🐤 Chapter 1: 단위 테스트의 목표

단위 테스트에 시간을 투자할 때는 항상 최대한 이득을 얻도록 노력해야하며, 테스트에 드는 노력을 가능한 한 줄이고 그에 따른 이득긍 최대화해야 한다.

🥕 단위 테스트 현황

모든 새로운 기술과 마찬가지로 단위 테스트도 계속 발전하고 있다. 논쟁은 "단위 테스트를 작성해야 하는가?"에서 "좋은 단위 테스트를 작성하는 것은 어떤 의미인가?"로 바뀌었다. 이는 아직도 혼란스러운 상태다.

🥕 단위 테스트의 목표

흔히 단위 테스트 활동이 더 나은 설계로 이어진다고 한다. 이는 사실이다. 코드베이스에 대해 단위 테스트 작성이 필요하면 일반적으로 더 나은 설계로 이어진다. 하지만 단위 테스트의 주목표는 아니다. 더 나은 설계가 단지 좋은 부수 효과일 뿐이다.

그럼 단위 테스트의 목표는 무엇인가? 소프트웨어 프로젝트의 지속 가능한 성장을 가능하게 하는 것이 핵심이다. 지속 가능하다는 것이 핵심이다. 프로젝트가 상당히 쉽게 성장할 수 있다. 특히 처음부터 시작할 때 그렇다. 하지만 시간이 지나면서 이렇게 계속 성자하기는 훨씬 어렵다.

개발 속도가 빠르게 감소하는 이러한 현상을 소프트웨어 엔트로피(시스템 내 무질서도)라고도 한다. 지속적인 정리와 리팩터링 등과 같은 적절한 관리를 하지 않고 방치하면 시스템이 점점 더 복잡해지고 무질서해진다.

테스트로 이러한 경향을 뒤집을 수 있다. 테스트는 안전망 역할을 하며, 대부분의 회귀에 대한 보험을 제공하는 도구라 할 수 있다. 테스트는 새로운 기능을 도입하거나 새로운 요구 사항에 더 잘 맞게 리팩터링한 후에도 기존 기능이 잘 작동하는지 획인하는 데 도움이 된다.

여기서 한 가지 단점을 생각해볼 수 있는데, 이러한 테스트는 초반에 노력(어쩌면 상당한 노력)이 필요하다는 것이다. 그러나 프로젝트 후반에도 잘 성장할 수 있도록 하므로 장기적으로 보면 그 비용을 메울 수 있다. 코드베이스를 지속적으로 검증하는 테스트 없이는 소프트웨어 개발이 쉽게 확장되지 않는다.

지속성과 확장성이 핵심이며, 이를 통해 장기적으로 개발 속도를 유지할 수 있다.

🎈 좋은 테스트와 좋지 않은 테스트를 가르는 요인

잘못 작성한 테스트는 여전히 같은 결가를 낳는다. 잘못 작성한 테스트도 초반에 코드가 나빠지는 것을 늦출 수 있다. 즉, 테스트가 전혀 없는 상황에 비해 개발 속도가 덜 느려진다. 그러나 거시적인 관점에서는 큰 차이가 없다. 이러한 프로젝트가 침체 단계에 진입하는 데 시간이 더 걸릴 수 있지만, 피할 수는 없다.

프로젝트에 테스트를 더 많이 실행하더라도 단위 테스트의 목표를 달성할 수 없다. 테스트의 가치와 유지 비용을 모두 고려해야 한다. 비용 요소는 다음과 같은 다양한 활동에 필요한 시간에 따라 결정된다.

• 기반 코드를 리팩터링할 때 테스트도 리팩터링하라.
• 각 코드 변경 시 테스트를 실행하라.
• 테스트가 잘못된 경고를 발생시킬 경우 처리하라.
• 기반 코드가 어떻게 동작하는지 이해하려고 할 때는 테스트를 읽는 데 시간을 투자하라.

지속 가능한 프로젝트 성장을 위해서는 고품질 테스트에만 집중해야 한다. 고품질 테스트만이 테스트 스위트에 남을 만한 테스트 유형이다.

🥕 테스트 스위트 품질 측정을 위한 커버리지 지표

정의: 커버리지 지표는 테스트 스위트가 소스 코드를 얼마나 실행하는지를 백분율로 나타낸다.

코드 커버리지가 너무 적을 때는 테스트가 충분치 않다는 좋은 증거다. 그러나 반대의 경우는 그렇지 못하다. 100% 커버리질고 해서 반드시 양질의 테스트 스위트라고 보장하지는 않는다. 높은 커버리지의 테스트 스위트도 품질이 떨어질 수 있다.

🎈 코드 커버리지 지표에 대한 이해

코드 커버리지(테스트 커버리지)는 하나 이상의 테스트로 실행된 코드 라인 수와 제품 코드베이스의 전체 라인 수의 비율을 나타낸다.

