TDD

1️⃣ TDD란?

Test Driven Develpment의 약자로써 테스트 주도 개발이라는 뜻을 가진다.
다시말해, 짧은 개발 사이클을 반복하는 프로세스로, 테스트로 하여금 전체적인 개발을 주도하게끔하는 방법론 중 하나이다.
기존에 사용하던 개발방법은 (설계 ➡️ 개발 ➡️ 테스트) ➡️ 수정 ➡️ 반복의 순서를 따랐다면, TDD는 (설계 ➡️ 수정 ➡️ 테스트) ➡️ 반복 ➡️ 개발의 순서를 가진다.

2️⃣ 기존 개발방식의 단점

기존에 사용하던 개발방식은 사용자의 요구사항이 처음부터 명확하지 않을수 있기 때문에 개발이후 코드를 재설계해야 하는 경우가 꽤 발생한다.
여기서 기존 개발방식의 단점이 발생한다.

• 개발자가 코드를 재설계(코드를 수정, 삭제, 삽입)하는 과정에서 불필요한 코드가 남겨지거나 중복되는 코드가 생길 가능성이 높다.

• 작은 기능 수정에도 전체적인 부분을 테스트해야 하므로 버그 검출이 힘들어지고, 어디서 버그가 발생할지 모르므로 전체적인 소스코드의 품질이 저하된다.

최종적으로 재사용이 어렵고, 유지보수가 힘들어지고 테스트 비용이 높아지는 결과를 낳는다.

3️⃣ TDD 방식의 장단점

TDD의 경우, 기존의 개발방식과 큰 차이점이 테스트 코드를 작성 후 실제 코드를 작성 한다는 점이다.

장점

• 테스트케이스를 작성하며 생기는 수정사항과 버그가 발생한 부분을 즉시 추가하므로 버그 검출능력 상승 및 소스코드의 간결화

• 다른 개발자와의 협업시 테스트케이스가 존재하기 때문에 빠른 코드의 이해와 중점을 두었던 부분 공유 가능

단점

• 테스트케이스가 증가할수록 실제 개발 소스코드를 완성하기까지의 시간이 증가한다.

• 기존 개발방식이 이미 몸에 체화된 경우, TDD 방식을 적용하기 힘들다.

4️⃣ TDD 예시

GitHub 소스코드

JavaScript에서 사용되는 테스트 프레임워크인 Jest를 사용하여 간단한 사용예시를 들어보자.

먼저pnpm init 와 pnpm install --save-dev jest를 입력하여 package.json 파일을 만들고 Jest를 개발 의존성으로 설치한다.

간단히 테스트할 파일 구조이다.

├── node_modules
│   └── jest -> .pnpm/jest@29.7.0/node_modules/jest
├── package.json
├── pnpm-lock.yaml
├── sum.js
└── sum.test.js

package.json

{
  "name": "tdd_test",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "test": "jest"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "jest": "^29.7.0"
  }
}

package.json의 test 커맨드를 jest로 수정하여 pnpm test를 실행하였을때 jest로 하여금 테스트 할수 있도록 만들어 준다.

매우 간단한 더하기 기능을 만들건데, 예외를 두기 위해 매개변수에 숫자가 아닌 값이 들어오면 "숫자가 아닙니다"를 리턴해야한다는 가정을 추가하자.

그렇다면 테스트해야할 사항들은

1. 양수/음수 + 양수/음수
2. 문자열 + 양수 / 음수

정도가 있을 것 같다.

위 2가지 조건에서 Fail을 검출해야 하는 조건은 2번이다.
먼저 위 두가지의 조건을 충족하는 테스트케이스를 작성해보자

const sum = require("./sum");

describe("테스트 그룹", () => {
  test("1과 2를 더하면 3이다", () => {
    expect(sum(1, 2)).toBe(3);
  });
  test("1과 -3을 더하면 -2이다", () => {
    expect(sum(1, -3)).toBe(-2);
  });
  test("-3과 -10을 더하면 -13이다.", () => {
    expect(sum(-3, -10)).toBe(-13);
  });
  test("하나와 둘은 숫자가 아닙니다.", () => {
    expect(sum("하나", "둘")).toBe("숫자가 아닙니다.");
  });
});

총 4가지의 테스트케이스를 작성해보았는데, 각각 양수+양수, 양수+음수, 음수+양수, 그리고 sum이라는 함수에 필요한 매개변수 중 하나가 문자열인 경우 2개와 두 매개변수가 문자열인 경우를 작성했다.

이제 테스트케이스의 신뢰성을 위해 문자열이 매개변수로 들어간 테스트케이스가 Fail을 리턴하는 검증 코드를 작성한후 테스트를 실행해보자

sum.js

function sum(a, b) {
  return a + b;
}

module.exports = sum;

pnpm test 커맨드를 입력하여 실행하게 되면

pnpm test      

> tdd_test@1.0.0 test /Users/chungyeonkim/Desktop/tdd_test
> jest

 FAIL  ./sum.test.js
  테스트 그룹
    ✓ 1과 2를 더하면 3이다 (2 ms)
    ✓ 1과 -3을 더하면 -2이다
    ✓ -3과 -10을 더하면 -13이다.
    ✕ 하나는 숫자가 아닙니다. (2 ms)
    ✕ 둘은 숫자가 아닙니다.
    ✕ 하나와 둘은 숫자가 아닙니다.

