Testautomatisierung: Effizienz steigern, Fehler reduzieren

Wussten Sie, dass fehlerhafte Software (laut einer Schätzung aus dem Jahr 2020) allein in den USA Schäden in Höhe von nicht weniger als 2,08 Billionen Dollar verursacht hat? Das sind zum heutigen Wechselkurs ungefähr 759,2 Billionen HUF, was fast zehnmal so viel ist wie Ungarns Staatsbudget für 2024 (einschließlich der Ausgaben- und Einnahmenseite).

Diese enorme Summe beschränkt sich natürlich nicht nur auf die direkten Kosten, die Softwareunternehmen für die Behebung von Fehlern aufwenden müssen. Eine weitere Verlustquelle ist die Produktivitätsminderung, da Softwarefehler zu Arbeitsunterbrechungen, Störungen und Verzögerungen führen können. Finanzielle Verluste können auch durch Reputationsverlust entstehen, da fehlerhafte Software den Kunden signalisieren kann, dass ein Unternehmen keine qualitativ hochwertige Arbeit leistet. Zudem können Fehler Sicherheitsrisiken darstellen, die erhebliche finanzielle Auswirkungen in Form von Cyberangriffen, Datenpannen, Diebstählen und Finanzbetrug haben können.

Software-Tests im Allgemeinen

Jeder, der mit Softwareentwicklung zu tun hat, versteht die Bedeutung von Software-Tests, da effektive Tests helfen:

• Fehler zu identifizieren und zu beheben
• Sicherheitslücken zu entdecken und zu schließen, bevor die Software der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird
• Die Benutzererfahrung zu verbessern
• Zur langfristigen Nachhaltigkeit und Wartbarkeit der Software beizutragen

Software-Tests oder Software-Qualitätssicherung?

Obwohl eng verwandte Konzepte, ist es wichtig, zwischen Software-Tests und Software-Qualitätssicherung (QA) zu unterscheiden. Beide zielen darauf ab, die Qualität der Software zu verbessern, aber während sich Software-Tests auf die (nachträgliche) Identifizierung von Code-Fehlern konzentrieren, konzentriert sich die Software-Qualitätssicherung darauf, die Entstehung von Fehlern während des gesamten Entwicklungsprozesses zu verhindern.

Manuelle Tests

Manuelle Tests beinhalten, dass menschliche Tester vorgefertigte Testfälle durch die Nutzung der Systemfunktionen ausführen und die Funktionsweise der Software überprüfen. Die Vorteile manueller Tests sind gut bekannt:

• Erfordern keine zusätzlichen Software-Tools zur Durchführung der Tests
• Die am weitesten anwendbare allgemeine Methode, die die meisten Software-Fehler erkennen kann
• Explorative Tests können nur manuell durchgeführt werden
• Menschliche Tester können (noch) das Benutzerverhalten viel besser simulieren als eine Software

Jedoch hat Testautomatisierung im Vergleich zu manuellen Tests folgende Vorteile:

• Mit der entsprechenden Automatisierungssoftware sind automatisierte Tests effizienter und schneller, da die Testsoftware nicht zwischen den Klicks pausiert, keine Kaffeepausen macht und auch nachts „arbeitet“ ohne Müdigkeit
• Um eine große Anzahl von Benutzern zu simulieren (z.B. bei Lasttests), ist die Testautomatisierung die bessere Wahl
• Bei der wiederholten Durchführung derselben Tests (z.B. Regressionstests) ist die Automatisierung der Tests eine effizientere Lösung

Testautomatisierung

Aber was genau sind automatisierte Tests, oder Testautomatisierung? Automatisierte Tests beinhalten die Nutzung einer separaten Software (Testanwendung), um Testfälle auszuführen und die Tests auszuwerten, d.h. tatsächliche und erwartete Ergebnisse zu vergleichen.

Die Vorteile der Testautomatisierung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Helfen, Testaufgaben schneller, effizienter und fehlerfrei durchzuführen
• Ermöglichen Continuous Integration und Continuous Delivery (CI/CD), die in der modernen Softwareentwicklung unverzichtbar sind, indem sie Entwicklern ermöglichen, neue Code-Versionen häufiger und zuverlässiger zu produzieren und zu liefern
• Unterstützen eine schnellere Fehlerbehebung, indem sie sofortiges Feedback zu Fehlern liefern

Typische Anwendungsbereiche der Testautomatisierung

1. Unit-Tests

Dies beinhaltet das Testen kleiner, individueller Komponenten der Software. Obwohl in der Regel manuell durchgeführt, sind sie gut für die Automatisierung geeignet.

2. Smoke-Tests

Ein Funktionstest, der die grundlegende Funktionalität überprüft, um sicherzustellen, dass das Programm weiteren Tests standhalten kann.

3. Integrationstests

Diese stellen sicher, dass die Interaktionen zwischen den Softwarekomponenten korrekt sind, wenn das gesamte Softwareumfeld genutzt wird.

4. Regressionstests

Diese sind funktionale und nicht-funktionale Tests, die sicherstellen, dass keine Teile der Software durch Änderungen (z.B. Software-Updates) beschädigt werden.

5. Sicherheitstests

Sicherheitstests können auch funktional und nicht-funktional sein. Sie zielen darauf ab, potenzielle Sicherheitslücken aufzudecken, die böswillig ausgenutzt werden könnten und ein Sicherheitsrisiko darstellen.

