Тестирование и анализ приложений

Разбить на страницы

Показывать лекцию целиком

Цель работы: освоить технологии тестирования и анализа приложений

Использование модульных тестов при тестировании приложений

В ходе освоения этого курса вы постоянно тестируете приложение. Фактически, когда мы создаём интерфейс приложения, программный код, запускаем приложение в эмуляторе или на устройстве, мы тестируем его. Более того, подготовка приложения к публикации в Магазине Windows Phone подразумевает проведение целого ряда испытаний, которые позволяют повысить вероятность приёма приложения для публикации и обнаружить недоработки, которые допущены при создании приложения. Существуют, однако, специализированные инструменты для тестирования приложений. Один из них – это модульное тестирование (unit testing). Проект Приложение модульного тестирования доступен в Экспресс-выпуске Microsoft Visual Studio 2012 для Windows Phone после установки второго пакета обновлений этой среды.

Модульные тесты предназначены для автоматизации проверки правильности работы отдельных программных модулей. В частности, это касается правильной работы классов и их методов. Методика модульного тестирования даст наилучшие результаты при применении её к проектам, разработанным с использованием технологии MVVM – чем слабее взаимосвязи отдельных классов приложения – тем лучше, так как тестируя отдельный класс можно сосредоточиться на его функциональности и обнаруженные при тестировании ошибки с очень высокой долей вероятности будут относиться именно к тестируемому классу.

Упрощённо говоря, модульный тест – это некий набор входных параметров, передача которых классу должна приводить к получению некого набора выходных параметров, которые можно сравнить с эталоном. Создавать модульные тесты можно непосредственно в процессе написания классов. Фактически, эти тесты являются чем-то вроде документации по создаваемым классам, так как в них зафиксировано то, как именно должны работать классы. Наличие модульных тестов значительно облегчает жизнь разработчиков при необходимости внесения изменений в исходные классы, в алгоритмы, которые используются для решения каких-либо задач. Если интерфейс (входные и выходные параметры) обновленного класса выглядит так же, как интерфейс исходного класса, применив к нему те же модульные тесты, можно либо убедиться в правильной работе класса, либо в том, что в ходе его модификации допущены ошибки, искажающие результаты его работы. Существует, кроме того, методология разработки программного обеспечения, которая называется разработкой через тестирование (test-driven development, TDD). При таком подходе сначала пишут модульный тест, потом – соответствующий класс. При этом если в класс нужно внести изменения, влияющие на его входные и выходные данные, сначала пишется модульный тест для проверки работы класса, после этого вносятся исправления в класс и результат проверяется модульным тестом.

Рассмотрим пример тестирования с использованием модульных тестов. Он рассмотрен в проекте приложения P21_1. Пример основан на материале "Unit testing for Windows Phone" ("Модульное тестирование для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/dn168930%28v=vs.105%29.aspx.

Проект приложения вы можете увидеть на рис. 57.1.

(рис 57.1) Проект приложения, иллюстрирующего применение модульного тестирования

В левой части экрана расположена панель, с которой до этого мы не работали. Это Обозреватель тестов, открыть её можно, воспользовавшись командой Тест > Окна > Обозреватель тестов. Эта панель служит для управления модульными тестами.

В решении присутствуют два проекта. Первый – P21_1 – это обычный проект приложения для Windows Phone, второй – это добавленный в решение проект, созданный о шаблону Приложение модульного тестирования для Windows Phone. Для того, чтобы добавить такой проект в решение, нужно воспользоваться контекстным меню Решение > Добавить > Создать проект.

Проект модульного тестирования называется BankAccountTest, обратите внимание на то, что после добавления в решение этого проекта нужно добавить ссылку на проект нашего приложения (P21_1) в папку References.

В проекте BankAccountTest есть класс UnitTest1 – в нём и будет располагаться модульный тест.

В приложении имеется класс BankAccounts (Листинг 57.1), его мы будем тестировать. Этот класс хранит сведения об имени клиента (customerName) и балансе его счёта (Balance). Класс имеет два метода. Метод Debit используется для списания средств со счёта, перед списанием проводится проверка на неотрицательность списываемой суммы и на то, не превышает ли она баланса счёта. Метод Credit используется для зачисления средств на счёт, перед зачислением производится проверка на неотрицательность.

using System;

namespace P21_1
{
    public class BankAccount
    {
        public string CustomerName { get; private set; }
        public double Balance { get; private set; }

        private BankAccount()
        {
        }

        public BankAccount(string customerName, double balance)
        {
            CustomerName = customerName;
            Balance = balance;
        }
        //Снятие со счета
        public void Debit(double amount)
        {
            if (amount > Balance)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            if (amount < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            Balance -= amount;
        }
        //Пополнение счета
        public void Credit(double amount)
        {
            if (amount < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            Balance += amount;
        }
    }
}

С помощью модульного теста мы можем проверить правильность работы логики класса, зная, что при списании средств со счёта баланс счёта уменьшается на списываемую сумму, и что при зачислении средств на счёт баланс на зачисляемую сумму увеличивается.

