مجازی‌سازی سرویس برای تست‌کنندگان: شبیه‌سازی وابستگی‌ها با WireMock

در دنیای پیچیده و به‌هم‌پیوسته توسعه نرم‌افزار مدرن، تیم‌های تست با چالش‌های فزاینده‌ای در زمینه مدیریت وابستگی‌ها روبرو هستند. برنامه‌های کاربردی امروزی اغلب به سرویس‌های خارجی متعددی متکی هستند، از APIهای شخص ثالث گرفته تا میکروسرویس‌های داخلی. در دسترس نبودن، ناپایداری یا هزینه بالای استفاده از این سرویس‌های وابسته در محیط تست می‌تواند منجر به تاخیر در فرآیند توسعه، افزایش هزینه‌ها و کاهش کیفیت نهایی محصول شود. مجازی‌سازی سرویس (Service Virtualization) به عنوان یک راه‌حل قدرتمند برای غلبه بر این چالش‌ها ظهور کرده است و به تیم‌های تست اجازه می‌دهد تا رفتار این وابستگی‌ها را شبیه‌سازی کنند. در این مقاله، به بررسی عمیق مجازی‌سازی سرویس، مزایای آن برای تست‌کنندگان و نحوه پیاده‌سازی آن با استفاده از ابزارهایی مانند WireMock خواهیم پرداخت.

درک مفهوم مجازی‌سازی سرویس

مجازی‌سازی سرویس فرآیندی است که در آن یک نمونه مجازی از یک سرویس وابسته ایجاد می‌شود. این نمونه مجازی، رفتار، داده‌ها و ویژگی‌های عملکردی سرویس واقعی را تقلید می‌کند، بدون آنکه نیازی به دسترسی به خود سرویس واقعی باشد. تصور کنید در حال تست یک اپلیکیشن تجارت الکترونیک هستید که برای پردازش پرداخت به یک درگاه پرداخت خارجی و برای دریافت اطلاعات حمل و نقل به یک سرویس لجستیک متکی است. اگر هر یک از این سرویس‌های خارجی در محیط تست در دسترس نباشند یا دارای محدودیت‌هایی باشند (مثلاً محدودیت تعداد درخواست یا هزینه به ازای هر تراکنش)، فرآیند تست شما مختل خواهد شد.

مجازی‌سازی سرویس به شما این امکان را می‌دهد که نسخه‌های شبیه‌سازی شده از درگاه پرداخت و سرویس لجستیک ایجاد کنید. این سرویس‌های مجازی می‌توانند پاسخ‌های از پیش تعریف‌شده‌ای را بر اساس درخواست‌های ارسالی از برنامه تحت تست شما برگردانند. به عنوان مثال، می‌توانید سناریوهای مختلفی مانند پرداخت موفق، پرداخت ناموفق به دلیل اعتبار ناکافی، یا خطای سرویس حمل و نقل را شبیه‌سازی کنید.

چرا مجازی‌سازی سرویس برای تست‌کنندگان حیاتی است؟

استفاده از مجازی‌سازی سرویس مزایای قابل توجهی را برای تیم‌های تست و کل فرآیند توسعه نرم‌افزار به همراه دارد:

