Как тестируют в Google

Замечу, что в Google выполняется очень много ручного тестирования, как сценарного, так и исследовательского, но даже оно проходит под зорким присмотром автоматизации. Технологии записи преобразуют ручные тесты в автоматизированные, которые снова прогоняются на последующих сборках, чтобы отловить регрессионные баги и дать тестировщикам возможность переключиться на новые проблемы. Мы автоматизируем отправку баг-репортов и распределение задач ручного тестирования[12 - Технологии записи Google и ручное тестирование со вспомогательной автоматизацией подробно описаны в главах, посвященных роли инженеров по тестированию.]. Например, если автоматизированный тест не проходит, система определяет последнее изменение кода, которое считает наиболее вероятной причиной, отправляет сообщение его авторам и автоматически заводит баг. Максимально приблизить автоматизацию к человеческим возможностям – это техническое задание для следующего поколения инструментов тестирования, создаваемых в Google.

Глава 2. Разработчик в тестировании

Давайте представим идеальный процесс разработки. Все начинается с теста. Вот код, который построил разработчик Джек. А вот – тест, который разработчик Джек придумал еще до того, как написал код. Другими словами, до того, как написать первую строчку кода, разработчик прикидывает, что ему понадобится для тестирования. Затем он напишет тесты для граничных значений, для слишком больших и слишком малых входных данных, для значений, нарушающих граничные условия, и для множества других предположений. Какие-то из этих тестов станут частью функций, превратятся в самотестируемый код или юнит-тесты. На этом уровне лучше всех тестирует код тот, кто его написал. Иначе говоря, в коде, который построил Джек, хорошо разбирается сам разработчик Джек, и он же протестирует его лучше всех.

Другие тесты требуют знаний, выходящих за рамки кода, и зависят от внешней инфраструктуры. Например, у нас есть тест, который возвращает данные из удаленного хранилища (с сервера баз данных или из облака). Для тестирования нам нужна либо сама база данных, либо ее имитация. В индустрии уже выработались инструменты для этого: тестовая оснастка (harness), тестовая инфраструктура, подставные объекты (mocks) и имитации (fakes). В мире идеального процесса разработки эти макеты сразу существуют для любого интерфейса, с которым имеет дело разработчик, и каждый аспект любой функции можно протестировать в любое время. Но не увлекайтесь, мы находимся в воображаемом мире.

Мы подошли к первой развилке, где нашему сказочному миру разработки потребовался еще один герой, то есть тестировщик. При написании кода функциональности и кода тестов важны разные образы мышления. Это разные типы разработки. При разработке функционального кода на первом плане стоит создание. Нужно принимать во внимание пользователей, их сценарии использования продукта, последовательности действий и т. д. А при написании тестового кода есть ориентир на разрушение, то есть разработку такого кода, который выявит случаи, мешающие эффективной работе пользователя и его действиям. Так как мы находимся в сказочной стране идеальной разработки, мы можем нанять двух Джеков, один из которых построит дом, а другой покажет, как его можно сломать.

На заметку

При написании кода функциональности и кода тестов важны разные образы мышления.

В нашем сказочном мире идеального процесса разработки у нас будет сколько угодно разработчиков функциональности и разработчиков тестов, которые идут рука об руку и вместе строят сложный программный продукт. Это еще присказка, ведь настоящая сказка позволит нам выделить по целому разработчику на каждую фичу, к каждому разработчику приставить столько разработчиков тестов, сколько нужно. Они занимались бы глобальной тестовой инфраструктурой, помогали бы решить проблемы, найденные юнит-тестированием, чтобы разработчики не отвлекались на них от процесса создания, требующего полной концентрации.

Итак, одни разработчики пишут функциональный код, другие разработчики пишут тестовый код, и тут мы вспоминаем про третью сторону: сторону пользователя.

Естественно, в нашем сказочном мире эта задача упадет на плечи отдельных инженеров. Их задачи связаны с пользователем: сценарии использования продукта, пользовательские истории, исследовательское тестирование и т. д. Разработчики со стороны пользователя рассматривают то, как разные фичи связываются воедино и образуют единое целое. Они работают над проблемами всей системы и обычно принимают точку зрения пользователя, проверяя, действительно ли совокупность частей образует что-то полезное для них.

Итак, вот наше представление об идеальной разработке ПО: три разные роли разработчиков работают вместе над надежным, практичным совершенством, причем каждый специализируется на чем-то своем и все взаимодействуют на равных.

Кто хочет работать в компании, в которой программные продукты создаются подобным образом? Мы точно хотим!

К сожалению, никто из нас в таких компаниях не работает. Google, как и многие компании до нее, потратил множество усилий на то, чтобы приблизиться к идеалу. Возможно, потому что мы поздно начали, мы учились на ошибках предшественников. Google повезло поймать момент перехода модели программных продуктов от огромных клиентских приложений с многолетними циклами выпуска к облачным сервисам, которые выпускаются каждые несколько недель, дней или часов[13 - Заметим, что даже для клиентских продуктов Google старается делать частые и надежные обновления с помощью автообновления, встроенного во все клиентские приложения.]Благодаря удачному стечению обстоятельств у нас получилось хоть как-то приблизить разработку в Google к идеальному процессу разработки ПО.

