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過去一年,莫名其妙成了全職的程式教練。大概是天注定,唉。最常遇到的新手問題就是,請問如何入門 XXX 技術。當然,對我來說,寫 Rails 都快十年了。這這個領域東西還真難不倒我,抄了傢伙就幹已經是我這幾年的風格。
不過我一向蠻有實驗精神的。為了要能夠回答這個問題,我特地去重學了新的程式語言( Ruby Motion ),來近距離觀察重新拆解我十年以來的學習反射性動作到底是什麼,來寫一份給新手的參考指南。
Step 1 : 建造時光機
我在學習新技術時,會用到兩個東西。第一個是 Git,第二個是 Redmine。
Git
git 是新手的時光機。我認為如果一般人學習任何程式語言,甚至寫任何筆記,都應該上個 git 版本控制。起碼看你上一次寫了什麼東西。其實 git 一開始也不用學太多指令,練習以下幾個就夠:
- git init (初始一個 Repo)
- git add [檔案名稱] (將某某檔案加入版本控制)
- git commit -m "儲存訊息" (將這次要加入版本控制的檔案,寫入歷史紀錄)
- git checkout -b "新分支名稱" ( 如果要實作一個蠻巨大的實驗性功能,我通常會開一個 branch)
- git checkout "分支名稱" ( 切換不同分支 )
- git push (推送變更到遠端做一次備份,通常是 Github)
- git pull 拉下遠端的變更
主要是將做過的東西,「每一個 interaction 都做一次備份」,讓自己知道當初為什麼做了這些變動。
Redmine
Redmine 是一套專案管理系統。不過在這裡我是利用它的「樹狀 ticket 系統」去規劃我的練習。
我運用的方法如下:
- 大致切出第一層,我覺得我想要練習的主題
- 然後中間要是有遇到難題,大概 30 分鐘解不開,我就會「放棄」,然後開另外一張票,隔天心情比較好再回來學
- 中間我要是覺得「有個功能實在太棒了」,我應該可以來做。忍住,開出另外一張票,下週再來做。
- 每一張 Ticket 我拿來記幾個東西:
- 我這次找到了哪些 link(幾乎是一 google 到一個疑似可以用的資源,就 copy 一份)
- 這次這個功能寫了哪些 code。(是的,我不止 git 記了一份,redmine 上還複製了一份)
- 這次我做了哪些改動
- 我之前的「錯誤做法」,為什麼錯了。bug 的原因是?
- 為了解 bug 所找到的 stackoverflow 資源
我的 redmine ticket 記這些東西,每張非常的詳盡。(不是指筆記做得好,而是指這當中的過程,我把每一步幾乎都錄下來)
這樣做的好處是:
- 我不會分心,專注在我當初想練的主題上
- 我不會被鬼打牆的 bug 打擊到自信心全無
- 我不會被自己一時的成就產生的「傲慢感」牽走
- 把每一步包括 bug 都錄下來。bug 的產生以及解法,其實是「重要的知識」。因為 git 「往往只會保留正確的結果」,而不會保留你 debug 的結果。然後下次自己還是會掉進同樣的坑裡面。
Step 2:挑選合適的主題,熟悉基本工具
在無數篇自我的學習部落格我都曾經提到過,在自學過程中保持一定的「成就感」是很重要的。最近,我把我多年來練習題目做了一個總結,找到了一個模式。
超級新手:
- 一個「單一功能」,CRUD 的練習。
- 先做 R 再做 C 再做 D 再做 U。
完整做完一輪,搞懂怎麼樣讓這個專案會動的基本因素與語法。
(注意,這個系統內只有「自己」這個用戶)
新手:
以下按照順序
- 除了 CRUD 外的三個功能
- 這個系統內只能有 1 個角色,通稱「使用者」。
- 登入系統
- 套版
- 加上一個外掛功能
- 部署
(這個最實際的例子就是 TODO + 使用者註冊 + 套版 + deploy)。這一系列做出來,起碼可以讓一個人至少可以熟練這個系統的最基本工具,而不太容易絆倒。
中手:
- 第 2 個角色
- 開發者認為的 10 個重要核心功能
- 至少加入 3 個外掛
- 權限
- 介接一個第三方 (學會讀文件)
之所以會建議這樣做的原因。是我發現每當建議新手自己找題目練習後,他們自己想的題目反而變成了災難。
說災難的原因是因為他們挑選的題目帶給了他們濃厚的挫折感。而這當中最核心的原因在於失控的 scope。
而 scope 的最主要的控制變因在於「這個系統裡面有幾個?操作角色」。很多人會忽略掉一個重要的事實,開發系統裡面多「引入一個使用者角色」,這個系統的複雜度就會成「等比級數上升」。
舉個例子來說好了:
- 一個匿名論壇,大家可以上去發表文章。
- 一個實名論壇,大家必須要登入才能發表文章。
- 一個實名論壇,大家必須要登入才能發表文章,「並且針對它人的文章留言」。
- 一個有管理員的實名論壇,管理者可以任意刪除大家的文章以及留言。發文者也可以砍掉自己文章底下的留言。
這四個例子的功能數量是「等比級數的上升」。而一旦新手挑的題目,系統內角色多於 1 人,基本上就注定「打挑戰級難度被王打死」。
而我一向的學習方式,都是會儘量讓難度可以控制在自己「開開心心學習」的程度上(每次逐步加重,而不是一開始就被滅好玩)。我知道唯有己有成就感地學習,學一門技術才不容易中途而廢。
Step 3:將 Redmine 的筆記整理成技術文章