• افزایش سرعت و کارایی تست: با حذف وابستگی به سرویس‌های خارجی که ممکن است کند، ناپایدار یا در حال توسعه باشند، تست‌کنندگان می‌توانند چرخه‌های تست خود را به طور قابل توجهی تسریع بخشند. دیگر نیازی به انتظار برای آماده شدن یا در دسترس بودن این سرویس‌ها نیست.
• کاهش هزینه‌ها: دسترسی به برخی از سرویس‌های شخص ثالث، به‌ویژه در محیط‌های تست و توسعه، می‌تواند هزینه‌بر باشد (مثلاً هزینه به ازای هر فراخوانی API). مجازی‌سازی این سرویس‌ها نیاز به پرداخت این هزینه‌ها را از بین می‌برد. همچنین، هزینه‌های مربوط به نگهداری و پیکربندی محیط‌های تست پیچیده با سرویس‌های واقعی متعدد کاهش می‌یابد.
• بهبود پوشش تست: مجازی‌سازی سرویس به تست‌کنندگان اجازه می‌دهد تا طیف وسیع‌تری از سناریوها را شبیه‌سازی کنند، از جمله موارد خطا، شرایط حدی و پاسخ‌های غیرمنتظره که بازتولید آنها با سرویس‌های واقعی دشوار یا غیرممکن است. این امر منجر به پوشش تست جامع‌تر و شناسایی زودهنگام نقص‌ها می‌شود.
• ایزوله‌سازی و تست دقیق‌تر: با شبیه‌سازی وابستگی‌ها، تست‌کنندگان می‌توانند رفتار برنامه تحت تست خود را به طور ایزوله بررسی کنند. این امر تشخیص دقیق‌تر منشا خطاها را آسان‌تر می‌کند، زیرا دیگر نیازی به نگرانی در مورد اینکه آیا مشکل از برنامه شماست یا از سرویس وابسته، وجود ندارد.
• امکان تست موازی و زودهنگام: تیم‌های مختلف می‌توانند به طور موازی بر روی بخش‌های مختلف برنامه کار کنند، حتی اگر سرویس‌هایی که به آن‌ها وابسته هستند هنوز به طور کامل توسعه نیافته یا در دسترس نباشند. این امر به ویژه در رویکردهای توسعه چابک (Agile) و DevOps بسیار ارزشمند است.
• ایجاد محیط‌های تست پایدار و قابل تکرار: سرویس‌های مجازی رفتار ثابت و قابل پیش‌بینی از خود نشان می‌دهند، برخلاف سرویس‌های واقعی که ممکن است به دلیل مشکلات شبکه، به‌روزرسانی‌ها یا بار زیاد دچار نوسان شوند. این پایداری، تکرارپذیری تست‌ها و اطمینان از نتایج را افزایش می‌دهد.
• تست عملکرد در شرایط مختلف: با مجازی‌سازی سرویس، می‌توان شرایط مختلف عملکردی مانند تاخیر شبکه (latency) یا نرخ خطای بالا را شبیه‌سازی کرد و نحوه واکنش برنامه تحت تست را در این شرایط ارزیابی نمود.

معرفی WireMock: ابزاری قدرتمند برای شبیه‌سازی وابستگی‌های مبتنی بر HTTP

WireMock یک ابزار محبوب و قدرتمند متن‌باز برای مجازی‌سازی سرویس‌های مبتنی بر HTTP است. این ابزار به توسعه‌دهندگان و تست‌کنندگان اجازه می‌دهد تا به سرعت و به راحتی پاسخ‌های HTTP جعلی (stub) برای APIهایی که برنامه آن‌ها با آن‌ها تعامل دارد، ایجاد کنند. WireMock می‌تواند به عنوان یک کتابخانه در کد جاوا یا به عنوان یک فرآیند سرور مستقل اجرا شود.

ویژگی‌های کلیدی WireMock:

• تطبیق درخواست (Request Matching): WireMock به شما امکان می‌دهد تا درخواست‌های ورودی را بر اساس معیارهای مختلفی مانند URL، متد HTTP (GET، POST، PUT، DELETE و غیره)، هدرها، کوکی‌ها و بدنه درخواست مطابقت دهید. این انعطاف‌پذیری به شما کمک می‌کند تا پاسخ‌های دقیقی را برای درخواست‌های خاص شبیه‌سازی کنید.
• پاسخ‌های قابل تنظیم (Configurable Responses): پس از تطبیق یک درخواست، WireMock می‌تواند پاسخ‌های از پیش تعریف‌شده‌ای را برگرداند. این پاسخ‌ها می‌توانند شامل کد وضعیت HTTP، هدرها، کوکی‌ها و بدنه پاسخ (مانند JSON، XML یا متن ساده) باشند.
• شبیه‌سازی رفتار دینامیک: WireMock فراتر از پاسخ‌های ایستا عمل می‌کند. شما می‌توانید تاخیر در پاسخ (response templating)، بازگرداندن پاسخ‌های معیوب به صورت تصادفی، و حتی پروکسی کردن درخواست‌ها به سرویس‌های واقعی را در صورت عدم تطبیق با هیچ‌یک از stubهای تعریف‌شده، پیکربندی کنید.
• ضبط و پخش (Record and Playback): WireMock می‌تواند ترافیک بین برنامه شما و یک سرویس واقعی را ضبط کرده و سپس از این ترافیک ضبط‌شده برای ایجاد خودکار stubها استفاده کند. این ویژگی می‌تواند در شروع کار و برای شبیه‌سازی APIهای پیچیده بسیار مفید باشد.
• حالت سرور مستقل و کتابخانه‌ای: WireMock را می‌توان به عنوان یک سرور مستقل اجرا کرد که از طریق HTTP قابل دسترسی است، یا به عنوان یک کتابخانه در تست‌های JUnit یا TestNG شما ادغام نمود.
• تایید درخواست (Request Verification): پس از اجرای تست، WireMock به شما امکان می‌دهد تا بررسی کنید که آیا درخواست‌های خاصی با پارامترهای مورد انتظار به سرور WireMock ارسال شده‌اند یا خیر. این ویژگی برای اطمینان از اینکه برنامه شما به درستی با APIهای شبیه‌سازی‌شده تعامل می‌کند، بسیار مهم است.
• پشتیبانی از HTTPS: WireMock از شبیه‌سازی سرویس‌های امن مبتنی بر HTTPS نیز پشتیبانی می‌کند.
• توسعه‌پذیری: WireMock دارای یک معماری توسعه‌پذیر است که به شما امکان می‌دهد تا افزونه‌های سفارشی برای تطبیق درخواست‌ها یا تولید پاسخ‌ها ایجاد کنید.

