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ソフトウェアテストには膨大な作業量が伴い、チームの協力なしには進行できません。特に手動でテストする場合、複数回に渡ってテストする時間やリソースを確保することが難しく、テストが失敗に終わってしまったり、時にはバグが残ってしまうこともあります。
そんな時、「自動テスト」が役立ちます。
テストを自動化することは、ソフトウェア製品の全体的な品質向上になるとともに、より迅速なリリースサイクルと、開発チーム内のリソースの有効活用に役立ちます。
本ブログでは、自動テストの歴史から、種類や関わる人、なぜ重要視されるようになったか、テストプロセスのどのような側面を自動化できるかなど、より深いところまで解説していきます。
1970年代の当時、インターネットへのアクセスは手軽に行えず、ソフトウェアの更新は難しいものでした。また、コンピュータの存在は一般的になりつつも、ソフトウェアの互換性は類似機種に限られていました。
そのため企業は、ソフトウェアを個別にテストし、各ソフトウェアバージョンに特化したテストを実施して出荷していました。また、動作環境が予測可能だったため、テストはデバッグと密接に結びついていました。
時を同じくして、企業は既存のソフトウェアを使用して新しいアプリケーションをテストすることで、手動での作業を減らせることに気づきました。これが、テストソフトウェアの誕生に繋がりました。ちなみに自動化の初期の頃は、手動テストの代替とみなされ、SQAやMercuryなどの企業は、複雑なソフトウェアのテストを簡素化しました。
しかし、自動テストツールはしばしば故障し、更新の妨げとなりました。1990年代になると、開発者はOSやツールの変更によってテストツールが故障することによる納期の遅れに頭を抱えました。ツールメーカーはソフトウェアの頻繁な修正の必要性を減らすための機能を追加しました。
また、ほとんどの作業がテストではなく、スクリプト作成に費やされたため、自動テストは手動化テストよりも時間がかかるようになりました。
課題はあるものの自動化は継続し、GUI、パソコン、クライアントサーバーシステムが自動化の需要を高めました。インターネットとクラウド技術の台頭によりソフトウェア更新が簡単になり、DevOpsやアジャイルといった開発手法の誕生により、自動化が不可欠になりました。
今日では、Webベースや市販ツールにより、最小限のコーディング作業で自動テストが簡素化されています。2018年には、約72%の組織が自動テストを使用していましたが、自動化がさらに不可欠になるにつれて、今後は成長が見込まれています。
自動テストは、ソフトウェアの機能性を保証するために非常に重要です。
自動テストを導入することで、ソフトウェアに変更があるたびに手動のテストを繰り返す必要がありません。そのため、テストを高速かつ高頻度で実施することができ、テストに割く時間を削減することができます。
また、新しい変更ごとに継続的なテストが可能になり、開発プロセスの早い段階で問題を検出することもできます。自動テストは一貫性を維持しながら、ヒューマンエラーのリスクを軽減し、ソフトウェアテストの品質を向上させ、コスト削減を実現することができます。
自動化すべきテストの優先順位は、ユニットテスト、統合テスト、機能テストの順となります。
テストケースの種類には、複雑な手動のシナリオが多く、特に大規模なデータや環境のセットアップが必要なものが多くなっています。
・自動化テスターエンジニア
フレームワーク、スクリプト、ツールの作成、実装、保守を担当します。
・品質保証（QA）エンジニア
テスト計画の策定、手動テストの実施、エンジニアと連携し自動テストと手動テストの整合性を確保します。
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・開発者
テストの自動化に重点を置いたコード記述を行います。
・DevOpsエンジニア
自動テストを含む継続的インテグレーション/継続的デプロイメント（CI/CD）パイプラインの設定と保守に携わる場合があります。
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・ビジネスアナリスト
何をテストすべきか、どのようにテストすべきかについてアドバイスを行い、テストプロセスに付加価値を与えます。
・テストマネージャー
テストマネージャーは、自動テストの取り組みを含む全体的なテストを監督します。テスト戦略を定義し、リソースを割り当て、テストの目標が達成されるよう進捗を管理します。
ここまで解説したように、自動テストによってテストプロセスを加速させることで、コストと時間を節約することができます。また、人為的なミスを減らし、テスターがソフトウェアのより深い部分に集中できるようになり、全体的な品質を向上させることができます。以下で簡潔にまとめます。
・より速く、より効率的
・コスト効率が良い
・より高い精度
・一貫性と再現性がある
・テスト網羅性の向上
手動で行うテストは、どのように動作するかの確認やテストを実施し、エラーやバグを探すの多くの時間を費やします。そして、エラーを見つけて修正した後は、同じ手順でもう一度テストを行い、クリアするまで何度も繰り返す必要があります。
