C++ 프로젝트에 단위 테스트 도입하기

C++ 프로젝트에 단위 테스트 도입하기 최우영 위메이드 엔터테인먼트

강연자 소개 최우영 (주)위메이드 엔터테인먼트 신규 게임 개발팀 -서버 파트 (주)라온 엔터테인먼트 테일즈런너 신규 게임 개발

통합 테스트 VS 단위 테스트 통합 테스트 둘 이상의 모듈을 하나의 그룹으로 테스트 하는 것 소프트웨어에 기대되는 결과를 확인 하는 것. 많은 단위들을 실행 단위 테스트 단일 단위를 분리하여 실행하는 테스트

단위 테스트란 다른 코드를 호출한 후 몇 가지 가정이 성립하는지 검사하는 코드 여기서 '단위(unit)'란 메서드나 함수를 의미 X + Y = Z ?

좋은 단위 테스트 자동화 반복 실행 쉬운 구현 쉬운 실행 빠른 속도 로직 없는 테스트

테스트 프레임워크 CppUnit, UnitTest++, TUT, … 사용하기 쉽고 신뢰할 수 있는 GoogleTest http://code.google.com/p/googletest/ 구글의 제품에 사용 중 Chromium, Protocol Buffers, … 등등

Gtest 사용하기 gtest라이브러리 다운로드 gtest.h파일 include 라이브러리 빌드 후 lib 파일 링크 #include <gtesttest.h> #pragma comment(lib, “gtest.lib”) int main(intargc, _TCHAR* argv[]) { ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv); return RUN_ALL_TESTS(); }

테스트 문법의 기본 ASSERT_TRUE( ACTUAL )ASSERT_FALSE( ACTUAL ) ASSERT_EQ( EXPECTED, ACTUAL )ASSERT_NE( EXPECTED, ACTUAL ) ASSERT_FLOAT_EQ( EXPECTED, ACTUAL ) ASSERT_STREQ( EXPECTED, ACTUAL)

테스트 작성 TEST( test_suite, test_case) { ... ASSERT_XXX() ... }

간단한 테스트의 작성 swap() 함수 구현 X, Y 를 인자로 받고 X = Y, Y = X 로 교환

테스트 파일 생성 Ex) Swap_Test.cpp 테스트스위트, 케이스 이름 결정 보수의 용이성을 위해 테스트 이름을 정한다 테스트 스위트는 테스트 카테고리 케이스 이름은 세부적인 테스트를 나타낸다

#include <gtesttest.h> TEST( Swap_Test, Swap_True){ } [==========] Running 1 test from 1 test case. [----------] Global test environment set-up. [----------] 1 test from Swap_Test [ RUN ] Swap_Test.Swap_True [ OK ] Swap_Test.Swap_True (0 ms) [----------] 1 test from Swap_Test (0 ms total) [----------] Global test environment tear-down [==========] 1 test from 1 test case ran. (0 ms total) [ PASSED ] 1 test.

#include <gtesttest.h> TEST( Swap_Test, Swap_True ){ int x = 30; int y = 15; swap( x, y ); ASSERT_EQ( 15, x ) << "x must be 15"; ASSERT_EQ( 30, y ) << "y must be 30"; } build => fail 존재하지 않는 함수 호출로 빌드실패

#include <gtesttest.h> void swap(int& x, int& y){} TEST( Swap_Test, Swap_True ){ int x = 30; int y = 15; swap( x, y ); ASSERT_EQ( 15, x ) << "x must be 15"; ASSERT_EQ( 30, y ) << "y must be 30"; } build => successtest => failure 빌드 성공, 테스트 실패

[==========]Running 1 test from 1 test case. [----------]Global test environment set-up. [----------] 1 test from Swap_Test [ RUN ]Swap_Test.Swap_True c:...wap_Test.cpp(124): error: Value of: x Actual: 30 Expected: 15 x must be 15 [ FAILED ] Swap_Test.Swap_True (0 ms) [----------]1 test from Swap_Test (0 ms total) [----------]Global test environment tear-down [==========]1 test from 1 test case ran. (0 ms total) [ PASSED ] 0 tests. [ FAILED ] 1 test, listed below: [ FAILED ] Swap_Test.Swap_True 1 FAILED TEST

[==========] Running 1 test from 1 test case. [----------] Global test environment set-up. [----------] 1 test from Swap_Test [ RUN ] Swap_Test.Swap_True c:...wap_Test.cpp(124): error: Value of: x Actual: 30 Expected: 15 x must be 15 [ FAILED ] Swap_Test.Swap_True (0 ms) [----------] 1 test from Swap_Test (0 ms total) [----------] Global test environment tear-down [==========] 1 test from 1 test case ran. (0 ms total) [ PASSED ] 0 tests. [ FAILED ] 1 test, listed below: [ FAILED ] Swap_Test.Swap_True 1 FAILED TEST … ASSERT_EQ( 15, x ) << "x must be 15“; …