코드 커버리지(테스트 커버리지) = 실행 코드 라인 수 / 전체 라인 수

// 테스트 커버리지 4/5 = 0.8 = 80%
public static bool IsStringLong(string input) {
  if (input.Length > 5)
    return true; // 아래 테스트가 다루지 않는 영역
  return false;
}

// test
public void Test() {
  bool result = IsStringLong("abc");
  Assert.Equal(false, result);
}

// 리팩터링 테스트 커버리지 100%
// but, 테스트를 검증하는 결과 개수는 어젼히 똑같다.
public static bool IsStringLong(string input) {
  return input.Length > 5;
}

코드가 작을수록 테스트 커버리지 지표는 더 좋아지는데, 이는 원래 라인 수만 처리하기 때문이다. 그리고 코드를 더 작게 해도 테스트 스위트의 가치나 기반 코드베이스 유지 보수성이 변경되지 않는다.(변경해서도 안 된다.)

🎈 분기 커버리지 지표에 대한 이해

또 다른 커버리지 지표는 분기 커버리지(branch coverage)다. 분기 커버리지는 코드 커버리지의 단점을 극복하는 데 도움이 되므로 코드 커버리지보다 더 정확한 결과를 제공한다. 분기 커버리지 지표는 윈시 코드 라인 수를 사용하는 대신 if 문과 switch 문과 같은 제어 구조에 중점을 둔다.

분기 커버리지 = 통과 분기 / 전체 분기 수

이전의 예를 다시보자.

public static bool IsStringLong(string input) {
  return input.Length > 5;
}

public void Test() {
  bool result = IsStringLong("abc");
  Assert.Equal(false, result);
}

IsStringLong 메서드에 두 개의 분기가 있는데, 하나의 문자열 인수의 길이가 다섯 자를 초과하는 상황에 대한 것이고 다른 하나는 그렇지 않은 경우다. 테스트는 이런 분기 중 하나에 대해서만 적용되므로 분기 커버지리 지표는 1/2 = 0.5 = 50%다.

🎈 커버리지 지표에 관한 문제점

분기 커버리지로 코드 커버리지보다 더 나은 결과를 얻을 수 있지만, 테스트 스위트 품질을 결정하는 데 어떤 커버리지 지표도 의존할 수 없는 이유는 다음과 같다.

• 테스트 대상 시스템의 모든 가능한 결과를 검증한다고 보장할 수 없다.
• 외부 라이브러리의 코드 경로를 고려할 수 있는 커버리지 지표는 없다.

단지 코드 경로를 통과하는 것이 아니라 실제로 테스트하려면, 단위 테스트에는 반드시 적절한 검증이 있어야 한다. 다시 말해, 테스트 대상 시스템이 낸 결과가 정확히 예상하는 결과인지 확인해야 한다. 커버리지 지표가 의미가 있으려면, 모든 측정 지표를 검증해야 한다.

public static bool IsStringLong(string input) {
  bool result = input.Length > 5;
  WasLastStringLong = result; // 첫 번째 결과
  return result; // 두 번째 결과
}

public void Test() {
  bool result = IsStringLong("abc");
  Assert.Equal(false, result); // 두 번째 결과만 검증
}

보다시피 커버리지 지표는 기반 코드를 테스트했다고 보장할 수 없으며 일부 실행된 것만 보장한다.
이렇게 결과를 부분적으로 테스트한 것보다 더 극단적인 상황은 검증이 전혀 없는 테스트의 경우다. 다음은 검증이 없는 테스트를 보여주는 예제다.

public void Test() {
  bool result1 = IsStringLong("abc"); // true 반환
  bool result2 = IsStringLong("abcdef"); // false 반환
}

이 테스트에서는 코드 커버리지와 분기 커버리지가 둘 다 100%를 나타내고 있다. 그러나 아무것도 검증하지 않기 때문에 전혀 쓸모가 없다.

두 번째 문제는 모든 커버리지 지표가 테스트 대상 시스템이 메서드를 호출할 때 외부 라이브러리가 통과하는 코드 경로를 고려하지 않는다는 것이다.

public static int Parse(string input) {
  return int.Parse(input);
}

public void Test() {
  int result = Parse("5");
  Assert.Equal(5, result);
}

분기 커버리지 지표는 100%로 표시되며, 테스트는 메서드 결과의 모든 구성 요소를 검증한다. 단지 값을 반환하는 한 줄이라 하더라도 단일한 구성 요소이기는 하다. 하지만 테스트는 완벽하지 않다. .NET 프레임워크인 int.Parse 메서드가 수행하는 코드 경로는 고려하지 않는다.

수많은 예외 상황에 빠질 수 있지만, 테스트에서 모든 예외 상황을 다루는지 확인할 방법이 없다. 이는 커버리지 지표가 외부 라이브러리의 코드 경로를 고려해야 한다는 것이 아니라, 해당 지표로는 단위 테스트가 얼마나 좋은지 나쁜지를 판단할 수 없다는 것을 보여준다. 커버리지 지표로 테스트가 철저한지 또는 테스트가 충분한지 알 수는 없다.

🎈 특정 커버리지 숫자를 목표로 하기

커버리지 지표를 보는 가장 좋은 방법은 지표 그 자체로 보는 것이며, 목표로 여겨서는 안 된다.

