Zrozumienie testowania baz danych, korzyści, technik [+4 Tools]

Baza danych stanowi fundamentalny element każdej aplikacji lub systemu. Bezpieczne i sprawne pobieranie oraz przetwarzanie zgromadzonych danych jest niezwykle ważne, ponieważ bezpośrednio wpływa na efektywność realizacji transakcji i ogólną wydajność.

Wszelkie aplikacje internetowe lub programy, które operują na dynamicznych danych, muszą korzystać z bazy danych lub interfejsu API. Przykładowo, platforma e-commerce, gdzie klienci składają zamówienia online, wymaga bazy danych do przechowywania informacji o produktach i użytkownikach.

Czym jest testowanie baz danych?

Testowanie baz danych to procedura weryfikacji, która ma na celu upewnienie się, że baza danych działa poprawnie i przechowuje dane w sposób kompletny i wiarygodny. W ramach testowania wykorzystuje się różne strategie, które mogą być realizowane manualnie, automatycznie, lub stanowić kombinację obu tych podejść.

Testowanie baz danych koncentruje się na sprawdzeniu integralności danych, struktury bazy danych, procedur manipulacji danymi oraz ogólnej spójności. Ponadto, testy weryfikują, czy baza danych jest kompatybilna z infrastrukturą sprzętową i oprogramowaniem użytkowników końcowych.

Za przeprowadzanie testów baz danych odpowiedzialni są specjaliści z działu kontroli jakości lub inżynierowie testów, którzy posiadają rozległą wiedzę z zakresu baz danych i potrafią korzystać z różnorodnych narzędzi, a także interpretować wyniki testów.

Jakie korzyści płyną z testowania baz danych?

• Weryfikacja zgodności z wymaganiami funkcjonalnymi: Podczas projektowania bazy danych programiści określają konkretne cele funkcjonalne. Testowanie baz danych pozwala upewnić się, że te założenia zostały zrealizowane.
• Zapobieganie utracie danych: Bazy danych często gromadzą ogromne ilości informacji, w tym dane osobowe i szczegóły zamówień. Dokładne testowanie może ujawnić potencjalne błędy, które mogłyby skutkować utratą danych.
• Zapewnienie bezpieczeństwa: Systemy i aplikacje internetowe są narażone na ataki hakerskie. Testowanie bazy danych pomaga identyfikować luki w zabezpieczeniach i umożliwia ich naprawę, zanim zostaną wykorzystane.
• Wzrost wydajności systemu: Dobrze zaprojektowana baza danych powinna szybko pobierać i przetwarzać dane. Testy mogą pomóc w identyfikacji wąskich gardeł, które spowalniają działanie systemu.

Rodzaje testów baz danych

• Testy funkcjonalne: Sprawdzają, czy system spełnia założone funkcje, np. czy użytkownicy mogą tworzyć, odczytywać, modyfikować i usuwać dane z bazy.
• Testy wydajnościowe: Analizują, jak baza danych reaguje na różne obciążenia i operacje, w tym czas potrzebny na pobranie danych. Sprawdzają również skalowalność bazy.
• Testy integralności danych: Weryfikują, czy dane w bazie są zgodne z ustalonymi regułami i ograniczeniami.
• Testy poprawności danych: Upewniają się, że dane przechowywane w bazie są poprawne i kompletne.
• Testy bezpieczeństwa: Służą do wykrywania potencjalnych luk w zabezpieczeniach systemu. Niektóre narzędzia mogą nawet sugerować rozwiązania problemów.

W zależności od charakteru przechowywanych danych i specyfiki organizacji, mogą istnieć dodatkowe rodzaje testów baz danych.

Praktyczne przykłady testowania baz danych

Rozważmy przypadek sklepu internetowego. W kontekście testowania bazy danych można zbadać następujące aspekty:

• Automatyczne testy sprawdzające, czy nowi użytkownicy mogą rejestrować konta, a ich dane są prawidłowo zapisywane w bazie.
• Testy weryfikujące transakcje, kupony i rabaty. Na przykład, każda transakcja powinna być odnotowana w bazie danych, a dodanie kuponu powinno skutkować odpowiednią aktualizacją cen.
• Testy wydajnościowe, które sprawdzają, czy baza danych radzi sobie z obciążeniem generowanym przez dużą liczbę użytkowników jednocześnie przeglądających stronę.

