Как вы реализуете автоматизированное тестирование в DevOps-пайплайне?

Можете ли вы описать свой опыт интеграции различных типов тестирования в процесса CI/CD для обеспечения надёжных релизов?

Подсказки:

• Какие типы тестирования вам известны? "Пирамида тестирования" имеет к ним отношение.
• Подумайте о том, как вы бы реализовали модульное тестирование, интеграционное тестирование и end-to-end тестирование на разных этапах пайплайна.
• Можете объяснить подход Test-Driven Development и практикам непрерывного тестирования.
• Подумайте о том, как вы бы обрабатывали сбои тестов и интегрировали quality gates в ваш процесс развертывания.

Выше ожиданий:

• Знакомство со стратегиями распараллеливания тестов
• Quality gates
• Принципы хаос-инженерии
• Контрактное тестирование для микросервисов
• Реализация покрытия тестами в качестве метрики качества при принятии решений о развертывании

Пирамида тестирования — это модель, описывающая распределение типов тестов в стратегии тестирования программного обеспечения. Структура пирамиды предполагает:

• Много юнит-тестов в основании (быстрые, дешевые, сфокусированные)
• Меньше интеграционных тестов посередине (более сложные, тестируют взаимодействие компонентов)
• Ещё меньше end-to-end тестов на вершине (медленные, дорогостоящие, тестируют поведение всей системы)

Это распределение оптимизирует как тщательное тестирование, так и эффективное выполнение.

Реализаци авто-тестов в CI/CD-пайплайн

Тестирование на ранней стадии

1. Pre-commit хуки — Запуск быстрых тестов (linter, форматирование, юнит-тесты) перед допуском кода к коммиту
2. Тестирование веток (git branches) — Запуск юнит- и некоторых интеграционных тестов при отправке на фича-бранчи
3. Тестирование запросов на добавление (Pull Request) — Запуск более комплексных наборов тестов при создании или обновлении PR

Тестирование на средней стадии

1. Валидация сборки — Запуск полного набора юнит- и интеграционных тестов во время сборки артефактов
2. Валидация контейнеров — Тестирование контейнеризированных приложений на предмет проблем с конфигурацией
3. Развертывание в тестовых средах — Развертывание в стейджинг-среде для более сложных тестов

Тестирование на поздней стадии

1. Валидация развертывания — Тесты на работоспособность сразу после развертывания
2. Тестирование после развертывания — Тесты E2E, производительности и безопасности в стейджинг-среде
3. Верификация в прод-среде — Синтетическое мониторинг и тестирование с canary-развертыванием

Стратегия реализации

Настройка инфраструктуры тестирования

1. Определение фреймворков для тестов подходящих для вашей технологической стека (JUnit, Jest, pytest и т.д.)
2. Настройка тестовых сред, максимально приближенных к прод-среде
3. Заливка на стенд тестовых данных — создание, использование и очистка тестовых данных
4. Настройка отчётности по тестам, чтобы результаты были видны и пригодны для решений

Интеграция с CI/CD

Настройте свой CI/CD-пайплайн (Jenkins, GitHub Actions, GitLab CI и т.д.) для:

1. Автоматического запуска тестов при изменениях кода
2. Выполнения соответствующих наборов тестов на каждой стадии
3. Прерывания сборки при сбое критических тестов
4. Публикации результатов тестов для наглядности

Quality Gates

Quality gates — это предварительно определенные критерии, которые должны быть выполнены перед переходом к следующей стадии в пайплайне:

1. Пороговые значения покрытия кода тестами — Требование к минимальному проценту кода, покрытого тестами
2. Максимальное допустимое количество дефектов — Ограничение количества принятых проблем по степени серьезности
3. Эталонные значения производительности — Гарантия соответствия приложения требованиям производительности
4. Результаты сканирования на безопасность — Блокировка развертывания, если обнаружены критические уязвимости

Пример реализации в реальном мире

Рассмотрим типичное веб-приложение на основе микросервисов:

1. Разработка локально

   • Разработчики запускают юнит-тесты с помощью pre-commit хуков
   • Интеграционные тесты с подменой зависимостей запускаются перед отправкой