在學完這整套技術後,我會在適當時機,把過去的筆記寫成一篇技術文件。視情節發布給同事或給部落格讀者。
- 比如說這個專案如果是跟同事協作的,我會在拉 pull request 時,附上快速的一篇 getting started 。
- 如果是這個技術難度比較高,用一篇 getting started 的方式很難讓對方快速掌握,我會至少做一份 newbie guide ,讓想學的人,透過 guide 帶練至少一次快速衝到新手等級。
因為 redmine 上當初的筆記非常得詳細,在看這些筆記與 git 的時候,我當時的記憶就會被喚醒。甚至上面有現成的 code example 可以直接拿來改編。
而把這些筆記整理成技術文件與指南非常有幫助,因為「寫作」這件事可以幫助我從此把這門新技術「想通」,而且烙印到大腦裡面。
總結
以上的步驟,最後可以總結成三個重點:
- 建造時光機,與錄下自己學習的過程
- 做有成就感的題目,透過控制「角色」去控制複雜度,在頭兩個循環就掌握到基本工具,而且做出有成就感的東西。
- 重新複習,寫成文章,內化成自己的架構。
分享給大家。
Mocking
在這個例子裡面,我們用了 mock 手法,確認 show
這個 action,真的有去呼叫 Suggestion.find
allow(Suggestion).to receive(:find).and_return(suggestion)
expect(Suggestion).to receive(:find)
劣勢:順序「反直覺」
但是其實這樣的寫法,對於我們之前提到的 Four-Phase Test:
- Setup (準備測試資料)
- Exercie (實際執行測試)
- Verification (驗證測試結果)
- Teardown (拆解測試)
有點相違背了。
我們先做了 Verification (expect)再做 Exercise ( get :show) 。
劣勢:容易失敗
而且在拆解階段,我們會將這段測試重寫成這樣。將 expect 寫在 before 階段,但這樣寫的缺點是,expect 如果不如預期,後面測試會因為 except 全死。
Spying
與其使用 Mocking 手法,我們可以改用 Spy 手法,將測試改成這樣。(RSpec 使用 have_received 去驗證)
Four Phase 順序不但正確,而且是在 Exercise 後,才做 Verification。
double 可以讓我們輕易地閃掉準備「協作者」的痛苦。但是有時候,我們還是可能被「協作者」本身的內部邏輯改變整到。比如說,這裡是一個「建議」Suggestion 表單:
如果物件非法的話,要 render new 這個 action。正常來說,這樣的 controller 測試,應該會通過。
但是有時候 controller 程式碼沒有動,但 model 程式碼內部動了,比如說在這個例子,可能多加了新的欄位,或者是新增了其他的驗證方式,導致這個 controller 測試要因為 suggestion 內部本身的邏輯要修改。
這樣真的很討厭。
重寫測試
其實這裡我們根本不應該塞「例子」進去,這樣 suggestion 內部邏輯一旦改變,我們的 controller test 就要改個沒完。我們真正應該要做的是:
- 準備一個「一定儲存失敗的替身」
- 然後在 controller 讓 @suggestion.save 鐵定失敗
- 因為我們要驗證的是 「render :new」
所以我們可以把測試改寫成這樣
這樣 suggestion 內部驗證再怎麼樣變,都不會影響到這個 controller test。
Four-Phase Test 是一種常見的測試 Pattern。幾乎也是一般人在寫測試的手法,依序為:
- Setup (準備測試資料)
- Exercie (實際執行測試)
- Verification (驗證測試結果)
- Teardown (拆解測試)
但是通常我們在一般寫測試或者是 TDD 時,常常會遇到一些狀況,導致 Setup 階段時,資料「難以被準備」。通常是有以下幾種狀況:
對象物件當中的「協作者」還沒被誕生
比如說都還沒寫到那個 class 或者是 method
對象物件當中的「協作者」是「系統外部物件」
如: API 回傳內容
要準備的資料、相依性過於複雜
要生超多物件才能測試
執行這個測試,呼叫到「吃效能很兇」的 method
導致測試運行緩慢
使用替身
但我們的首要要務,其實是要測我們內部的程式的邏輯,不是要測「外部邏輯」的狀況。所以我們可以使用 mock objects,在 RSpec 裡面叫做 double(替身)。
在 Setup 階段使用「替身」的資料,直接進行測試。
舉例來說,我這裡有一個學生計算器
我還沒想好 course.students_count 要怎樣設計(這在 TDD 中很常見),但是我知道在 StudentsCalculator 中的邏輯,吃的就是將來 course 提供的 students_count,而且「我現在就想要驗證這件事」。所以我可以假造一個 course 的替身,讓這段測試可以通過。
以這個程式來說,我們要把「課程上架」,課程上架以後,系統會送一封 onboarding 信給開課教師。
但是下面這個測試,我們在這裡測試的狀況,我們根本不在乎「信是否有沒有被送給開課教師」,我們在乎的是:呼叫 publish!
