nécessaire à l’écriture et à l’exécution des tests unitaires. Dans un environnement de développement agile, où les itérations sont fréquentes, il est essentiel que les tests unitaires soient rapides et puissent être exécutés fréquemment.

Pour accélérer l’exécution des tests, il est recommandé d’adopter des techniques telles que la parallélisation des tests, l’utilisation de jeux de données réduits et la mise en cache des ressources lentes ou coûteuses. De plus, il est important d’optimiser les tests unitaires en évitant les dépendances excessives ou les opérations lentes qui pourraient ralentir leur exécution.

La maintenance

Enfin, un défi commun concerne la maintenance des tests unitaires. Au fur et à mesure que le code évolue, les tests unitaires doivent être mis à jour pour refléter les changements apportés. Cela peut devenir fastidieux, en particulier lorsque les tests unitaires sont nombreux.

Pour faciliter la maintenance, il est recommandé d’adopter des pratiques telles que l’écriture de tests unitaires lisibles et compréhensibles, l’utilisation de noms de tests descriptifs et la réduction des dépendances entre les tests. L’automatisation de l’exécution des tests et l’intégration des tests unitaires dans un pipeline d’intégration continue peuvent également simplifier la maintenance et permettre une détection précoce des problèmes introduits par les changements de code.

En résumé

La mise en œuvre des tests unitaires présente quelques défis, mais rien d’insurmontable en appliquant quelques bonnes pratiques. En adoptant des mesures telles que l’isolation des dépendances, la conception modulaire, l’optimisation des performances et la maintenance régulière, les tests unitaires deviennent des outils puissants pour assurer la qualité, la fiabilité et la maintenabilité des applications logicielles.