#include <gtesttest.h> void swap(int& x, int& y){ int t = x; y = x; x = t; } TEST( Swap_Test, Swap_True ){ int x = 30; int y = 15; swap( x, y ); ASSERT_EQ( 15, x ) << "x must be 15"; ASSERT_EQ( 30, y ) << "y must be 30"; } build => successtest => pass 테스트 통과

[==========] Running 1 test from 1 test case. [----------] Global test environment set-up. [----------] 1 test from Swap_Test [ RUN ]Swap_Test.Swap_True [ OK ]Swap_Test.Swap_True (0 ms) [----------] 1 test from Swap_Test (0 ms total) [----------] Global test environment tear-down [==========] 1 test from 1 test case ran. (0 ms total) [ PASSED ] 1 test.

의존성 제거 클래스 간 복합적인 관계 의존성 존재 테스트 저해 설계 : 파일, 스레드, 통신등 외부 의존물을 사용 통합테스트 => 단위 테스트

패킷 변환 테스트 대상 통신 담당

... TEST( CPacketHandler, ProcessPacketSuccessWithItemBuyReq){ CPacketHandlerPacketHandler; MSG_ITEM_BUY_REQ ItemBuyReq; boolbRet = PacketHandler.ProcessPacket( &ItemBuyReq, ItemBuyReq.Size ); ASSERT_TRUE( bRET ); }

class CPacketHandler { CConnectionManager* m_pConnectionManager; CPacketParser* m_pPacketParser; public: CPacketHandler() { m_pConnectionManager= new CConnectionManager(); m_pPacketParser = new CPacketParser(); ... } BOOL ProcessPacket ( const char * pBuf, size_tpacketSize ) { MSG_BASE* pMsg= m_pPacketParser->ParsePacket( pBuf, packetSize); ... if( pMsg->GetProtocol() == MSG_PROTOCOL_ITEM_BUY_REQ ) { m_pConnectionManager->SendPacket( new PACKET_ITEM_BUY_ANS() ); return TRUE; } ... return FALSE; } ... };

class CPacketParser { public: ...... MSG_BASE* ParsePacket( const char* pBuf, size_tpacketSize ) { MSG_BASE* pMsg = (MSG_BASE*)pBuf; ... // 검증 코드 및 데이터 채우기 return pMsg; } ...... };

class CConnectionManager { CSendQueue* m_pSendQueue; public: ...... void SendPacket( MSG_BASE* pMsg ) { // 실제로 메시지를 보내는 코드 m_pSendQueue->PostMessage(pMsg); } ...... };

스텁(Stub) 외부 의존물을 대신하기 위해 간접 계층 추가

간접 계층 외부 의존물에 접근하기 위해 인터페이스 추가

class CPacketHandler { IConnectionManager* m_pConnectionManager; CPacketParser* m_pPacketParser; public: CPacketHandler() { m_pConnectionManager= new CConnectionManager(); m_pPacketParser = new CPacketParser(); ... } BOOL ProcessPacket ( const char * pBuf, size_tpacketSize ) { MSG_BASE* pMsg= m_pPacketParser->ParsePacket( pBuf, packetSize); ... if( pMsg->GetProtocol() == MSG_PROTOCOL_ITEM_BUY_REQ ) { m_pConnectionManager->SendPacket( new PACKET_ITEM_BUY_ANS() ); return TRUE; } ... return FALSE; } ... };

스텁 주입하기 생성자 get, set 프로퍼티 매개변수 추상 팩토리

생성자 주입 장점 테스트 코드의 가독성 향상 해당 매개 변수가 필수임을 알림 단점 상호 참조의 경우 생성 문제 매개 변수의 개수가 늘어날 수록 가독성, 관리용이성 악화 class CPacketHandler { IConnectionManager* m_pConnectionManager; ... public: CPacketHandler(IConnectionManager* pManager) { m_pConnectionManager= pManager; ... } ... }; ... FakeConnectionManagerFakeManager; CPacketHandlerHandler( &FakeManager ); ...

class CPacketHandler { IConnectionManager* m_pConnectionManager; ... public: SetConnectionManager (IConnectionManager* pManager) { m_pConnectionManager = pManager; } ... }; ... FakeConnectionManagerFakeManager; CPacketHandler Handler; Handler.SetConnectionManager( &FakeManager ); ... get, set 프로퍼티 작성의 용이함 필수적이지 않은 매개변수

그 외 대표적 방법들 매개변수 전달 함수를 호출할 때 함께 의존물을 넣어준다. 추상 팩토리 실제 객체와 스텁을 생성하는 팩토리를 생성하는 추상 팩토리를 생성