В Листинге 57.2 приведен код класса BankAccountTests. Обратите внимание на название класса и на названия методов класса, которые используются для тестирования. Они позволяют быстро понять – что именно тестируется. Обычно для тестирования отдельных классов создают отдельные тестовые классы.

Класс теста объявляется с атрибутом [TestClass], методы – с атрибутом [TestMethod]

using System;
using Microsoft.VisualStudio.TestPlatform.UnitTestFramework;
using P21_1;

namespace BankAccountTest
{
    [TestClass]
    public class BankAccountTests
    {
        [TestMethod]
        public void Debit_WithValidAmount_UpdatesBalance()
        {
            // Подготовка (arrange)
            double beginningBalance = 11.99;
            double debitAmount = 4.55;
            double expected = 7.44;

            BankAccount account = new BankAccount("New Customer", beginningBalance);

            // Выполнение действия (act)
            account.Debit(debitAmount);

            //Проверка результатов (assert)
            double actual = account.Balance;
            Assert.AreEqual(expected, actual, 0.001, "Списание со счета производится неверно");
        }
        [TestMethod]
        public void Credit_WithValidAmount_UpdatesBalance()
        {
            // Подготовка (arrange)
            double beginningBalance = 11.99;
            double creditAmount = 4.55;
            double expected = 16.54;

            BankAccount account = new BankAccount("New Customer", beginningBalance);

            // Выполнение действия (act)
            account.Credit(creditAmount);

            //Проверка результатов (assert)
            double actual = account.Balance;
            Assert.AreEqual(expected, actual, 0.001, "Пополнение счета производится неверно");
        }

    }
}

Процесс работы теста традиционно разбивают на три логические части.

Первая часть – подготовка (arrange). Она заключается в подготовке начальных условий. Здесь, для теста Debit_WitnValidationAmount_UpdatesBalance, задаются значения начального баланса (beginningBalance), суммы для списания (debitAmount) и результата (expected), который должен получиться при правильной работе данного метода. Эти начальные сведения нужно тщательно проверить – если они неверны, а метод работает правильно – тест сообщит об ошибке. Здесь же создаётся объект типа BancAccount, который инициализируется начальным балансом и произвольным именем клиента.

Вторая часть – выполнение действий (act) над тестируемым методом тестируемого класса. Мы вызываем метод Debit, передавая ему ранее заготовленную сумму для списания. В объекте account хранится новое значение баланса.

Третья часть – проверка результатов (assert). Здесь используется метод ) объекта . При вызове метода ему передаётся ожидаемое значение (expected), полученное значение (actual), допустимую погрешность измерений и сообщение, которое выдаётся в том случае, если условие не выполняется. Класс Assert имеет множество методов, позволяющих сравнивать объекты различных типов.

Перед запуском теста нужно выбрать в строке запуска отладки эмулятор, после чего воспользоваться командой Запустить все (или другой подходящей) окна Обозреватель тестов. Результат успешного прохождения тестов вы могли видеть на рис. 57.1. Если поменять, например, в методе Debit класса BankAccount команду Balance -= amount на Balance += amount, то есть – создать ситуацию, которая должна приводить к ошибке, тест, относящийся к данному методу, пройден не будет, это будет отмечено соответствующим значком, если щёлкнуть по сообщению об ошибке, как показано на рис. 57.2, можно увидеть описание ошибки, выданное тестом, найти ошибку, исправить и провести повторные тесты.

(рис 57.2) Тест обнаружил ошибку

Дополнительные сведения о тестировании приложений можно найти в разделе документации "Testing apps for Windows Phone" ("Тестирование приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/jj247547%28v=vs.105%29.aspx

Анализ производительности приложений

Анализ производительности приложений доступен и при запуске их в эмуляторе, однако, реально оценить производительность можно лишь на устройстве, причем – в конфигурации выпуска (Release), так как запуск приложения в конфигурации отладки создаёт дополнительную нагрузку на систему.

Быстро оценить производительность приложения можно, воспользовавшись показателями, которые выводятся в правой части экрана, рис. 57.3.

(рис 57.3) Показатели производительности, выводимые в правой части экрана приложения

Ниже, в порядке представления слева направо, перечислены показатели и их описание. Если показатели в данном списке выделяются красным цветом, это сигнализирует о том, что они выше (или ниже) некоторых пороговых значений, на них стоит обратить внимание в первую очередь.

055 – Composition Thread FPS – скорость, с которой обновляется экран. Чем ближе этот показатель к 60 кадрам в секунду – тем лучше. Если он падает ниже 30 – это означает недостаточную производительность приложения.