특정 커버리지 숫자를 목표로 하는 것은 단위 테스트의 목표와 반대되는 그릇된 동기 부여가 된다. 사람들은 중요한 것을 테스트하는 데 집중하는 대신 인공적인 목표를 달성하기 위한 방법을 찾기 시작한다. 적절한 단위 테스트는 이미 충분히 어렵다. 커버리지 숫자를 강요하면 개발자들은 테스트 대상에 신경 쓰지 못하고, 결국 적절한 단위 테스트는 더욱 달성하기 어려워진다.

다시 말하면, 커버리지 지표는 좋은 부정 지표이지만 나쁜 긍정 짚다. 커버리지 숫자가 낮으면 문제 징후라 할 수 있다. 코드베이스에 테스트되지 않은 코드가 많다는 뜻이다. 그러나 높은 숫자도 별 의미는 없다. 그러므로 코드 커버리지를 측정하는 것은 품질 테스트 스위트로 가는 첫걸음일 뿐이다.

🥕 무엇이 성공적인 테스트 스위트를 만드는가?

테스트 스위트의 품질을 어떻게 측정해야 하는가? 믿을 만한 방법은 스위트 내 각 테스트를 하나씩 따로 평가하는 것뿐이다. 요점은 테스트 스위트가 얼마나 좋은지 자동으로 확인할 수 없다는 것이다. 개인 판단에 맡겨야 한다.

성공적인 테스트 스위트는 다음과 같은 특성을 갖고 있다.

• 개발 주기에 통합돼 있다.
• 코드베이스에서 가장 중요한 부분만을 대상으로 한다.
• 최소한의 유지비로 최대한의 가치를 끌어낸다.

🎈 개발 주기에 통합돼 있음

자동화된 테스트를 할 수 있는 방법은 끊임없이 하는 것뿐이다. 모든 테스트는 개발 주기에 통합돼야 한다. 이상적으로는 코드가 변경될 때마다 아무리 작은 것이라도 실행해야 한다.

🎈 코드베이스에서 가장 중요한 부분만을 대상으로 함

테스트가 주는 가치는 테스특 구조뿐만 아니라 검증하는 코드에도 있다.

시스템의 가장 중요한 부분에 단위 테스트 노력을 기울이고, 다른 부분은 간략하게 또는 간접적으로 검증하는 코드에도 있다. 대부분의 애플리케이션에서 가장 중요한 부분은 비즈니스 로직이 있는 부분이다. 비즈니스 로직 테스트가 시간 투자 대비 최고의 수익을 낼 수 있다.

다른 모든 부분은 세 가지 범주로 나눌 수 있다.

• 인프라 코드
• 데이터베이스나 서드파티 시스템과 같은 외부 서비스 및 종속성
• 모든 것을 하나로 묶는 코드

그러나 이 중 일부는 단위 테스트를 철저히 해야 할 수 있다. 예를 들어 인프라 코드에 복잡하고 중요한 알고리즘이 있을 수 있으므로, 테스트를 많이 하는 것이 좋다. 그러나 일반적으로 도메인 모델에 관심을 더 많이 갖는 것이 옳다.

통합 테스트와 같이 일부 테스트는 도메인 모델을 넘어 코드베이스의 중요하지 않은 부분을 포함해 시스템이 전체적으로 어떻게 작동하는지 확인할 수 있다. 이것도 괜찮다. 그러나 초점은 도메인 모델에 머물러 있어야 한다.

도메인 모델을 다른 애플리케이션 문제와 분리해야 단위 테스트에 대한 노력을 도메인 모델에만 집중할 수 있다.

🎈 최소 유지비로 최대 가치를 끌어냄

단위 테스트에서 가장 어려운 부분은 최소 유지비로 최대 가치를 달성하는 것이다. 이는 이 책에서 말하려는 핵심이다.

테스트를 빌드 시스템에 통합하는 것만으로는 충분하지 않으며, 도메인 모델에 높은 테스트 커버러지를 유지하는 것도 충분하지 않다. 또한 가치가 유지비를 상회하는 테스트만 스위트에 유지하는 것이 중요하다.
이 마지막 속성은 두 가지로 나눌 수 있다.

• 가치 있는 테스트(더 나아가, 가치가 낮은 테스트) 식별하기
• 가치 있는 테스트 작성하기

가치가 높은 테스트를 실별하려면 기준틀이 필요하다. 반면에 가치 있는 테스트를 작성하려면 코드 설계 기술도 알아야 한다. 단위 테스트와 기반 코드는 서로 얽혀 있으므로 코드베이스에 노력을 많이 기울이지 않으면 가치 있는 테스트를 만들 수 없다.

새로운 테스트를 작성하는 것은 기존 테스트를 시험하는 것보다 더 많은 노력이 드는데, 대부분 아무것도 없는 상태에서 테스트를 작성하지 않고 기반 코드를 고려해야 하기 때문이다. 따라서 단위 테스트에 중점을 뒀지만, 이 책의 상당 부분을 코드 설계에 할애하고 있다.