このブログは「Understanding Model-Based Testing: Benefits, Challenges, and Use Cases」」を翻訳・一部加筆したものです。
テストエンジニアが体系的かつ組織的なアプローチを求める際、モデルベーステストは強力なツールとなります。この手法では、テストプロセスを導くためのモデルを活用します。
テストモデルを作成するだけでなく、アプリケーションの振る舞いや構造、データ、そして環境などをモデリングすることも可能です。この記事では、私たちの主な焦点はテストにあります。
モデルベーステストの内容、利点、課題、そして最も効果的なシナリオについて、詳しく見てみましょう。
モデルベース・テストとは何か？
モデルベースのテストは、主にモデルの利用に焦点を当てたテスト手法です。従来のテストが細部までを詳細に検証するのに対し、モデルベースのテストはより包括的なアプローチを取ります。そのため、細かい点にこだわることなく、核となる機能に集中することができます。
アドレス帳アプリケーションのテストを考える場合、次のようなアクションをモデル化することができます:
- アプリケーションの起動（Start the application）
- 新規ファイルの作成 （Create a new file）
- 連絡先の追加（Add contacts）
- 連絡先の削除（Remove contacts）
- ファイルを保存（Save the file）
- ファイルを開く（Open the file）
- アプリケーションを終了する（Quit the application）
この考え方は、開発者がアプリケーション全体をモデリングするのではなく、優先順位をつけるべきテストケースを把握することに重点を置いたものです。これにより、テストケースを整理し、最終的にテストスクリプトを作成する際に役立ちます。
モデルベース・テストの利点
1. 重要な部分にフォーカスできる
モデルベースのテストは、高い抽象度に焦点を合わせることで、細かな部分に迷い込むことを避けることができます。この戦略的なアプローチにより、不要なテストケースを省くことができ、テストにかける労力とリソースを最適化することが可能です。
最終的に、これは重要な機能を正確に表現し、より質の高いテストを実現することにつながります。
2. コミュニケーションを容易にする
モデルは、要件を共通理解する手助けをし、潜在的な誤解を見つけるのに役立ちます。これにより、社内外の関係者にテストの必要性を伝えやすくなります。
例えば、モデルを使えば、経営陣にテストプロセスの内容や、なぜ追加のリソースが必要なのかを示すことができます。また、開発チームに現在のテスト方法を説明し、何かが思うように機能していない理由を議論することも可能です。
抽象的なテストスクリプトを見たり、口頭で問題を議論するよりも、モデルが提供する視覚的な補助の方が効果的な場合が多いです。
開発プロセスの初期段階での良好なコミュニケーションは、バグを早期に発見することにもつながります。
3. 製品の初期段階での欠陥を避ける
従来の開発プロセスでは、要求、設計、そしてテストの各段階が順次実行され、それぞれ異なるツールを使用します。テストは通常最終段階で行われるため、これまでの段階で蓄積された欠陥のほとんどは、プロセスの後半になってから発見されることが一般的です。このため、不具合の修正には時間とコストがかかることがあります。
モデルベーステストは、シフトレフトテストと呼ばれる手法の一つです。これはタイムラインのシフトを意味し、テストが要求仕様段階で既に開始できるという考え方です。
モデルは、実装前にプロジェクトの関係者と共有することで、要件を検証したり、要件内の不足を特定したりするのに役立ちます。また、モデル化できない部分がある場合、問題領域が明らかになる可能性もあります。
その結果、不具合を早期に発見して解消することが可能となり、開発の総コストを削減することができます。MathWorks社によると、従来のテスト手法と比較して、20～60%のコスト削減が見込まれると述べています。
Source: MathWorks (SEI = Software Engineering Institute)
4. 導入とメンテナンスの労力削減
モデリングには初めの段階での労力が必要ですが、一方で実装とメンテナンスに必要な労力は大幅に削減できます。
モデルベースのテストでは、テストケースのモジュール化が利用されます。従来のテストでは、アプリケーションの要素が変更されると、個々のテストケースをすべて変更しなければならないことがあります。しかし、モデルベースのテストでは、レゴのような積み木を使うことができます。これにより、一つの積み木を修正することで、すべてのテストケースを最新の状態に保つことができます。
また、組織的な手法を身につけることで、時間を節約することができます。優先度の高いテストを特定し、冗長な作業を避けることができます。
モデルベース・テストの課題
1. マインドセットの移行
従来のテストプロセスからモデルベースのテストへ移行するには、調整と学習の期間が必要です。
2. 必要なスキルセット
確かに、すべてのテストエンジニアが抽象的なモデリングに精通しているわけではありません。効果的なモデルを作成するには、抽象的な考え方や一般化などのスキルが必要です。成功するためには、テストプロセス全体を俯瞰することが重要です。
3. 抽象度の課題
抽象度の選択は非常に重要です。抽象度が高すぎるとテストの有用性が低下し、逆に詳細すぎるとモデルの管理が難しくなります。適切な抽象度を選ぶことが重要です。
しかし、抽象化には本質的に単純化が伴い、重要な詳細が失われたり、重要な側面が見落とされる可能性があります。適切なバランスを見つけることが重要です。
モデルベースド・テストを選択するタイミングは？
モデルベースのテストは強力なツールですが、すべてのシナリオに適しているとは限りません。もし単純なアプリケーションを扱っている場合、過度なエンジニアリングにつながる可能性があるため、それを採用することは適切ではないかもしれません。
しかし、複雑なソフトウェア・システムや、抽象的なモデリング・レベルで作業できるチームにとっては、モデルベース・テストは非常に貴重です。そのような状況では、この手法が効果的な解決策となることがあります。
まとめ
モデルベーステストは、テストエンジニアがアプリケーションの重要な側面に焦点を当てることを支援する強力なアプローチです。高いレベルの抽象化を通じてモデルを活用することで、チームはテストの品質向上、労力の削減、コミュニケーションの改善を実現できます。
また、考え方の転換や特定のスキルが必要ですが、特に複雑なソフトウェア環境では、その利点が課題をはるかに上回ることがあります。どのようなテスト手法にも言えることですが、重要なのは慎重に適用し、特定のプロジェクトのニーズに適合させることです。それにより、最良の成果を得ることができます。
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この記事のパート2では、モデルベーステストのベストプラクティスとテストツールについて掘り下げていきます。次のSquishリリースでは、モデルベーステストのファンに新しい機能を提供します。
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