そんな時に自動テストなら、テストが完了すれば全てを何度も繰り返す必要がなく、そのテストを再利用することができます。
早期の不具合検出は大きなプラスです。自動テストであれば、開発の早い段階で問題を発見できるため、問題を迅速に修正でき、全体としてより良いソフトウェアを開発することができます。
自動テストの導入には多少の事前準備が必要ですが、繰り返しの手動テストや、不具合に対して工程を遡った確認作業を削減することができ、時間とコストの削減を実現します。
要するに、テストを自動化することによって、ソフトウェア開発のスピードを加速させ、より徹底したものになり、ソフトウェアの安全性が確保されます。
自動テストは、ソフトウェア開発サイクルの様々な場面で効果的に使用することができます。ここでは、自動テストが有益であるとされる場面をいくつか紹介します。
・反復的なタスク
頻繁に繰り返す必要があるテストを自動化することで、時間を節約し、エラーを減らすことができます。
・頻繁に実行されるテスト
一貫した結果を保証するために、頻繁に実行されるテストに向いています。
・複雑で時間のかかる作業
手動で実行するには複雑すぎたり、時間がかかりすぎるタスクを自動化することで、リソースの無駄な使用を無くします。
・手動テストの実行が不可能または困難
テストや要件が複雑であるため、手動では簡単に実行できない場合、自動テストが役立ちます。
・基本的なスモークレベルテスト
ソフトウェアの主要部分が変更後に正しく機能しているかどうかを確認するためスモークレベルテストを自動化することにより、細部まで確認する必要がなくなり、素早く実行することができます。
・機能テスト
自動化は、ソフトウェアが指定された要件に従って正しく機能するかどうかの検証にも向いています。
・パフォーマンスまたは負荷テスト
負荷の高い使用シナリオをシミュレートするテストを自動化し、ストレス下におけるソフトウェアのパフォーマンスを評価します。
・クリティカルコンポーネント
ソフトウェアの運用やセキュリティに不可欠な重要な部分のテストを自動化します。
・クロスプラットフォームテスト
デバイスの異なる様々なOS間でソフトウェアをテストし、互換性と一貫性を確保するのに役立ちます。
以下で、 人気の自動テストフレームワークを紹介します。
【Webベース】
・Selenium
Seleniumは、複数のプログラミング言語でテストスクリプトを作成できる柔軟性を提供する、広く使用されているオープソースのツール群です。Ruby、Java、Node.js、PHP、Perl、Python、JavaScript、C#などに対応しています。
・Puppeteer
Puppeteerは、ChromeやChromiumなどのChromeベースのブラウザと直接やり取りできるように設計されたテスト自動化フレームワークであり、Firefox（Nightly Build）にも対応しています。その高度な機能とnpmまたはYarnを使用した簡単なインストールにより、ユーザーはDevToolsプロトコルにシームレスにアクセスし、管理することができます。
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・Playwright
Microsoftによって開発されたエンドツーエンドのテスト自動化フレームワークであるPlaywrightは、自動化テストの選択肢として、人気の高まりを見せています。Chromium、Firefox、WebKitブラウザを自動化するための単一のAPIを提供しています。PlaywrightのテストはNode.js、JavaScript、TypeScriptを使用しており、汎用性が高く、多くのユーザーが利用できます。
・Cypress
Cypressは、Webアプリケーション用に設計されたオープンソースのエンドツーエンドのテストフレームワークです。ユーザーフレンドリーなインターフェイスと豊富な機能セットで知られるCypressは、自動テストの分野で急速に人気を博しています。Webブラウザ内で直接アプリケーションを迅速かつ効果的にテストできるため、開発者の間で支持されています。
【モバイルアプリテストフレームワーク】
・Espresso
Espressoは、Androidアプリケーション専用に設計されたモバイテスト自動化フレームワークです。Googleによって開発され、Android SDKとシームレスに統合されています。
・XCUITest
XCUITesは、iOSアプリケーション専用に設計されたモバイルテスト自動化フレームワークです。Appleによって開発され、Xcodとシームレスに統合されています。XCUITestには、iOSアプリケーションのUIテストの作成、実行、保守のプロセスを簡素化する機能が備わっています。
・Appium
Appiumはオープンソースのテスト自動化フレームワークで、多様なデバイスやプラットフォームでネイティブ、ハイブリッド、Webアプリケーションをテストするために設計されています。Webブラウザの自動化に広く使用されている標準APIであるWebDriverプロトコルをベースに動作します。Appiumの柔軟性により、ユーザーは好みのプログラミング言語、Java、Python、JavaScriptでテスト作成することができます。