  ● 테스트 그룹 › 하나는 숫자가 아닙니다.

    expect(received).toBe(expected) // Object.is equality

    Expected: "숫자가 아닙니다."
    Received: "하나2"

      12 |   });
      13 |   test("하나는 숫자가 아닙니다.", () => {
    > 14 |     expect(sum("하나", 2)).toBe("숫자가 아닙니다.");
         |                          ^
      15 |   });
      16 |   test("둘은 숫자가 아닙니다.", () => {
      17 |     expect(sum(1, "둘")).toBe("숫자가 아닙니다.");

      at Object.toBe (sum.test.js:14:26)

  ● 테스트 그룹 › 둘은 숫자가 아닙니다.

    expect(received).toBe(expected) // Object.is equality

    Expected: "숫자가 아닙니다."
    Received: "1둘"

      15 |   });
      16 |   test("둘은 숫자가 아닙니다.", () => {
    > 17 |     expect(sum(1, "둘")).toBe("숫자가 아닙니다.");
         |                         ^
      18 |   });
      19 |   test("하나와 둘은 숫자가 아닙니다.", () => {
      20 |     expect(sum("하나", "둘")).toBe("숫자가 아닙니다.");

      at Object.toBe (sum.test.js:17:25)

  ● 테스트 그룹 › 하나와 둘은 숫자가 아닙니다.

    expect(received).toBe(expected) // Object.is equality

    Expected: "숫자가 아닙니다."
    Received: "하나둘"

      18 |   });
      19 |   test("하나와 둘은 숫자가 아닙니다.", () => {
    > 20 |     expect(sum("하나", "둘")).toBe("숫자가 아닙니다.");
         |                            ^
      21 |   });
      22 | });
      23 |

      at Object.toBe (sum.test.js:20:28)

Test Suites: 1 failed, 1 total
Tests:       3 failed, 3 passed, 6 total
Snapshots:   0 total
Time:        0.267 s, estimated 1 s
Ran all test suites.
 ELIFECYCLE  Test failed. See above for more details.

위처럼 테스트 결과가 나오게 된다.

의도한대로 문자열이 매개변수에 들어간 경우는 모두 Fail을 리턴하였으므로, 이제 해당 케이스들이 모두 Success를 할 수 있도록 코드를 수정한다.

sum.js

function sum(a, b) {
  if (typeof a !== "number" || typeof b !== "number") {
    return "숫자가 아닙니다.";
  }
  return a + b;
}

module.exports = sum;

이제 다시 한번 테스트를 진행해보자

sum.test.js

pnpm test

> tdd_test@1.0.0 test /Users/chungyeonkim/Desktop/tdd_test
> jest

 PASS  ./sum.test.js
  테스트 그룹
    ✓ 1과 2를 더하면 3이다 (1 ms)
    ✓ 1과 -3을 더하면 -2이다
    ✓ -3과 -10을 더하면 -13이다.
    ✓ 하나는 숫자가 아닙니다. (1 ms)
    ✓ 둘은 숫자가 아닙니다.
    ✓ 하나와 둘은 숫자가 아닙니다.

Test Suites: 1 passed, 1 total
Tests:       6 passed, 6 total
Snapshots:   0 total
Time:        0.147 s, estimated 1 s
Ran all test suites.

현재 작성한 테스트가 모두 통과했기 때문에 해당 코드를 개발단계로 가져가 사용할수 있다는 뜻이 된다.

5️⃣ 정리

간단히 요약하자면 TDD 는 개발하려는 기능의 테스트케이스를 미리 작성을 하고 이에 맞추어 개발하는 방식 중 하나이다.

앞서 TDD방식의 단점으로 꼽힌 테스트케이스가 증가할수록 실제 개발 소스코드를 완성하기까지의 시간이 증가한다는 점은 프로그램의 전체 개발/유지보수에 들어가는 리소스를 고려한다면 오히려 TDD방식의 장점을 잘 나타내는 부분이라고 생각한다.

기존의 개발방식으로 소스코드를 작성완료 후 예외를 생각하며 테스트케이스를 작성하고, 버그가 발생한 부분을 디버깅하는 것보다 TDD방식을 사용하는것이 훨씬 편리하고 효율적이라는것은 부정할수 없는 사실이다.
TDD방식을 사용하여 개발을 했다는 것 자체가 결국 개발자가 생각할수 있는 예외에 대해서 모두 처리가 되었다는 뜻이라는 것이기 때문이다.

이 과정을 거쳐 전체 개발 소스코드를 작성완료하였다면 소스코드가 간결하고 각각의 기능에 대한 모든 테스트케이스가 존재하기에 다른 개발자가 인수인계 받더라도 해당 코드를 유지보수하기 수월해진다.

즉, TDD 방식은 테스트케이스에 투자한 리소스가 결국 장기적으로 유지보수에 매우 용이해져 전체 개발/유지보수에 들어가는 리소스를 상당부분 단축시켜주는 방식이기 때문에 기존의 개발방식보다 훨씬 효율적이라고 생각된다.