유닛 테스트

3. 정의

유닛 테스트는 프로그램의 각 부분을 격리하여 개별 구성 요소가 올바르게 작동하는지 확인하는 것이다.^[32] 유닛 테스트는 코드의 일부가 충족해야 하는 엄격하고 명시된 계약을 규정한다.

테스트 케이스는 특정 테스트를 실행하기 위한 입력, 실행 조건, 예상 결과 및 기타 관련 정보가 명시된 문서이다.

3. 1. 단위 (Unit)

3. 2. 실행 (Execution)

3. 3. 테스트 기준 (Testing Criteria)

4. 장점

유닛 테스트는 설계를 충족하고 의도한 대로 작동하는지 확인하기 위한 것이다.^[11] 가장 작은 테스트 가능한 유닛에 대한 테스트를 먼저 작성한 다음, 해당 유닛 간의 복합적인 동작에 대한 테스트를 작성함으로써 복잡한 애플리케이션에 대한 포괄적인 테스트를 구축할 수 있다.^[11]

유닛 테스트는 다음과 같은 장점들을 가진다.

• 문제점 조기 발견: 개발 주기 초기에 프로그래머의 구현상 버그, 유닛 명세의 결함 또는 누락된 부분을 찾아낸다.
• 변경 용이성: 프로그래머는 리팩토링 이후에도 유닛 테스트를 통해 모듈이 올바르게 작동하는지 확인할 수 있다. (\[\[회귀 테스트]])
• 통합 간소화: 상향식 테스트 방식에서 유닛 테스트는 유닛 자체의 불확실성을 줄여 통합 테스트를 더 쉽게 만든다.
• 시스템 동작 문서화: 유닛 테스트는 코드의 기능을 이해하고 사용하는 데 도움이 되는 일종의 문서 역할을 한다.
• 설계 개선: 테스트 주도 개발에서 유닛 테스트는 설계 요소로 활용되어 구현이 설계에 부합하는지 확인하는 역할을 한다.

4. 1. 문제점 조기 발견

4. 2. 변경 용이성

4. 3. 통합 간소화

4. 4. 시스템 동작 문서화

4. 5. 설계 개선

5. 한계 및 단점

테스팅은 프로그램의 모든 오류를 잡아내지 못하며, 유닛 테스트도 마찬가지이다. 유닛 테스트는 정의상 유닛 자체의 기능만 테스트하기 때문에 통합 오류나 더 광범위한 시스템 수준의 오류는 잡아내지 못한다. 따라서 다른 소프트웨어 테스팅 활동과 함께 수행해야 한다.^[16]

정교한 유닛 테스트 계층 구조는 통합 테스팅과 같지 않다. 주변 유닛과의 통합은 통합 테스트에 포함되어야 하지만 유닛 테스트에는 포함되지 않아야 한다. 통합 테스팅은 일반적으로 여전히 인간의 수동 테스팅에 크게 의존한다. 고수준 또는 전역 범위 테스트는 자동화하기 어려울 수 있으므로 수동 테스팅이 더 빠르고 저렴하게 보일 수 있다.

소프트웨어 테스팅은 조합 문제이므로, 작성된 코드 라인에 대해 더 많은 테스트 코드가 필요할 수 있다. 이는 시간이 걸리는 작업이며, 비결정적이거나 여러 스레드가 관련된 문제처럼 테스트하기 어려운 문제도 있다. 또한 유닛 테스트 코드는 테스트하는 코드만큼 버그가 있을 가능성이 있다. 프레드 브룩스는 ''신화적-인간-월''에서 "크로노미터 두 개를 가지고 항해하지 마라. 하나 또는 셋을 가져가라"라고 인용했다.^[16]

현실적이고 유용한 유닛 테스트를 설정하는 것은 어려운 과제이다. 테스트 중인 애플리케이션의 일부가 전체 시스템의 일부처럼 동작하도록 관련된 초기 조건을 생성해야 하기 때문이다. 이러한 초기 조건이 올바르게 설정되지 않으면, 테스트는 현실적인 맥락에서 코드를 실행하지 못하게 되며, 이는 유닛 테스트 결과의 가치와 정확성을 감소시킨다.^[37]

임베디드 시스템 소프트웨어의 유닛 테스트에는 다른 환경에는 없는 과제가 존재한다. 소프트웨어가 최종적으로 실행되는 것과는 다른 플랫폼 상에서 개발되기 때문에, 데스크톱 프로그램에서 테스트가 가능하더라도, 실제 배포 환경에서 쉽게 테스트 프로그램을 실행할 수 없다.^[39]

5. 1. 모든 오류 검출 불가

5. 2. 현실적인 테스트 설정의 어려움

5. 3. 개발 과정 전반의 규율 필요

5. 4. 버전 관리 필요성

5. 5. 정기적인 검토 필요성

5. 6. 임베디드 시스템의 한계

5. 7. 외부 시스템 통합 테스트의 한계

6. 응용

유닛 테스트는 다양한 소프트웨어 개발 방법론 및 프레임워크에서 활용된다. 익스트림 프로그래밍(XP)에서는 테스트 주도 개발(TDD)을 통해 유닛 테스트를 코드 작성 전에 작성하며, 이는 코드 품질 향상과 리팩토링을 용이하게 한다.^[40] xUnit과 같이 자동화된 테스트 프레임워크는 테스트 실행을 자동화하여 효율성을 높인다.^[42]

D, Go, 루비, 파이썬 등은 유닛 테스트를 기본적으로 지원하며, 다른 많은 언어들도 표준 또는 서드 파티 유닛 테스트 프레임워크를 제공한다.^{[21][24][29][26]} 구글은 C++를 위한 유닛 테스트 라이브러리인 구글테스트를 제공한다.^[44]

프로그래밍 언어별 유닛 테스트 지원 현황은 다음과 같다.

6. 1. 익스트림 프로그래밍 (XP)

6. 2. 자동화된 테스트 프레임워크

6. 3. 언어 지원

표준 유닛 테스트 프레임워크를 지원하는 언어는 다음과 같다.

일부 언어는 내장 유닛 테스트 지원은 없지만, 확립된 유닛 테스트 라이브러리 또는 프레임워크를 가지고 있다. 이러한 언어는 다음과 같다.

7. 한국의 단위 테스트 현황 및 발전 방향

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참조

_[1] 서적 Automated Defect Prevention: Best Practices in Software Management null Wiley-IEEE Computer Society Press
_[2] 간행물 Production of large computer programs Office of Naval Research, Department of the Navy 1956
_[3] 간행물 Production of large computer programs (reprint of the 1956 paper with an updated foreword) https://dl.acm.org/d[...] IEEE Computer Society Press 1987-03-01
_[4] 서적 Proceedings of the 1964 19th ACM national conference Association for Computing Machinery 1964-01-01
_[5] 서적 Proceedings of the 1969 24th national conference Association for Computing Machinery 1969-08-26
_[6] 서적 MIL-STD-483 Military standard: configuration management practices for systems, equipment, munitions, and computer programs United states, Department of Defense 1970-12-31
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_[9] 서적 Software engineering at Google : lessons learned from programming over time O'Reilly 2020
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_[40] 웹사이트 Agile Emergent Design http://www.agilesher[...] Agile Sherpa 2010-08-03
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