・Selendroid
Selendroidは、Androidモバイルアプリケーション用のSeleniumとも呼ばれ、ネイティブおよびハイブリッドモバイルアプリケーション用のテストツールです。Selendroidによって、テスターはAndroidプラットフォーム上で包括的なモバイルアプリケーションテストを実施することができます。Seleniumのクロスブラウザテスト機能のように、Selendroidは複数のデバイスで並列テストケースを実行できます。
・Apache J Meter
Apache J Meterは、Apache Software Foundationによって開発されたオープンソースツールです。負荷テストやパフォーマンステストに広く使用されており、Webアプリケーション、API、データベース、サーバーベースシステムのパフォーマンス評価に効果的です。
・LoadRunner
様々なプロトコルと環境をサポートするMicro Focusのパフォーマンステストツールです。負荷テスト、ストレステスト、パフォーマンス監視の機能を提供します。
・Gatling
Webアプリケーションの負荷テスト用に設計された、Scalaベースのオープンソースツールです。ドメイン固有言語（DSL）を使ってシナリオを定義し、非同期 HTTP/HTTPSをサポートしています。
・NeoLoad
Webやモバイルアプリケーションのパフォーマンステスト用のツールです。負荷テスト、ストレステスト、パフォーマンスメトリックのリアルタイム分析が可能です。
・LoadUI
SmartBearのReady APIスイートの一部であるLoadUI は、REST、SOAP、およびその他のAPIサービスの負荷テストを行うツールです。オープンソース版と商用版の両方があります。
・Taurus
複数のパフォーマンステストツール（JMeter、Gatling など）をサポートし、テストの実行と管理に便利な方法を提供するオープンソースのテスト自動化ツールです。
・Locust
Pythonでテストシナリオを記述できるオープンソースの負荷テストツールです。拡張性が高く、Webアプリケーションのテストに適しています。
テストにおけるAIの役割は、テスターのサポートからテストの独立実行へと進化しています。AIアルゴリズムは、新たなニーズに適応しながら、テストケースを独自に生成、実行、評価できるようになるでしょう。この進歩により、テストの効率、精度、柔軟性が大幅に向上する可能性があります。
・ロボティック プロセスオートメーション（RPA）統合
自動テストはソフトウェアの枠を超え、ソフトウェアとRPAの両方を含む統合システムのテストにまで拡大する可能性があります。この統合は、エンドツーエンドのビジネスプロセスをカバーし、組織のワークフロー全体の品質向上させます。
・テストデータの合成
自動化はAIを活用して、より現実世界のシナリオに近づけたテストデータの生成が可能になるかもしれません。これにより、機密データを公開することなく、より包括的なテストが可能になります。
・倫理的かつ責任あるテスト
AIへの依存度が高まるにつれて、公平性、偏見、倫理的な懸念について、アルゴリズムをテストする必要性が高まります。自動テストフレームワークは、これらの評価を取り込むように進化する可能性があります。
量子コンピュータの台頭により、現在はシミュレーションが難しい複雑なシナリオのテストに、革命をもたらすかもしれません。複雑な計算やシミュレーションをより迅速に処理することで、より徹底的なテストを促進する可能性があります。
・高度なテストレポートと可視化
関係者がソフトウェア品質に対するテストの影響を把握できるよう可視化することで、テストレポートをより直感的で分かりやすいものにすることができます。大量なデータセットからの分析は、意思決定プロセスに役立つ情報を抽出することができます。
・進化する自動化フレームワーク
手動テストと自動テストをスムーズに融合させるハイブリッドテストアプローチをサポートするように進化する可能性があります。これにより、人間の直感と創造性のニーズを満たすと同時に、自動化の効率性の恩恵も受けることができます。
・セキュリティテストの強化
自動テストは、ソフトウェアの安全性を確保する上で非常に重要です。高度な自動化ツールは、複雑なセキュリティ攻撃をシミュレートして、システムの弱点を正確に特定することができます。
・継続的な改善と学習
自動テストは、テスト対象のソフトウェアとともに進化し続けます。チームは、継続的な学習と改善の文化を受け入れ、変化するソフトウェアの状況に合わせて新しいツールや手法を採用していきます。
自動テストはあらゆるソフトウェア開発プロセスにおいて、重要な要素となっています。特に、手動テストに必要な時間と労力を削減しながら、アプリケーションの品質と信頼性を保証します。
適切なツールとアプローチによって、組織はテストのスピードと精度を向上させ、開発サイクルの早い段階でバグを発見し、最終的にはより良いプロダクトをユーザーに提供することができます。
