微服务和无服务器架构时代的持续测试

译者 | 陈峻

审校 | 重楼

出品 | 51CTO技术栈（微信号：blog51cto）

如今，软件开发对于速度和灵活性的持续追求，催生了各种超越传统界限的方法和实践。而作为现代DevOps实践的基石，持续测试的出现与发展，正好满足了加速软件交付的需求。下面，我将和您探讨持续测试的最新发展，并重点关注它与微服务及无服务器架构的紧密关系。

一、持续测试（Continuous Testing）基础

持续测试是一种在软件开发生命周期的每个阶段，都需要进行测试的做法。从单元测试到集成测试、乃至其他测试，这种方法都能够协助尽早地发现和纠正缺陷，以确保软件的质量。它不只是单纯的缺陷检测，而是包含了一整套的方法集。其中，单元测试可以检查单个组件，而集成测试则可以评估不同模块之间的协作。因此，此方法不仅能够最大限度地减少缺陷，还可以确保整体系统的稳健性。可见，集成测试的意义在于促进不断改进的循环。也就是说，测试的反馈意见可以为后续的开发周期提供可用于改进的信息，从而创建一种持续改进的文化。

二、微服务（Microservices）：解码复杂性

如今，微服务架构已成为现代应用开发的主导力量。它将单体应用分解为更小的、更独立的服务，从而为软件的开发和部署方式带来范式上的转变。虽然这种架构具有可扩展性和灵活性，但是也带来了管理和测试大量分布式服务上的挑战。因此，微服务的复杂性就需要我们采取更精细的测试策略，以实现其独立的功能、以及相互关联的特性。

分解测试策略

分解测试策略是有效进行微服务测试的基础。这种方法主张孤立地检查每个微服务。它包括对单个服务进行严格的测试，以确保其功能符合既定的规范，然后方可进行全面的集成测试。这种有条不紊的方法不仅能在早期发现缺陷，还可以保证服务之间的无缝通信，以符合微服务的模块化特性。可以说，该策略保障了在同一个测试生态系统中，每个微服务都被视为一个独立的单元，为系统的整体可靠性做出贡献。目前，属于该类别的测试策略包括但不限于如下示例：

1.微服务单元测试

单元测试可被用于验证单个微服务的正确性。例如：如果您有一个负责用户身份验证的微服务，那么单元测试就会去检查身份验证逻辑是否能够正常工作，是否可以处理不同的输入，以及是否能够对有效与无效的身份验证尝试做出适当的响应。

2.微服务组件测试

组件测试可被用于测试一组相关的微服务或组件的功能。例如：在某个电子商务系统中，您可能拥有用于产品编目、库存管理、以及订单处理的不同微服务。那么组件测试将会涉及到验证这些微服务是否能够无缝协作，以实现订单提交、库存检查、以及产品目录更新等流程。

3.合约测试

合约测试可以通过验证每个微服务是否遵守指定的接口和通信协议，以确保微服务之间的合约能够得到切实的遵守。如果微服务A依赖微服务B的数据，那么合约测试将验证微服务A能否正确地“消费”由微服务B提供的数据。

4.微服务性能测试

微服务的性能测试包括评估其在各种负载下的响应时间、可扩展性、以及资源利用率。它将有助于在开发过程的早期，发现潜在的性能瓶颈。

5.微服务安全测试

微服务的安全测试会涉及到漏洞检查，确保适当的身份验证，授权机制是否到位，以及验证敏感数据是否得到了安全的处理。

6.故障注入测试

故障注入测试用于评估每个微服务对于故障的适应能力。您可以故意向微服务注入诸如：网络延迟或服务不可用等故障，以观察其响应情况。此类测试有助于确保微服务能够从容地应对各种意外故障。

7.隔离测试

隔离测试主要被用于验证微服务是否能够独立于其他服务运行。隔离测试往往通过在测试微服务时，模拟或删除其依赖关系，以确保微服务能够在隔离的状态下运行，从而避免了在实际环境中，造成隐藏的依赖关系问题。

8.服务虚拟化

微服务离不开服务虚拟化。它允许团队在受控环境中，模拟微服务的行为，从而兼顾了微服务的隔离与测试难题。服务虚拟化使得开发和测试团队有能力通过创建微服务的副本，在不依赖整个系统的情况下进行隔离测试。这种方法不仅能够加快测试的周期，还可以通过复刻真实场景，来提高结果的准确性。作为一种推动力，它在确保全面测试的同时，避免了对微服务生态系统所需的敏捷性产生潜在影响。

9.应用接口测试

微服务在很大程度上也依赖于API来实现无缝通信。在验证这些关键性接口的可靠性和功能时，强大的API测试显得至关重要。API测试的方法主要包括仔细检查每个API端点对于各种输入、以及边缘情况的响应。此类检查可以确保微服务能够按照预期进行有效的通信和数据交换。同时，API测试不仅是对端点的验证，也是对整个通信框架的验证，它属于微服务架构的基础层。

