测试线程应用程序
在本章中，我们将学习有关线程应用程序测试的知识。我们还将学习测试的重要性。
为什么要测试？
在深入讨论测试的重要性之前，我们需要知道什么是测试。一般来说，测试是一种找出某事物运行状况的技术。另一方面，如果我们具体讨论计算机程序或软件，那么测试就是访问软件程序功能的技术。
在本节中，我们将讨论软件测试的重要性。在软件开发中，在将软件发布给客户之前必须进行双重检查。这就是为什么由经验丰富的测试团队测试软件非常重要的原因。考虑以下几点以了解软件测试的重要性 −
提高软件质量
当然，没有公司愿意提供低质量的软件，也没有客户愿意购买低质量的软件。测试通过查找和修复软件中的错误来提高软件质量。
客户满意度
任何企业最重要的部分都是客户满意度。通过提供无错误和高质量的软件，公司可以获得客户满意度。
减少新功能的影响
假设我们制作了一个 10000 行的软件系统，并且我们需要添加一个新功能，那么开发团队就会担心这个新功能对整个软件的影响。在这里，测试也起着至关重要的作用，因为如果测试团队进行了一套良好的测试，那么它可以使我们免于任何潜在的灾难性中断。
用户体验
任何企业的另一个最重要的部分是该产品用户的体验。只有测试才能确保最终用户觉得产品使用起来简单易行。
削减开支
通过在软件开发的测试阶段查找和修复错误，而不是在交付后修复，测试可以降低软件的总成本。如果软件交付后出现重大错误，那么它会增加有形成本，即费用，以及无形成本，即客户不满意、公司声誉不佳等。
测试什么？
始终建议对要测试的内容有适当的了解。在本节中，我们将首先了解测试人员在测试任何软件时的主要动机。在测试时，应避免使用代码覆盖率，即我们的测试套件命中了多少行代码。这是因为，在测试时，只关注代码行数不会给我们的系统带来任何实际价值。可能还存在一些错误，这些错误甚至会在部署后在稍后阶段反映出来。
请考虑以下与测试内容相关的要点 −
我们需要专注于测试代码的功能，而不是代码覆盖率。
我们需要首先测试代码中最重要的部分，然后再测试代码中不太重要的部分。这肯定会节省时间。
测试人员必须进行多种不同的测试，以将软件推向极限。
测试并发软件程序的方法
由于能够利用多核架构的真正能力，并发软件系统正在取代顺序系统。近年来，并发系统程序被广泛用于从手机到洗衣机、从汽车到飞机等各种领域。我们需要更加小心地测试并发软件程序，因为如果我们将多个线程添加到已经存在错误的单线程应用程序中，那么我们最终会得到多个错误。
并发软件程序的测试技术主要侧重于选择交错，这会暴露出潜在的有害模式，如竞争条件、死锁和违反原子性。以下是测试并发软件程序的两种方法 −
系统探索
这种方法旨在尽可能广泛地探索交错空间。此类方法可以采用蛮力技术，其他方法则采用偏序归约技术或启发式技术来探索交错空间。
属性驱动
属性驱动方法依赖于以下观察：并发故障更有可能发生在暴露特定属性（例如可疑内存访问模式）的交错下。不同的属性驱动方法针对不同的故障，如竞争条件、死锁和违反原子性，这进一步取决于一个或其他特定属性。
测试策略
测试策略也称为测试方法。策略定义了如何进行测试。测试方法有两种技术 −
主动
一种方法是尽早启动测试设计过程，以便在构建之前发现并修复缺陷。
反应性
一种方法是直到开发过程完成才开始测试。
在对 Python 程序应用任何测试策略或方法之前，我们必须对软件程序可能存在的错误类型有一个基本的了解。错误如下 −
语法错误
在程序开发过程中，可能会出现许多小错误。这些错误大多是由于打字错误造成的。例如，缺少冒号或关键字拼写错误等。此类错误是由于程序语法错误而不是逻辑错误造成的。因此，这些错误称为语法错误。
语义错误
语义错误也称为逻辑错误。如果软件程序中存在逻辑或语义错误，则语句将正确编译和运行，但由于逻辑不正确，因此不会提供所需的输出。
单元测试
这是测试 Python 程序最常用的测试策略之一。此策略用于测试代码的单元或组件。单元或组件是指代码的类或函数。单元测试通过测试"小"单元简化了大型编程系统的测试。借助上述概念，单元测试可以定义为一种方法，其中测试源代码的各个单元以确定它们是否返回所需的输出。
在我们后续的部分中，我们将了解用于单元测试的不同 Python 模块。
unittest 模块
单元测试的第一个模块是 unittest 模块。它受到 JUnit 的启发，默认情况下包含在 Python3.6 中。它支持测试自动化、共享测试的设置和关闭代码、将测试聚合到集合中以及测试与报告框架的独立性。
以下是 unittest 模块支持的一些重要概念
文本装置
它用于设置测试，以便可以在开始测试之前运行它并在测试完成后拆除它。它可能涉及在开始测试之前创建临时数据库、目录等。
测试用例
测试用例检查所需的响应是否来自特定的输入集。unittest 模块包含一个名为 TestCase 的基类，可用于创建新的测试用例。它默认包含两个方法 −
setUp() − 一个钩子方法，用于在执行测试装置之前设置它。在调用已实现的测试方法之前调用它。
tearDown( − 一个钩子方法，用于在运行类中的所有测试后解构类装置。
测试套件
它是测试套件、测试用例或两者的集合。
测试运行器
它控制测试用例或套件的运行并向用户提供结果。它可以使用 GUI 或简单的文本界面来提供结果。
示例
以下 Python 程序使用 unittest 模块测试名为 Fibonacci 的模块。该程序有助于计算数字的斐波那契数列。在此示例中，我们创建了一个名为 Fibo_test 的类，以使用不同的方法定义测试用例。这些方法继承自 unittest.TestCase。我们默认使用两种方法 - setUp() 和 teaDown()。我们还定义了 testfibocal 方法。测试的名称必须以字母 test 开头。在最后一个块中，unittest.main() 为测试脚本提供了命令行界面。
import unittest
def fibonacci(n):
a, b = 0, 1
for i in range(n):
a, b = b, a + b
return a
class Fibo_Test(unittest.TestCase):
def setUp(self):
print("This is run before our tests would be executed")
def tearDown(self):
print("This is run after the completion of execution of our tests")
def testfibocal(self):
self.assertEqual(fib(0), 0)
self.assertEqual(fib(1), 1)
self.assertEqual(fib(5), 5)
self.assertEqual(fib(10), 55)
self.assertEqual(fib(20), 6765)
if __name__ == "__main__":
unittest.main()
