CS/SW공학

테스트 주도 개발 (TDD: Test Driven Development)

sun._.ny 2022. 9. 2. 23:21

TDD란?

  • Test Driven Development의 약자로 테스트 주도 개발 이라고 함
  • 소프트웨어를 개발하는 여러 방법론 중 하나
  • 반복 테스트를 이용한 소프트웨어 방법론으로, 작은 단위의 테스트 케이스를 작성하고 이를 통과하는 코드를 추가하는 단계를 반복하여 구현

 

 

 

 

 

 

TDD 개발주기

  1. RED : 문제를 정의하는 것에 집중
  2. GREEN : 그 문제를 해결하는데 집중
  3. Refactor : 작성한 코드를 개선하는데 집중

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TDD는 어떤 상황에서 해야할까

  1. 처음 해보는 프로그램 주제 (내부적인 불확실성이 높은 경우)
  2. 고객의 요구조건이 바뀔 수 있는 프로젝트 (외부적인 불확실성이 높은 경우)
  3. 개발하는 도중 코드를 많이 바꿔야 된다고 생각하는 경우
  4. 개발이 완료된 후, 해당 코드를 누가 유지보수 할지 모르는 경우

 

즉, 불확실성이 높을 때 TDD를 하면 된다.

 

 

TDD의 궁극적인 목표는 작동하는 깔끔한 코드를 작성하는 것이다.

TDD의 개발 단계에는 리팩토링이 있는데, 이 리팩토링 과정을 거치면서 중복된 코드들은 제거되고, 복잡한 코드들은 깔끔하게 정리하게 된다. 또한 테스트를 처음 작성할 때에는 귀찮고 개발을 느리게 한다는 느낌을 받을 수 있지만, 장기적으로 보면 개발 비용을 아껴줄 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TDD 개발 방법론의 프로그래밍 순서

 

  1. 실패하는 작은 단위 테스트를 작성한다.
  2. 테스트를 통과하기 위해 프로덕션 코드(실제 동작하는 코드)를 작성한다.
  3. 그 다음의 테스트 코드를 작성한다. 실패 테스트가 없을 경우에만 성공 테스트를 작성한다.
  4. 새로운 테스트를 통과하기 위해 프로덕션 코드를 추가 또는 수정한다.
  5. 1~4단계를 반복하여 실패/성공의 모든 테스트 케이스를 작성한다.
  6. 개발된 코드들에 대해 모든 중복을 제거하며 리팩토링한다.

 

즉, 단위 테스트 작성 → 단위 테스트 실행 → 운영 코드 작성 → 단위 테스트 실행 → 설계 개선(리팩토링) → 단위 테스트 → …  의 실행을 반복

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

일반적인 개발 vs TDD 개발

 

 

1) 일반적인 개발

보통의 개발 방식은 '요구사항 분석 -> 설계 -> 개발 -> 테스트 -> 배포'의 형태의 개발 주기를 갖는데, 이러한 방식은 소프트웨어 개발을 느리게 하는 잠재적 위험이 존재한다.

 

그 이유로는, 

  1. 소비자의 요구사항이 처음부터 명확하지 않을 수 있음
  2. 처음부터 완벽한 설계는 어려움
  3. 자체 버그 검출 능력 저하 또는 소스코드의 품질 저하
  4. 자체 테스트 비용이 증가할 수도 있음

 

 

어느 프로젝트든 초기 설계가 완벽하다고 할 수 없기 때문에, 외부 또는 내부 조건에 의해 코드 재설계가 필요할 것이다.

하지만 재설계로 인해 코드를 삽입, 수정, 삭제 하는 과정에서 불필요한 코드가 남거나 중복 처리 될 가능성이 크다.

 

이러한 코드들은 재사용이 어렵고 관리가 어려워져 유지보수를 어렵게 만든다.

 

또한, 작은 부분의 기능 수정에도 모든 부분을 테스트해야 하므로 전체적인 버그를 검출하기 어려워진다.