6. Leistungstests

Diese sind nicht-funktionale Tests, die die Stabilität und Reaktionsfähigkeit des Systems bewerten, um sicherzustellen, dass die Software große Benutzerlasten bewältigen und eine bessere Benutzererfahrung bieten kann.

Typische Testautomatisierungsmethoden

1. API-Tests

Die API verbindet die Software mit der Außenwelt und greift auf Systemfunktionen zu, ohne die Benutzeroberfläche zu verwenden. Tests über die API bieten hervorragende Möglichkeiten zur Automatisierung, sei es bei der Implementierung von Integrationstests mit komplexen API-Aufrufen oder Lasttests durch Aufrufe der APIs mit großen Datenmengen.

2. UI-Tests

Simulieren die typische Benutzererfahrung mit Automatisierung. Die Testautomatisierung generiert Ereignisse wie Tastaturanschläge und Mausklicks auf der Benutzeroberfläche und beobachtet Veränderungen, um die korrekte Funktionsweise des Systems zu überprüfen.

Testautomatisierung bei DSS Consulting

Bei DSS nutzen wir diese Methodik zunehmend, insbesondere in den folgenden Bereichen: robotergestützte UI-Tests, Unit-Tests, Leistungstests und API-Tests.

Unsere Erfahrungen umfassen:

• Selenium: Unit-Tests in Java-Umgebungen
• JMeter: Lasttests zur Massentests von Softwarefunktionen
• UIPath: Robotergestützte Tests auf Benutzeroberflächen
• Cypress: Tests von Webanwendungen
• REST Assured: API-Tests in Java-Umgebungen

Beispiele für unsere Testautomatisierungsprojekte:

• Für einen multinationalen Pharma-Kunden führen wir automatisierte Tests eines Registratursystems durch, das Moleküle organisiert und die Medikamentenforschung unterstützt, indem wir die Cypress-Technologie verwenden.
• Für einen Energiebranchen-Kunden helfen wir bei der Überarbeitung und Automatisierung von Hunderten ursprünglich manueller Testfälle mit den Technologien Selenium und Katalon Studio.
• Für einen führenden Versicherungskunden entwerfen und überwachen wir die Ausführung von Testfällen in einem maßgeschneiderten automatisierten Testframework, das von Selenium und XPath unterstützt wird.

Das vielleicht interessanteste Projekt in diesem Zusammenhang ist die Automatisierung von Regressionstests für zwei große Systeme:

Für unseren Kunden aus dem Bankensektor haben wir zwei große Systeme entwickelt, die miteinander und mit anderen Systemen integriert sind und vier- bis achtmal im Jahr größere Upgrades erhalten. Vor jedem Upgrade führen wir Regressionstests durch, um festzustellen, ob das Software-Upgrade negative Auswirkungen auf die Leistung der Systeme hat. Insgesamt haben wir mehr als 400 solcher Regressionstests für die beiden Systeme definiert, deren Ausführung bei manueller Durchführung durchschnittlich 15 Minuten dauert – 80 bis 100 Stunden für die Ausführung aller Testfälle, was für einen Tester 2 bis 2,5 Wochen Arbeit bedeutet. Bei acht Software-Updates pro Jahr sind das 16-20 Wochen, was einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand bedeutet und den Entwicklungsrhythmus verlangsamt.

Im Gegensatz dazu können diese Tests mit der Testautomatisierung häufiger durchgeführt werden, sogar über Nacht, mit minimalem Arbeitsaufwand, bevor der UAT-Test dem Benutzer vorgelegt wird. Auftretende Fehler können innerhalb kurzer Zeit behoben werden, und die Entwicklung wird fehlerfrei dem UAT-Test unterzogen, was für unsere Kunden erhebliche Einsparungen bei den Testkosten bedeutet.

Die Zukunft der Testautomatisierung

Die fortschreitende Entwicklung der automatisierten Softwaretests und das Aufkommen innovativer Technologien deuten darauf hin, dass die Testautomatisierung eine zunehmend wichtige Rolle in zukünftigen Entwicklungsprozessen spielen wird.

Obwohl die automatisierten Tests manuelle Tests zunehmend ersetzen werden, könnte die Rolle manueller Tests in Bereichen wie der Verifizierung der Benutzererfahrung (UX) oder der Prüfung komplexer Geschäftsszenarien bestehen bleiben. Der kreative Ansatz und die menschliche Perspektive von manuellen Testern sind in Bereichen, in denen automatisierte Tests noch Einschränkungen haben, nach wie vor herausragend.

In naher Zukunft werden Technologien wie KI und maschinelles Lernen erwartet, die Intelligenz automatisierter Tests zu verbessern und Tests an sich ändernde Umgebungen anzupassen. Darüber hinaus können fortgeschrittene Datenanalysen und die Nutzung von Testdaten dazu beitragen, Testprozesse weiter zu optimieren und Fehler frühzeitig zu erkennen.

Insgesamt hat die Testautomatisierung eine vielversprechende Zukunft, die weitere Innovationen in der Softwareentwicklung mit sich bringt.

Könnte Ihr Unternehmen die Testprozesse effizienter und kostengünstiger gestalten? Warum besprechen wir das nicht bei einer guten Tasse Kaffee?