چگونه با WireMock شروع کنیم؟ (مثال عملی)

فرض کنید در حال تست یک ماژول هستید که اطلاعات کاربر را از یک API با آدرس /users/{userId} دریافت می‌کند. می‌خواهیم سناریویی را شبیه‌سازی کنیم که در آن برای userId=123، اطلاعات کاربر با موفقیت بازگردانده می‌شود و برای userId=404، خطای “کاربر یافت نشد” (۴۰۴ Not Found) برگردانده می‌شود.

۱. افزودن WireMock به پروژه (مثال Maven برای پروژه جاوا):

<dependency>
    <groupId>com.github.tomakehurst</groupId>
    <artifactId>wiremock-jre8</artifactId>
    <version>2.35.0</version> <scope>test</scope>
</dependency>

۲. راه‌اندازی سرور WireMock (در تست JUnit):

import com.github.tomakehurst.wiremock.WireMockServer;
import com.github.tomakehurst.wiremock.client.WireMock;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static com.github.tomakehurst.wiremock.client.WireMock.*;
import static com.github.tomakehurst.wiremock.core.WireMockConfiguration.options;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
// سایر واردات مورد نیاز برای تست شما

public class UserModuleTest {

    WireMockServer wireMockServer;

    @BeforeEach
    void setup() {
        wireMockServer = new WireMockServer(options().dynamicPort()); // یا یک پورت ثابت
        wireMockServer.start();
        WireMock.configureFor("localhost", wireMockServer.port());

        // تعریف Stub برای کاربر موفق
        stubFor(get(urlEqualTo("/users/123"))
                .willReturn(aResponse()
                        .withStatus(200)
                        .withHeader("Content-Type", "application/json")
                        .withBody("{\"id\": 123, \"name\": \"John Doe\", \"email\": \"john.doe@example.com\"}")));

        // تعریف Stub برای کاربر یافت نشد
        stubFor(get(urlEqualTo("/users/404"))
                .willReturn(aResponse()
                        .withStatus(404)
                        .withBody("{\"error\": \"User not found\"}")));
    }

    @AfterEach
    void teardown() {
        wireMockServer.stop();
    }

    @Test
    void testGetUserSuccessfully() {
        // در اینجا کد تست شما قرار می‌گیرد که ماژول را فراخوانی می‌کند
        // و انتظار دارد اطلاعات کاربر ۱۲۳ را دریافت کند.
        // باید آدرس پایه API در ماژول شما به "http://localhost:" + wireMockServer.port() تنظیم شود.
        // مثال:
        // User user = userModule.getUserInfo(123, "http://localhost:" + wireMockServer.port());
        // assertEquals("John Doe", user.getName());
    }

    @Test
    void testGetUserNotFound() {
        // در اینجا کد تست شما قرار می‌گیرد که ماژول را فراخوانی می‌کند
        // و انتظار دارد برای کاربر ۴۰۴ خطای مناسبی دریافت کند.
        // مثال:
        // assertThrows(UserNotFoundException.class, () -> {
        //     userModule.getUserInfo(404, "http://localhost:" + wireMockServer.port());
        // });
    }
}

در این مثال، قبل از هر تست، سرور WireMock راه‌اندازی شده و دو stub تعریف می‌شوند. پس از اجرای تست‌ها، سرور متوقف می‌شود. در تست‌های واقعی، شما باید ماژول یا کدی را که می‌خواهید تست کنید فراخوانی کرده و اطمینان حاصل کنید که از آدرس و پورت سرور WireMock استفاده می‌کند.

چالش‌ها و ملاحظات در مجازی‌سازی سرویس

اگرچه مجازی‌سازی سرویس مزایای زیادی دارد، اما پیاده‌سازی و مدیریت آن نیز با چالش‌هایی همراه است:

• نگهداری و به‌روزرسانی سرویس‌های مجازی: APIها و سرویس‌های واقعی در طول زمان تغییر می‌کنند. سرویس‌های مجازی نیز باید همگام با این تغییرات به‌روز شوند تا رفتار دقیقی را شبیه‌سازی کنند. این امر نیازمند فرآیندی برای پایش تغییرات در سرویس‌های واقعی و اعمال آن‌ها در سرویس‌های مجازی است.
• پیچیدگی اولیه راه‌اندازی: برای APIهای پیچیده با منطق کسب‌وکار گسترده، ایجاد و پیکربندی اولیه سرویس‌های مجازی می‌تواند زمان‌بر باشد.
• خطر “مثبت کاذب” (False Positives): اگر سرویس مجازی به درستی رفتار سرویس واقعی را تقلید نکند، ممکن است تست‌ها با موفقیت پاس شوند در حالی که در تعامل با سرویس واقعی با شکست مواجه خواهند شد. دقت در شبیه‌سازی بسیار مهم است.
• نیاز به درک عمیق از سرویس وابسته: برای ایجاد یک سرویس مجازی موثر، تست‌کنندگان و توسعه‌دهندگان نیاز به درک دقیقی از قرارداد (contract)، رفتار و داده‌های مورد انتظار سرویس واقعی دارند.
• مدیریت داده‌های تست: برای سناریوهای مختلف، ممکن است نیاز به مدیریت مجموعه‌های داده‌ای متفاوتی برای سرویس‌های مجازی باشد.

بهترین شیوه‌ها برای مجازی‌سازی سرویس موثر

برای به حداکثر رساندن مزایای مجازی‌سازی سرویس و غلبه بر چالش‌های آن، رعایت برخی از بهترین شیوه‌ها توصیه می‌شود:

• از قراردادهای سرویس (Service Contracts) به عنوان منبع حقیقت استفاده کنید: مشخصات API (مانند OpenAPI/Swagger) باید مبنای ایجاد سرویس‌های مجازی باشند.
• با سناریوهای کلیدی شروع کنید: ابتدا مهم‌ترین و پرتکرارترین سناریوها و همچنین مسیرهای خطای حیاتی را مجازی‌سازی کنید.
• سرویس‌های مجازی را نسخه‌بندی کنید: همگام با نسخه‌بندی سرویس‌های واقعی، سرویس‌های مجازی خود را نیز نسخه‌بندی کنید.
• از ابزارهای مناسب استفاده کنید: ابزارهایی مانند WireMock، Mountebank، یا راه‌حل‌های تجاری مانند Broadcom Service Virtualization یا Parasoft Virtualize می‌توانند فرآیند را ساده‌تر کنند.
• مجازی‌سازی را در فرآیند CI/CD ادغام کنید: اجرای خودکار تست‌ها با استفاده از سرویس‌های مجازی در خط لوله یکپارچه‌سازی و تحویل مداوم (CI/CD) بسیار مهم است.
• به طور منظم سرویس‌های مجازی را بازبینی و به‌روز کنید: اطمینان حاصل کنید که سرویس‌های مجازی شما همچنان رفتار سرویس‌های واقعی را به درستی منعکس می‌کنند.
• مستندسازی مناسبی برای سرویس‌های مجازی خود داشته باشید: نحوه استفاده و پیکربندی آن‌ها را برای سایر اعضای تیم مشخص کنید.

نتیجه‌گیری

مجازی‌سازی سرویس یک تکنیک ضروری برای تیم‌های تست مدرن است که با چالش وابستگی به سرویس‌های خارجی متعدد دست و پنجه نرم می‌کنند. با شبیه‌سازی این وابستگی‌ها، تست‌کنندگان می‌توانند سرعت، کارایی و پوشش تست خود را به طور قابل توجهی بهبود بخشند، هزینه‌ها را کاهش دهند و محیط‌های تست پایدارتر و قابل اعتمادتری ایجاد کنند. ابزارهایی مانند WireMock، با ارائه قابلیت‌های قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای شبیه‌سازی سرویس‌های مبتنی بر HTTP، نقش کلیدی در پیاده‌سازی موفق مجازی‌سازی سرویس ایفا می‌کنند. با درک صحیح مفاهیم، مزایا، چالش‌ها و بهترین شیوه‌ها، تیم‌های توسعه و تست می‌توانند از قدرت مجازی‌سازی سرویس برای ارائه نرم‌افزارهای با کیفیت‌تر و در زمان کوتاه‌تر بهره‌مند شوند.

سوالات متداول

بیشتر بخوانید:

• ابزارها و تکنیک‌های تولید داده تست: راهنمای جامع برای تضمین کیفیت نرم‌افزار
• BDD در عمل: نوشتن سناریوهای گرکین قابل فهم برای توسعه‌دهندگان و کسب‌وکار
• سوالات مصاحبه پیشرفته QA/SDET ارشد و پاسخ‌های طلایی (۱۴۰۴)
• تحلیل استاتیک کد برای تسترها: کشف باگ بدون اجرا
• ادغام تست‌های خودکار در GitLab CI: راهنمای گام به گام برای تضمین کیفیت