2. CI-пайплайн — Стадия Pull Request

   • Linting и статический анализ с SonarQube
   • Запускаются все юнит-тесты
   • Генерация отчёта о покрытии кода тестами
   • Тесты контрактов для взаимодействия сервисов

3. CI-пайплайн — для main branch

   • Все предыдущие тесты
   • Артефакты сборки (контейнеры)
   • Сканирование на безопасность зависимостей и контейнеров
   • Развертывание в тестовую среду

4. Тестовая среда

   • Интеграционные тесты против реальных зависимостей
   • Автоматизированные UI-тесты для критических пользовательских сценариев
   • Тесты производительности для критических конечных точек
   • Сканирование на уязвимости

5. Staging-среда

   • Полные тесты по всему циклу
   • Тесты на нагрузку и стресс
   • Эксперименты по хаос-инжинирингу
   • Тестирование приемлемости пользователем (ручное или автоматическое)

6. Развертывание в прод

   • Canary-развертывание для небольшой части пользователей
   • Тесты на работоспособность в прод-среде
   • Синтетическое мониторинг ключевых пользовательских сценариев
   • Постепенное развертывание с автоматическим откатом, если мониторинг обнаружит проблемы

Дополнительная информация

Расширенные практики тестирования

• Параллелизация тестов подразумевает одновременный запуск тестов для сокращения времени выполнения
• Контрактное тестирование гарантирует, что сервисы могут общаться друг с другом как ожидается
• Хаос-инжиниринг включает в себя преднамеренное введение отказов для проверки устойчивости системы
• Покрытие тестами измеряет процент кода, который проверяется тестами

Стратегии немедленного реагирования

1. Fail fast — Остановка пайплайна сразу после обнаружения сбоя в тестах
2. Генерация подробных отчётов с информацией о сбоях в тестах
3. Уведомление заинтересованных команд через каналы связи, такие как Slack, Telegram или электронная почта
4. Категоризация сбоев по степени серьезности и области ответственности

Процесс устранения неисправностей

1. Выявление первопричины сбоев в тестах
2. Исправление проблем или обновление тестов, если они неверны
3. Добавление регрессионных тестов для предотвращения подобных сбоев
4. Документирование полученного опыта для дальнейшего использования

Типы тестов (справочная информация)

Юнит-тесты

Юнит-тесты проверяют, что отдельные компоненты (функции, методы, классы) работают как ожидается изолированно. Они:

• Быстро выполняются — типично миллисекунды на тест
• Высокофокусированные — тестирование одной единицы функциональности
• Независимые — без внешних зависимостей, таких как базы данных или API
• Многочисленные — покрывают большую часть вашего кода

Пример юнит-теста на Python с использованием pytest:

def add_numbers(a, b):
    return a + b

def test_add_numbers():
    assert add_numbers(2, 3) == 5
    assert add_numbers(-1, 1) == 0
    assert add_numbers(0, 0) == 0

Интеграционные тесты

Интеграционные тесты проверяют, что разные компоненты работают вместе корректно. Они:

• Тестируют взаимодействие между компонентами
• Могут включать несколько слоёв (например, сервис + база данных)
• Требуют больше времени на выполнение, чем юнит-тесты
• Требуют более сложной настройки и разборки

End-to-End тесты

E2E проверяют, что всё приложение работает корректно с точки зрения пользователя. Они:

• Тестируют полные пользовательские сценарии
• Взаимодействуют с приложением как реальный пользователь
• Более медленные и хрупкие, чем другие типы тестов
• Обеспечивают наивысшую уверенность в работоспособности системы

E2E-тесты часто используют инструменты, такие как Cypress, Selenium или Playwright для автоматизации взаимодействия с браузером.

Другие важные типы тестов

• Тесты контрактов — Проверка соответствия сервисов API-контрактам, важные для микросервисов
• Тесты производительности — Оценка поведения системы под нагрузкой
• Тесты безопасности — Выявление уязвимостей и проблем соответствия нормам
• Тесты на работоспособность (smoke tests) — Быстрая проверка того, что критическая функциональность работает