Итак, разработчики в Google занимаются реализацией функциональности, отвечают за построение компонентов, строят основу приложения, поставляемого пользователю. Они пишут функции и код юнит-тестов для этих функций. Джек строит дом.

Разработчики в тестировании в Google отвечают за создание средств тестирования. Они помогают разработчикам с написанием юнит-тестов и создают большие тестовые инфраструктуры, упрощая разработчикам процесс создания малых и средних тестов и помогая выявлять больше проблем. Джек делает дом устойчивым.

Инженеры по тестированию в Google встают на сторону пользователя во всех аспектах, связанных с качеством. В контексте разработки они создают автоматизацию пользовательских сценариев, а в контексте продукта – оценивают универсальность и эффективность всех действий по тестированию, которые выполняют другие инженеры. Джек готовит дом к приходу гостей.

Это уже не сказка, а наша попытка сделать ее былью.

В этой книге мы рассказываем в основном о работе разработчиков в тестировании и инженеров по тестированию. Роль разработчиков мы затрагиваем только там, где она соприкасается с тестированием. На самом деле разработчики вовлечены в тестирование довольно сильно, но обычно эти процессы курируют специалисты, в должности которых есть слово «тестирование».

Жизнь разработчика в тестировании

Когда компания только появляется, тестировщиков в ней, как правило, нет. Точно так же как нет руководителей проектов, системных администраторов и других должностей. Каждый сотрудник выполняет все эти роли одновременно. Мы любим представлять, как Ларри и Сергей[14 - Речь идет о Ларри Пейдже и Сергее Брине – основателях Google.] ломали головы над пользовательскими сценариями и юнит-тестами на заре Google. С ростом компании появились разработчики в тестировании, которые первыми привнесли фокус на качество в строго технологический дух программирования[15 - О том, как появилась роль разработчика в тестировании, Патрик Коупленд рассказывает в предисловии.]

Как организованы процессы разработки и тестирования

Прежде чем мы взглянем поближе на задачи разработчиков в тестировании, давайте посмотрим, в каких условиях они работают. Разработчики в тестировании и разработчики связаны очень тесно, у них много общих задач в работе над любым продуктом. Так происходит, потому что в Google тестирование – обязанность всей инженерной команды, а не только людей, в должности которых есть слово «тестирование».

Готовый код – основной артефакт, над которым работают все участники команды. Организовать структуру, написать код и сопровождать его – их ежедневные задачи. Большая часть кода Google хранится в едином репозитории и использует общие инструменты. Все процессы сборки и выпуска построены вокруг этих инструментов и репозитория. Каждый инженер Google знает эту среду как свои пять пальцев, поэтому любой участник команды независимо от своей роли может залить новый код, создать и запустить тест, собрать версию и т. д.

На заметку

Готовый код – основной артефакт, над которым работают все участники команды. Организовать структуру, написать код и сопровождать его – их ежедневные задачи.

Еще один плюс единого репозитория: инженерам, переходящим из проекта в проект, не нужно переучиваться, а так называемые «двадцатипроцентные сотрудники» могут нормально работать с первого дня в проекте[16 - В Google есть официальная система распределения графика, благодаря которой любой сотрудник может тратить 20 % своего рабочего времени на любой другой проект Google. Иными словами, четыре дня в неделю вы занимаетесь своей основной работой, а один день экспериментируете и изобретаете. Необязательно именно так распределять свое время, многие бывшие сотрудники Google вообще считали такой рабочий график мифическим. Однако каждый из авторов этой книги участвовал в «двадцатипроцентных проектах», значит, они – реальность. Более того, многие инструменты, описанные в книге, – результат «двадцатипроцентной» работы, которая со временем воплотилась в полноценные финансируемые проекты. Правда, многие сотрудники Google в свое «двадцатипроцентное время» просто работают с другими проектами, а не занимаются экспериментами, поэтому от такой концепции рабочего времени выигрывают многие. (К моменту издания книги на русском языке Google официально отменил эту систему. – Примеч. перев.)]. Кроме того, весь исходный код доступен любому инженеру. Разработчики веб-приложений могут просмотреть интересующий их код браузера, не спрашивая ни у кого разрешения, или узнать, как другие, более опытные сотрудники решали аналогичные задачи. Можно взять код для повторного использования на уровне модулей или даже на уровне структур контролов или данных. Google – един, и он использует общий репозиторий с удобными (еще бы!) средствами поиска.

Благодаря тому что наша кодовая база открыта, доступ к ней есть у всей компании, а технический инструментарий един, мы разработали огромный набор библиотек и сервисов для общего использования. Общий код надежно работает на боевой среде Google и ускоряет работу над проектами, а использование общих библиотек при разработке сокращает количество багов.