从命令行运行时，上述脚本会产生如下输出 −
输出
This runs before our tests would be executed. This runs after the completion of execution of our tests. . ---------------------------------------------------------------------- Ran 1 test in 0.006s OK
现在，为了更清楚起见，我们正在更改有助于定义斐波那契模块的代码。
请考虑以下代码块作为示例 −
def fibonacci(n): a, b = 0, 1 for i in range(n): a, b = b, a + b return a
对代码块进行了一些更改，如下所示 −
def fibonacci(n): a, b = 1, 1 for i in range(n): a, b = b, a + b return a
现在，运行修改后的代码的脚本后，我们将得到以下输出 −
This runs before our tests would be executed. This runs after the completion of execution of our tests. F ====================================================================== FAIL: testCalculation (__main__.Fibo_Test) ---------------------------------------------------------------------- Traceback (most recent call last): File "unitg.py", line 15, in testCalculation self.assertEqual(fib(0), 0) AssertionError: 1 != 0 ---------------------------------------------------------------------- Ran 1 test in 0.007s FAILED (failures = 1)
以上输出显示模块未能提供所需的输出。
Docktest 模块
docktest 模块也有助于单元测试。它还预先打包了 python。它比 unittest 模块更易于使用。unittest 模块更适合复杂测试。要使用 doctest 模块，我们需要导入它。相应函数的文档字符串必须具有交互式 python 会话及其输出。
如果我们的代码中一切正常，那么 docktest 模块将没有输出；否则，它将提供输出。
示例
以下 Python 示例使用 docktest 模块测试名为 Fibonacci 的模块，该模块有助于计算数字的斐波那契数列。
import doctest
def fibonacci(n):
"""
Calculates the Fibonacci number
>>> fibonacci(0)
0
>>> fibonacci(1)
1
>>> fibonacci(10)
55
>>> fibonacci(20)
6765
>>>
"""
a, b = 1, 1
for i in range(n):
a, b = b, a + b
return a
if __name__ == "__main__":
doctest.testmod()
我们可以看到，相应函数 fib 的文档字符串除了输出外，还具有交互式 Python 会话。如果我们的代码没有问题，那么 doctest 模块就不会有输出。但要查看其工作原理，我们可以使用 –v 选项运行它。
(base) D:\ProgramData>python dock_test.py -v Trying: fibonacci(0) Expecting: 0 ok Trying: fibonacci(1) Expecting: 1 ok Trying: fibonacci(10) Expecting: 55 ok Trying: fibonacci(20) Expecting: 6765 ok 1 items had no tests: __main__ 1 items passed all tests: 4 tests in __main__.fibonacci 4 tests in 2 items. 4 passed and 0 failed. Test passed.
现在，我们将更改有助于定义斐波那契模块的代码
请考虑以下代码块作为示例 −
def fibonacci(n): a, b = 0, 1 for i in range(n): a, b = b, a + b return a
以下代码块有助于进行更改 −
def fibonacci(n): a, b = 1, 1 for i in range(n): a, b = b, a + b return a
即使没有 –v 选项，运行脚本后使用更改后的代码，我们也会得到如下所示的输出。
输出
(base) D:\ProgramData>python dock_test.py ********************************************************************** File "unitg.py", line 6, in __main__.fibonacci Failed example: fibonacci(0) Expected: 0 Got: 1 ********************************************************************** File "unitg.py", line 10, in __main__.fibonacci Failed example: fibonacci(10) Expected: 55 Got: 89 ********************************************************************** File "unitg.py", line 12, in __main__.fibonacci Failed example: fibonacci(20) Expected: 6765 Got: 10946 ********************************************************************** 1 items had failures: 3 of 4 in __main__.fibonacci ***Test Failed*** 3 failures.
We can see in the above output that three tests have failed.