Jakie dane należy przetestować?

Jeśli masz przetestować bazę danych, warto zwrócić szczególną uwagę na następujące aspekty:

# 1. Mapowanie danych

Aplikacje i systemy są zaprojektowane w taki sposób, aby dane płynnie przemieszczały się między interfejsem użytkownika a bazą danych. Testy mapowania danych sprawdzają, czy formularze interfejsu użytkownika są prawidłowo powiązane z odpowiednimi tabelami bazy danych.

Formularze zazwyczaj umożliwiają wykonywanie operacji CRUD (Create, Read, Update, Delete). Testy weryfikują, czy działania w interfejsie użytkownika są odpowiednio odzwierciedlane w bazie danych. Na przykład, utworzenie nowego konta przez użytkownika powinno skutkować dodaniem danych do bazy.

#2. Właściwości ACID

Można sprawdzić, czy transakcja jest zgodna z zasadami ACID (Atomowość, Spójność, Izolacja, Trwałość):

• Atomowość: System musi realizować wszystkie operacje w ramach transakcji lub żadną.
• Spójność: Testy muszą upewnić się, że stan bazy danych jest zawsze prawidłowy i spełnia wszystkie ograniczenia.
• Izolacja: Każda transakcja powinna być wykonywana niezależnie, aby nie wpływała na inne transakcje.
• Trwałość: Po zatwierdzeniu transakcji dane nie powinny zostać utracone.

#3. Integralność danych

Integralność danych zapewnia, że system korzysta z tych samych danych przy wykonywaniu różnych transakcji i zawsze przedstawia najnowsze informacje. Testy powinny sprawdzić, czy wszystkie wyzwalacze działają prawidłowo i aktualizują dane oraz czy zduplikowane bazy danych są zsynchronizowane z oryginałem.

#4. Reguły biznesowe

Bazy danych powinny umożliwiać programistom implementację logiki biznesowej. W tym celu można użyć procedur składowanych, wyzwalaczy i ograniczeń relacyjnych.

Jak przebiega testowanie bazy danych?

Testowanie baz danych można przeprowadzać ręcznie, automatycznie, lub wykorzystując obie metody. Niezależnie od wybranego podejścia, zazwyczaj realizuje się następujące kroki:

• Analiza wymagań: Zespół testujący analizuje strukturę bazy danych, aby określić wymagania dotyczące wydajności, relacje między danymi i schemat danych. Na tej podstawie określa się zakres testów, środowisko testowe i cele.
• Konfiguracja środowiska testowego: Można użyć środowiska przypominającego produkcyjne lub utworzyć oddzielną instancję bazy danych, aby zapewnić izolację testów.
• Przygotowanie danych testowych: Tworzy się zbiory danych, które uwzględniają różne scenariusze, w tym sytuacje awaryjne i przypadki graniczne.
• Wykonanie testów: Zespół testowy uruchamia testy ręcznie lub za pomocą skryptów automatycznych. Sposób testowania zależy od celów.
• Sprawdzanie i zatwierdzanie wyników: Inżynierowie testowi weryfikują, czy wyniki są zgodne z oczekiwaniami, i mogą dostosować testy w oparciu o zebrane dane.
• Raportowanie: Na koniec inżynierowie prezentują wyniki testów, które mogą zawierać proste odpowiedzi typu „tak/nie” lub szczegółowe analizy błędów.

Warto skorzystać z narzędzi do testowania baz danych, które ułatwiają sprawdzanie funkcjonalności i integralności bazy, ponieważ:

• Oszczędzają czas: Nie trzeba tworzyć testów od zera.
• Oferują zaawansowane funkcje: Niektóre narzędzia mają funkcje, które znacznie ułatwiają dokładne testowanie, na poziomach trudnych do osiągnięcia w testach manualnych.
• Zapewniają szeroki zasięg: Większość narzędzi jest kompatybilna z różnymi typami baz danych (SQL i NoSQL).