055 – User Interface Thread FPS – скорость, с которой обновляется пользовательский интерфейс, этот показатель не должен падать ниже 20 кадров в секунду.

005453 – Texture Memory Usage – использование системной и видеопамяти

002 – Surface Counter – счётчик поверхностей, которые явно передаются графическому ускорителю для обработки

001 – Intermediate Surface Counter – счётчик полного количества поверхностей, сгенерированных в результате кэширования поверхностей.

00.6020 – Screen Fill Rate Counter – количество пикселей, которые выводятся каждый кадр. 1 обозначает полную перерисовку всего экрана в 480х800 пикселей. Рекомендуется, чтобы данный показатель не превышал 2,5.

Для более глубокого анализа приложений используется специальный инструментарий, вызвать который можно, воспользовавшись командой Отладка > Начать анализ приложения Windows Phone, рис. 57.4.

(рис 57.4) Начало анализа приложения

Перед началом анализа нужно подготовить приложение для запуска на устройстве. Запуск и остановку приложения следует выполнять с помощью ссылок, которые приведены на экране средства анализа приложения. После запуска нужно поработать с приложением так, как с ним будет работать пользователь, после чего изучить данные анализа, при необходимости внести в приложение изменения и повторить анализа

Здесь доступны три варианта анализа:

Анализ производительности и качества приложения. Выбор данного пункта позволяет проанализировать следующие параметры приложения, по каждому из которых выводятся измеренные показатели и комментарии:

Время запуска

Скорость реагирования

Общий объем отправленных данных

Общий объем загруженных данных

Оставшийся заряд батареи

Максимальное использование памяти

Среднее использование памяти

Выполнение (оценка производительности приложения с использованием расширенных визуальных средств и профилирования кода). Позволяет оценить производительность приложения, в частности, здесь можно получить сведения о внешних событиях, частоте кадров, загрузке центрального процессора, скорости реагирования приложения, о расходе заряда батарей, основные сведения об использовании памяти, о событиях "сборки мусора". Эти сведения представлены в графическом виде, выделив участок графика можно посмотреть подробности.

Память (оценка выделения памяти и использования текстур). Используется для более глубокого, чем в предыдущем варианте, анализа использования памяти.

Анализировать приложение с помощью этих средств следует не только на финальной стадии разработки, но и в процессе работы над приложением. Например, это позволяет сразу же, после внедрения в приложение какого-либо нового механизма (например, создания страницы, на которой размещается большой список элементов, загружаемых из Интернета и т.д.) оценить его воздействие на объем памяти, требующийся приложению, на его производительность, скорость загрузки, энергопотребление. Периодический анализ приложения помогает выявлять проблемы с производительностью на ранних стадиях и сразу же принимать меры по их решению.

Подробнее об анализе производительности приложения, о типичных проблемах, о способах их решения, можно узнать в следующих материалах:

"Ускорьте появление своих приложений Windows Phone в Marketplace", http://msdn.microsoft.com/ru-ru/magazine/hh781024.aspx

"App performance considerations for Windows Phone" ("Производительность приложений для Windows Phone", http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/ff967560%28v=vs.105%29.aspx

"App profiling for Windows Phone" ("Профилирование приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/jj215908%28v=vs.105%29.aspx

"Network Monitoring for Windows Phone Apps" ("Мониторинг сетевой активности приложений для Windows Phone"), http://blogs.windows.com/windows_phone/b/wpdev/archive/2012/12/20/network-monitoring-for-windows-phone-apps.aspx

"Optimizing Battery Consumption of Windows Phone Applications" ("Оптимизация энергопотребления приложений для Windows Phone"), http://blogs.windows.com/windows_phone/b/wpdev/archive/2013/01/17/optimizing-battery-consumption-of-windows-phone-applications.aspx

"Building High Performance Windows Phone Apps" ("Создание высокопроизводительных приложений для Windows Phone"), http://blogs.windows.com/windows_phone/b/wpdev/archive/2013/01/25/building-high-performance-windows-phone-apps.aspx

"App monitoring for Windows Phone" ("Мониторинг приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/jj215907%28v=vs.105%29.aspx

"How to identify and fix common performance issues using Windows Phone Application Analysis" ("Как найти и устранить типичные проблемы с производительностью, используя средство анализа приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/hh202932%28v=vs.105%29.aspx

"Windows Phone Application Analysis" ("Анализ приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/hh202934%28v=vs.105%29.aspx

Выводы

Методология модульного тестирования позволяет автоматизировать тестирование кода, упростить внесение в код изменений с контролем правильности его работы. При разработке приложений для Windows Phone следует обращать внимание на их производительность, на объем потребляемых системных ресурсов, и, в ходе разработки, а так же при завершении разработки, контролировать эти параметры, при необходимости оптимизируя приложение.