따라서 자체 버그 검출 능력이 저하되고, 그 결과 어디서 버그가 발생할지 모르기 때문에 잘못된 코드도 고치지 않으려 하는 현상이 나타나고 이는 소스코드의 품질 저하과 직결된다.

 

 

 

 

 

2) TDD 개발

 

TDD와 일반적인 개발 방식의 가장 큰 차이점은 테스트 코드를 작성한 뒤에 실제 코드를 작성한다는 점이다.

디자인(설계) 단계에서 프로그래밍 목적을 반드시 미리 정의하고, 무엇을 테스트할지 테스트 케이스를 작성해야 한다. 

 

  1. 테스트 코드를 작성하는 도중 발생하는 예외 사항(버그, 수정사항)들은 테스트 케이스에 추가하고 설계를 개선
  2. 이후 테스트가 통과된 코드만을 코드 개발 단계에서 실제 코드로 작성

 

이러한 반복적인 단계가 진행되면서 자연스럽게 코드의 버그가 줄어들고, 소스코드는 간결해진다.

또한, 테스트 케이스 작성으로 인해 자연스럽게 설계가 개선됨으로 재설계 시간이 절감된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TDD 개발 방식의 장점

 

1) 튼튼한 객체 지향적인 코드 생산

 

TDD는 코드의 재사용 보장을 명시하므로, 소프트웨어 개발 시 기능별 철저한 모듈화가 이뤄진다. 이는 종속성과 의존성이 낮은 모듈로 조합된 소프트웨어 개발을 가능하게 하며, 필요에 따라 모듈을 추가하거나 제거해도 소프트웨어 전체 구조에 영향을 미치지 않게 된다.

 

 

2) 재설계 시간의 단축

 

테스트 코드를 먼저 작성하기 때문에 개발자가 지금 무엇을 해야하는지 분명히 정의하고 개발을 시작하게 된다. 또한 테스트 시나리오를 작성하면서 다양한 예외사항에 대해 생각해볼 수 있다. 이는 개발 진행 중 소프트웨어의 전반적인 설계가 변경되는 일을 방지할 수 있다.

 

 

3) 디버깅 시간의 단축

 

TDD 개발 방식 프로세스 중 단위 테스트가 이루어지는 것에 대한 이점이기도 하다. 예를 들면 사용자의 데이터가 잘못 나온다면 DB의 문제인지, 비즈니스 레이어의 문제인지 UI의 문제인지 실제 모든 레이러들을 전부 디버깅 해야하지만, TDD의 경우 단위테스트가 이루어지기 때문에 특정 버그를 손쉽게 찾아낼 수 있다.

 

 

4) 테스트 문서 대체 가능


주로 SI 프로젝트 진행 과정에서는 어떤 요소들이 테스트 되었는지 테스트 정의서를 만든다. 이것은 단순 통합 테스트 문서에 지나지 않는다. 하지만 TDD를 하게 되면 테스팅을 자동화시킴과 동시에 보다 정확한 테스트 근거를 산출할 수 있다.

 

 

5) 추가 구현의 용이함


개발이 완료된 소프트웨어에 어떤 기능을 추가할 때 가장 우려되는 점은 해당 기능이 기존 코드에 어떤 영향을 미칠지 알지 못한다는 것이다. 하지만 TDD의 경우 자동화된 단위 테스트를 전제하므로 테스트 기간을 획기적으로 단축시킬 수 있고, 이는 곧 추가 구현의 용이함으로 이어진다.

 

 

 

TDD 개발 방식의 단점

 

가장 큰 단점은, 생산성의 저하이다.

 

처음부터 2개의 코드를 짜야하고, 중간에 테스트를 하면서 고쳐나가야 하기 때문에 생산성이 저하될 수 있다. TDD 방식의 개발 시간은 일반적인 개발 방식에 비해 대략 10~30% 정도로 늘어난다고 한다.

그리고 SI 프로젝트에서는 소프트웨어의 품질보다 납기일 준수가 훨씬 중요하기 때문에 TDD 방식을 잘 사용하지 않는다.