На заметку

Благодаря тому что наша кодовая база открыта, доступ к ней есть у всей компании, а технический инструментарий един, мы разработали огромный набор библиотек и сервисов для общего использования.

Так как код вливается в общую инфраструктуру, к его разработке инженеры относятся очень осторожно. Подтверждают такое особое отношение неписаные, но соблюдаемые правила работы с кодом.

– Используйте уже написанные библиотеки по максимуму. Пишите свою только в том случае, если у вас есть на то серьезная причина из-за специфических особенностей проекта.

– Когда вы пишете код, помните, что он должен быть легко читаем. Сделайте так, чтобы его можно было без труда найти в репозитории. С вашим кодом будут работать другие люди, поэтому нужно сделать его понятным и легко изменяемым.

– Общий код должен быть автономным и пригодным для повторного использования. Инженеров поощряют за создание сервисов, которые могут использовать другие команды. Возможность повторного использования кода гораздо важнее, чем его сложность.

– Сделайте зависимости настолько очевидными, что их невозможно будет пропустить. Если проект зависит от общего кода, то пусть о любых его изменениях узнают участники всех зависимых проектов.

Если инженер предлагает более удачное решение, то он же проводит рефакторинг всех существующих библиотек и помогает перевести все зависимые проекты на новые библиотеки. Работа на благо сообщества должна поощряться[17 - Самым распространенным механизмом такого поощрения в Google является премия «от коллег». Любой инженер, которому помогла работа другого инженера, может назначить ему премию в благодарность. У руководителей тоже есть свои способы поощрения сотрудника. Смысл в том, что работу на благо сообщества нужно подпитывать! Конечно, не стоит забывать, что есть и неформальный способ поблагодарить коллегу – «услуга за услугу».].

Google серьезно относится к процедуре код-ревью, и любой код, особенно общий, просматривает специалист с черным поясом по читаемости кода. Специальная комиссия выделяет таких специалистов за умение писать чистый и стилистически точный код для четырех основных языков Google (C++, Java, Python и JavaScript).

Код в общем репозитории устанавливает более высокую планку для тестирования, – об этом мы расскажем чуть позже.

Для решения проблем с зависимостями платформ мы минимизируем их различия на машинах сотрудников. У всех инженеров на компьютерах стоит та же версия OS, что и на боевых машинах. Мы тщательно следим за актуальностью сборок Linux, чтобы разработчик, проводящий тестирование на своем компьютере, получил такие же результаты, как и при тестировании в боевой среде. Различия в процессорах и операционных системах между компьютерами инженеров и дата-центрами минимальны[18 - Это правило в Google нарушено только в лабораториях локального тестирования Android и Chrome OS, где для проверки новых сборок нужно иметь широкий спектр оборудования.]. Если баг возник на компьютере тестировщика, то он, скорее всего, воспроизведется и на компьютере разработчика, и в условиях реальной эксплуатации.

Весь код, связанный с зависимостями платформ, собирается в библиотеки на самом нижнем уровне стека. Управляют этими библиотеками те же ребята, которые отвечают за дистрибутивы Linux. Наконец, для каждого из языков программирования, на которых пишут в Google, мы используем только один компилятор, который поддерживается и постоянно тестируется на одной из сборок Linux. Ничего сложного, но эта простая схема экономит силы на финальных стадиях тестирования, а заодно сокращает количество проблем, связанных со спецификой среды, которые сложны в отладке и отвлекают от разработки новых функций. Простота и надежность.

На заметку

Вся платформа Google построена на простоте и единообразии: одинаковые сборки Linux для компьютеров инженеров и машин с боевой средой, общие базовые библиотеки под централизованным управлением, общая инфраструктура хранения исходного кода, сборки и тестирования, один компилятор для каждого из языков программирования, общая спецификация сборки для всех языков. И самое важное, культура, которая уважает и поощряет поддержку этих общих ресурсов.

Тему единообразия платформ и единства репозитория продолжает единая система сборки, не зависящая от языка, на котором написан проект. Не важно, на каком языке работает команда (C++, Python или Java), она все равно будет использовать общие «файлы сборки».

Чтобы сборка состоялась, нужно указать «цель сборки». Это может быть библиотека, бинарный файл или набор тестов, который состоит из некоторого количества исходных файлов.

Последовательность шагов следующая.

1. Напишите класс или набор функций в одном или нескольких исходных файлах. Убедитесь, что весь код компилируется.

2. Укажите цель сборки (например, определенную библиотеку) для новой сборки.

3. Напишите юнит-тесты, которые импортируют библиотеку, имитируют нетривиальные зависимости и выполняют интересующие нас пути в коде для самых актуальных входных данных.

4. Создайте тестовую сборку для юнит-тестов.

5. Соберите и запустите сборку с тестами. Изменяйте код до тех пор, пока все тесты не будут проходить.

6. Запустите все обязательные инструменты статического анализа, которые проверяют соответствие кода гайдлайнам и выявляют стандартные баги.