Задание

Произведите всесторонний анализ разрабатываемого вами приложения с использованием средств анализа приложений, присутствующих в Visual Studio 2012. При обнаружении проблем в производительности и в потреблении системных ресурсов, оптимизируйте приложение, воспользовавшись рекомендациями из материалов, ссылки на которые можно найти в тексте лабораторной работы. Подготовьте отчёт со сравнением показателей приложения до оптимизации и после неё.

Дополнительные материалы

К данной лекции подготовлено видеоприложение и демонстрационный программный проект.

Страницы:

Цель работы: освоить технологии тестирования и анализа приложений

Использование модульных тестов при тестировании приложений

Проект приложения вы можете увидеть на рис. 57.1.

(рис 57.1) Проект приложения, иллюстрирующего применение модульного тестирования

В проекте BankAccountTest есть класс UnitTest1 – в нём и будет располагаться модульный тест.

using System;

namespace P21_1
{
    public class BankAccount
    {
        public string CustomerName { get; private set; }
        public double Balance { get; private set; }

        private BankAccount()
        {
        }

        public BankAccount(string customerName, double balance)
        {
            CustomerName = customerName;
            Balance = balance;
        }
        //Снятие со счета
        public void Debit(double amount)
        {
            if (amount > Balance)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            if (amount < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            Balance -= amount;
        }
        //Пополнение счета
        public void Credit(double amount)
        {
            if (amount < 0)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException("amount");
            }

            Balance += amount;
        }
    }
}

Класс теста объявляется с атрибутом [TestClass], методы – с атрибутом [TestMethod]

using System;
using Microsoft.VisualStudio.TestPlatform.UnitTestFramework;
using P21_1;

namespace BankAccountTest
{
    [TestClass]
    public class BankAccountTests
    {
        [TestMethod]
        public void Debit_WithValidAmount_UpdatesBalance()
        {
            // Подготовка (arrange)
            double beginningBalance = 11.99;
            double debitAmount = 4.55;
            double expected = 7.44;

            BankAccount account = new BankAccount("New Customer", beginningBalance);

            // Выполнение действия (act)
            account.Debit(debitAmount);

            //Проверка результатов (assert)
            double actual = account.Balance;
            Assert.AreEqual(expected, actual, 0.001, "Списание со счета производится неверно");
        }
        [TestMethod]
        public void Credit_WithValidAmount_UpdatesBalance()
        {
            // Подготовка (arrange)
            double beginningBalance = 11.99;
            double creditAmount = 4.55;
            double expected = 16.54;

            BankAccount account = new BankAccount("New Customer", beginningBalance);

            // Выполнение действия (act)
            account.Credit(creditAmount);

            //Проверка результатов (assert)
            double actual = account.Balance;
            Assert.AreEqual(expected, actual, 0.001, "Пополнение счета производится неверно");
        }

    }
}

Процесс работы теста традиционно разбивают на три логические части.

(рис 57.2) Тест обнаружил ошибку

Анализ производительности приложений

(рис 57.3) Показатели производительности, выводимые в правой части экрана приложения

005453 – Texture Memory Usage – использование системной и видеопамяти

002 – Surface Counter – счётчик поверхностей, которые явно передаются графическому ускорителю для обработки

(рис 57.4) Начало анализа приложения

Здесь доступны три варианта анализа:

Время запуска

Скорость реагирования

Общий объем отправленных данных

Общий объем загруженных данных

Оставшийся заряд батареи

Максимальное использование памяти

Среднее использование памяти

"Ускорьте появление своих приложений Windows Phone в Marketplace", http://msdn.microsoft.com/ru-ru/magazine/hh781024.aspx

"App profiling for Windows Phone" ("Профилирование приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/jj215908%28v=vs.105%29.aspx

"App monitoring for Windows Phone" ("Мониторинг приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/jj215907%28v=vs.105%29.aspx

"Windows Phone Application Analysis" ("Анализ приложений для Windows Phone"), http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/hh202934%28v=vs.105%29.aspx

Выводы

Задание

Дополнительные материалы

К данной лекции подготовлено видеоприложение и демонстрационный программный проект.

Занятие пройдено

Предыдущее занятие Занятие пройдено Следующее занятие

Вернуться к учебному плану

Тестирование и анализ приложений

Использование модульных тестов при тестировании приложений

Анализ производительности приложений

Выводы

Задание

Дополнительные материалы

Использование модульных тестов при тестировании приложений

Анализ производительности приложений

Выводы

Задание

Дополнительные материалы

Купить дополнительную попытку

Вы действительно хотите купить ещё одну попытку для прохождения тестирования?

Успешно!

Напишите нам, если у вас есть вопросы

Уважаемые пользователи ИНТУИТ!

Уважаемые пользователи ИНТУИТ!

Добро пожаловать на обновлённый сайт НОУ «ИНТУИТ»!