캡슐화 문제 테스트 용이성을 높이기 위한 방법 Public 상속 Friend 조건부 컴파일(#ifdef) 상용 프레임워크

픽스쳐 class fixture_name; TEST_F( fixture_name, case_name) { ... ...// Some Tests ASSERT_XXX(); ... }

class fixture_name : public testing::Test { void SetUp(); void TearDown(); }; TEST_F( fixture_name, case_name) { ... ...// Some Tests ASSERT_XXX(); ... }

목 객체(Mock Object) 단위 테스트의 통과, 실패를 판단하는 가짜 객체 하나의 테스트에 하나의 목 객체 사용

스텁 vs 목 스텁: 객체의 대체제. 테스트가 가능하도록 의존물을 없애는 것 목: 테스트의 통과, 실패를 검증

목 객체의 사용 CPacketHandler가 IConnectionManager::SendPacket() 메서드를 호출하는지 확인 ConnectionManager의 인터페이스를 추출, 스텁으로 교체. 스텁의SendPacket메서드를오버라이드 하여 체크

class FakeConnectionManager: public IConnectionManager{ public: intm_nCalled; MSG_BASE* m_pPacket; ... virtual void SendPacket( MSG_BASE* pPacket ){ ++m_nCalled; m_pPacket = pPacket; } }; TEST( PacketHandler, ProcessPacketWithItemBuyReq){ ... Handler.ProcessPacket( &ItemBuyReq ); ASSERT_EQ( 1, FakeManager.m_nCalled ); ASSERT_EQ( MSG_PROTOCOL_ITEM_BUY_ANS, FakeManager.m_pPacket->GetProtocol() ); }

격리 프레임워크(Isolation Framework) 목과 스텁 객체를 쉽게 생성할 수 있게 해주는 API의 모음 테스트의 반복 작성시 도움을 받을 수 있다. 예상값(기대값)의 측정 함수 호출 호출 횟수 인자

Google Mock 사용법 목 오브젝트 생성 class Impl{ public: virtual void SetPos(float x, float y); virtual float GetX() const;} class MockImpl: public Impl{ public:MOCK_METHOD2( SetPos, void( float x, float y ); MOCK_CONST_METHOD0( GetX, float() );};

함수 호출 측정 TEST( MockExample, Expect_call ) { MockImplimpl; EXPECT_CALL( impl, GetPos() ); EXPECT_CALL( impl, SetPos( _, _ ) ); … // calls function … }

함수 호출 횟수 측정 TEST( MockExample, Expect_call ) { MockImplimpl; EXPECT_CALL( impl, GetPos() ) .Times( 3 ); … // calls function … }

리턴값 지정 TEST( MockExample, Expect_call ) { MockImplimpl; // ON_CALL( impl, GetPos() ) EXPECT_CALL( impl, GetPos() ) .WillByDefault(Return(50.0f)); … // calls function … }

Class FakeConnectionManager: public IConnectionManager{ public: intm_nCalled; MSG_BASE* m_pPacket; ... virtual void SendPacket( MSG_BASE* pPacket ){ ++m_nCalled; m_pPacket = pPacket; } }; TEST( PacketHandler, ProcessPacketWithItemBuyReq ){ FakeConnectionManagerFakeManager; PacketHandler Handler(&FakeManager); ... Handler.ProcessPacket( &ItemBuyReq ); ASSERT_EQ( 1, FakeManager.m_nCalled ); ASSERT_EQ( MSG_PROTOCOL_ITEM_BUY_ANS, FakeManager.m_pPacket->GetProtocol() ); }

class FakeConnectionManager: public IConnectionManager{ public: MOCK_METHOD1( SendPakcet, void(MSG_BASE* pPacket); }; intIsPacket(MSG_BASE *p){ return (p != NULL) && (p->GetProtocol() == MSG_PROTOCOL_ITEM_BUY_ANS); } TEST( PacketHandler, ProcessPacketWithItemBuyReq ){ FakeConnectionManagerFakeManager; EXPECT_CALL( FakeManager, SendPacket( Truly(IsPacket) ) ) .Times( AtLeast(1) ); PacketHandler Handler( &FakeManager ); ... Handler.ProcessPacket( &ItemBuyReq); }

팁 목 객체는 테스트 당 1개 목 객체, 테스트 객체를 제외한 모든 의존물은Stub으로 대체 ASSERT는 가급적 테스트 당 1개 목 객체를 재사용 : 목 객체 내부에 ASSERT 삽입 금지 모든 테스트는 격리해서 실행

감사합니다 whoo24@gmail.com Twitter: whoo24 Blog : http://blog.wychoe.net

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