後,是否課程真的已經會被上架。
所以我們就會用 allow(course.user).to receive(:send_welcome_email!)
把 send_welcome_email!
這件事 stub 掉,讓它 return nil,這樣就不會呼叫 UserMailer 了。
何況,我們可能也還沒時間開發 UserMailer 內的東西。
- 備註: 在 RSpec 2.x 版,你可以直接這樣寫
course.stub(:send_welcome_email!)
,但這寫法造成一些敘述語法問題,所以 RSpec 3 改成 allow + receive - 備註: 在 RSpec 2.x 的
stub
與mock
語法造成一些很大的語法與觀念問題。RSpec 3 改的清楚不少...
Stub
一般來說,驗證「回傳值」或驗證「狀態改變時」,經常會使用 Stub 手法。
因為在這兩種狀況中,即便這個 method 有可能去呼叫「外部物件」,坦白來說,我們「不在乎」。
比如說這段程式碼
因為我們只在乎「當下這個物件」。所以寫測試時,我們會 stub 掉 update_visit_cache_to_memory!
「呼叫 外部 method」這件事。以取得我們要的結果。
Mock
「模擬」與一個「協作者」的互動,設立一個「會收到指定訊息」的期望,去驗證互動是否真的有發生。
要開始講解 Stub 與 Mock 這兩個概念之前。我想要先來介紹單元測試的種類,這樣才講得清楚後續要繼續寫下去的主題。
一般來說,單元測試分成三種狀況。
1. 驗證回傳值是否符合期待
查詢:
- 回傳某些東西
- 不改變狀態
2. 驗證物件狀態的改變是否符合期待
命令:
- 改變內部狀態
3. 驗證是否有去執行與外部的呼動
呼叫:
- 是否有去執行與外部的互動
很多新手在經歷一兩年的開發經驗後,開始覺得寫測試很重要。想要入門學習測試。但是看到這些名詞:
- stub
- mock
- double
- allow
- receive
- expect
就覺得很頭痛。特別是 RSpec 2.1 與 RSpec 3 一些語法升級,又造成了更大的混淆。所以我希望寫一系列的文章,解釋清楚這些名詞。想辦法把測試這個主題講清楚。
這一個系列,我會嘗試以以下的順序講解以下主題:
- Part 1: 測試的種類
- Part 2: stub V.S. mock
- Part 3: 使用 stub
- Part 4: 使用dobule
- Part 5: Stubbing
- Part 6: Mocking V.S. Spying
有同學最近在問 RSpec 的問題,因為會回答很多次,乾脆寫「一個經典例子」,來介紹 RSpec 的常見 syntax,來介紹一串重要的手法。
例子:Course#publish?
publish?
的判斷方式是 published_at
這個欄位存在與否。
觀念 1: 測試要寫 正 / 負場景
在這個例子裡面,因為是測 boolean 值,比較好的方式,是要寫正反例子。
觀念 2 :當 when 與重複語句出現,應抽出變成 context
- when published_at present?
- when published_at blank?
這兩句是場景,所以接下來可以改寫成
觀念 3 : 用 let 抽出 course,it 內只測 expect
將物件抽到 let。
觀念 4 : Minimal Valid Object 與「測試真正的變因」
但是在步驟 3 中,這樣的測試手法,是生成了「兩個不同的物件」去測。但我們寫這個測試的目的是要「測試一個物件,在published_at值不同」的情況下的回傳狀況。
真正的「宿主」是 Coruse 本身。所以我們改用 subject。傳 nil 與 現在的時間,去測試真正要測的行為。
觀念 5 : xxxx? 可以使用 be_xxxxx 去測試
觀念 6 :is_expected
測 return true/ false 看起來像是超多餘的。而且我們是對 subject 測,所以又可以改成 is_expected
最後看起來是不是變得很好維護呢?