Dostępne są zarówno darmowe, jak i płatne narzędzia do testowania baz danych. Poniżej przedstawiamy kilka popularnych opcji:

# 1. HammerDB

HammerDB to narzędzie do testów porównawczych i obciążeniowych, które współpracuje z większością baz danych, w tym Microsoft SQL Server, Oracle Database, MySQL, IBM Db2, PostgreSQL i MariaDB.

• Wieloplatformowość: Działa na systemach Linux i Windows.
• Open source: Kod źródłowy jest dostępny na GitHub.
• Dostęp jako usługa internetowa: Można sterować narzędziem za pomocą CLI, GUI lub jako klient REST z interfejsem HTTP.
• Obsługa obciążeń kroków: Pozwala automatycznie zmieniać obciążenie bazy w czasie, co umożliwia monitorowanie jej zdolności do radzenia sobie ze zmianami popytu.
• Obsługa Dockera: Umożliwia szybkie wdrażanie i testowanie baz danych w kontenerach Docker.

#2. DbFit

DbFit to framework do testowania baz danych, zaprojektowany do programowania opartego na testach. Można go zautomatyzować za pomocą dowolnego narzędzia do budowania CLI lub Java IDE.

Główne cechy:

• Open source i darmowy: Kod źródłowy dostępny na GitHub.
• Kompletne rozwiązanie: Umożliwia pisanie, wykonywanie i zarządzanie testami z poziomu przeglądarki.
• Czytelne testy: Testy są zapisane w formie tabel, co ułatwia ich odczyt.
• Obsługa głównych baz danych: Współpracuje z HSQLDB, SQL Server, Oracle, Derby, MySQL i PostgreSQL.
• Solidna struktura: Opiera się na dojrzałej strukturze FitNesse.
• Szyfrowanie haseł do bazy: Umożliwia szyfrowanie haseł za pomocą klucza kryptograficznego.

#3. tSQLt

tSQLt to narzędzie do testów jednostkowych dla SQL Server. Służy do testowania różnych części kodu bazy danych, zapewniając ich poprawne działanie. Można go również używać z T-SQL.

Główne cechy:

• Automatyczne uruchamianie testów w transakcjach: Ogranicza prace porządkowe, zapewniając niezależność testów.
• Generowanie wyników w XML lub tekście: Jest kompatybilny z różnymi narzędziami do ciągłego rozwoju, dzięki czemu można wybrać format wyjściowy.
• Możliwość fałszowania tabel i widoków: Izoluje kod do testowania i skraca czas reakcji.
• Obsługa grupowania testów: Pozwala na grupowanie testów w ramach schematu, co ułatwia korzystanie z konfiguracji.

#4. DbUnit

DbUnit to rozszerzenie JUnit do testowania projektów bazodanowych. Umożliwia umieszczanie bazy danych w znanych testach, unikając sytuacji, w której problem z jednym testem może uszkodzić całą bazę.

Główne cechy:

• Łatwość obsługi: Dostępna jest rozbudowana dokumentacja ułatwiająca testowanie.
• Obsługa weryfikacji danych: Można sprawdzić, czy dwa zbiory danych lub tabele zawierają te same informacje.
• Obsługa niestandardowego TestCase: Pozwala na zastąpienie standardowej metody JUnit setUp() własną operacją.

Podsumowanie

Mamy nadzieję, że ten artykuł pozwolił lepiej zrozumieć istotę testowania baz danych oraz poznać metody i narzędzia, które można w tym celu wykorzystać. Testowanie powinno być procesem ciągłym, zwłaszcza przy wprowadzaniu nowych zmian w bazie danych. Wybór techniki testowania zależy od celów i specyfiki bazy.

Zapraszamy również do lektury artykułu na temat fragmentowania baz danych.