三、无服务器计算（Serverless Computing）：彻底改变部署

无服务器计算通过将基础设施的抽象化，让开发人员可以只关注代码，而无需管理底层服务器。无服务器计算在带来高度可扩展性和成本效益的同时，也带来了测试方法上的范式转变。而为了确保无服务器应用的可靠性，我们往往需要一些新的测试方法。

1.事件驱动测试

无服务器架构往往通过事件驱动，来对触发器和刺激做出响应。事件驱动测试通常被用来验证由事件触发的功能，是否有能力被完整执行。其中一些方法不仅包括了仔细检查被测功能对于特定事件的响应，还包括评估其针对动态的、不可预见的触发因素的适应性。也就是说，事件驱动测试可以确保无服务器应用对于各种事件，做出准确可靠的响应，从而提升了应用防范潜在差异性的能力。这种方法对于在以事件为中心的环境中，保持无服务器功能的响应性和完整性，是至关重要的。

2.冷启动挑战

无服务器功能在冷启动期间往往面临巨大的性能挑战。持续的性能测试可以帮助无服务器功能，发现并解决从休眠状态启动时可能产生的延迟问题，进而确保其发挥最佳性能。通过积极主动地应对冷启动挑战，无论无服务器功能的初始化状态如何，开发团队都可以自信地实现无缝的用户体验。

3.第三方服务集成

由于无服务器应用通常也依赖与第三方服务的无缝集成，因此我们需要确保这些集成的兼容性和稳健性，成为无服务器架构持续测试的一个重要方面。其中，一种典型的方法是：对无服务器功能与第三方服务之间的交互进行严格测试，验证数据交换是否顺畅且正确。通过解决潜在的兼容性问题，以及确保集成的鲁棒性，开发团队可以提升无服务器应用的可靠性和稳定性。

四、工具和技术

目前，业界有一系列旨在简化微服务和无服务器架构中测试流程的工具和技术，可以被直接运用到持续测试之中。这些工具不仅能够促进测试的开展，还可以提高测试生命周期的整体效率和效果。

1.微服务测试框架

JUnit、TestNG、Spock、Pytest和Behave等工具，都是在微服务综合测试中非常实用的工具。这些框架通常都能够支持单元测试、集成测试、以及端到端测试。

2.无服务器测试工具

AWS SAM（Serverless Application Model，无服务器应用模型）、Serverless Framework、AWS Lambda Test、Azure Functions Core Tools和Serverless Offline等框架都是可以帮助您开发、测试和部署无服务器应用的工具。它们具有如下不同的功能和用途：

• 作为一种工具，AWS SAM可让您轻松地在AWS上开发和部署无服务器应用。它提供了基于YAML的语法，以定义无服务器应用，并与AWS CloudFormation相集成，以部署应用。此外，AWS SAM还提供了一个本地开发环境，让您可以在将应用部署到AWS之前，对其进行测试。
• Serverless Framework是一款支持在多个云服务提供商（包括AWS、Azure和Google Cloud Platform(GCP)）上进行无服务器部署的工具。它提供了一个CLI界面，可用于创建、更新和部署无服务器应用。此外，Serverless Framework还提供了一个插件系统，可以让您使用第三方扩展，来丰富其功能。
• AWS Lambda Test是一款可以让您在本地测试AWS Lambda函数的工具。它提供了一个模拟的AWS Lambda环境，您可以用它来运行您的函数并调试错误。此外，AWS Lambda Test还可以为您的Lambda函数生成测试用例，从而帮助您提高代码覆盖率。   
• Azure Functions Core Tools是一种可让您在本地开发和测试Azure Functions的工具。它提供了用于创建、更新和运行Azure Functions的CLI界面。此外，Azure Functions Core Tools还可以为您的Azure Functions生成测试用例，从而帮助您提高代码覆盖率。
• 独立于云提供商的Serverless Offline是一款可让您在本地测试无服务器应用的工具。它提供了一个模拟的云端环境，您可以用它来运行无服务器应用并调试错误。此外，Serverless Offline还能够为您的无服务器应用生成测试用例，并帮助您提高代码覆盖率。

下面的表格总结了上述五种工具的主要区别：

3.CI/CD 集成

持续测试与CI/CD管道的无缝集成，形成了一套强大的自动化测试流程。Jenkins、GitLab CI和Travis CI等工具可以协调整个测试工作流程，以确保每个代码的变更在部署之前都经过了严格的测试。总的说来，由持续测试与CI/CD管道集成所提供的机制，既能够保证软件的质量，又可以达到如今数字化要求的速度。

五、结束语

综上所述，由于持续测试能够在整个开发过程中持续检查软件的问题和错误，因此已成为了快速、可靠地交付软件过程的重要一环。随着微服务和无服务器架构不断重塑软件应用的格局，持续测试的作用将变得更加突出。面对各种创新架构所带来的挑战，我们需要善于利用最新的工具和方法，让开发团队跟上快速迭代的需求，交付出高质量的软件。

链接：https://dzone.com/articles/continuous-testing-in-the-era-of-microservices-and