Гибкая разработка и разработка через тестирование

Зрелость обрела не только веб-разработка. В разработке программного обеспечения в целом произошел сдвиг в сторону гибких методологий. Под этим можно подразумевать много разных аспектов, но в основном гибкость касается организации проектов по разработке программного обеспечения в форме адаптируемых процессов обнаружения и противостояния интенсивному предварительному планированию. Приверженность к гибким методологиям, как правило, неразрывно связана с набором методик и инструментов разработки (обычно с открытым кодом), которые способствуют и помогают этим методикам.

Двумя примерами являются разработка через тестирование (test-drivendevelopment - TDD) и относительно близкая к ней разработка через тестирование поведения (behavior-drivendevelopment - BDD).

Идея состоит в таком проектировании программного обеспечения, при котором сначала описываются примеры желаемого поведения (известные как тесты или спецификации), чтобы в любой момент можно было проверить стабильность и корректность работы приложения путем выполнения набора тестов применительно к текущей реализации. Недостатка в инструментах.NET, поддерживающих TDD/BDD, нет, однако они не слишком хорошо работают с WebForms:

• Инструменты модульного тестирования позволяют задавать поведение отдельных классов или других небольших блоков кода изолированным образом. Они могут эффективно применяться только к программному обеспечению, которое спроектировано в виде набора независимых модулей, чтобы каждый тест можно было выполнять в изоляции от других. К сожалению, подобным образом могут быть протестированы лишь очень немногие приложения WebForms.
• Инструменты автоматизации для пользовательского интерфейса позволяют эмулировать последовательности взаимодействий пользователя с готовым функционирующим экземпляром приложения. Их можно использовать с приложениями WebForms, но стоит только слегка изменить компоновку страницы, их функционирование нарушится. Без принятия специальных мер приложение WebForms начинает генерировать совершенно другие структуры и идентификаторы HTML-элементов, делая тестовые наборы неработоспособными.

Сообщество независимых поставщиков программного обеспечения вместе с сообществом открытого кода разработали множество высококачественных инфраструктур модульного тестирования (NUnit и xUnit), инфраструктур имитации (Moq и RhinoMocks), контейнеров инверсии управления (Ninject и AutoFac), серверов непрерывной интеграции (CruiseControl и TeamCity), инструментов объектно-реляционного отображения (NHibernate и Subsonic) и аналогичных средств. Из-за своего монолитного проектного решения, традиционная технология ASP.NET WebForms не слишком подходит для таких инструментов и приемов, и поэтому удостаивается не особенно большого внимания со стороны этих проектов.

RubyonRails

В 2004 г. платформа RubyonRails была тихим и незаметным продуктом с открытым кодом от неизвестного игрока. Однако весьма неожиданно она добилась популярности изменив сами правила веб-разработки. Это было связано не с тем, что платформа RubyonRails предложила революционную технологию, а с тем, что она собрала существующие ингредиенты и смешала их настолько великолепным способом, что смогла буквально "пристыдить" существующие на то время платформы.

Платформа RubyonRails (или просто Rails, как ее обычно называют) заключала в себе архитектуру MVC. Применение архитектуры MVC и работа в гармонии с протоколом HTTP, внедрение соглашений вместо обязательного конфигурирования и интеграция инструмента объектно-реляционного отображения (object-relationalmapping - ORM) в ядро позволило приложениям Rails без особых усилий завоевать относительно высокую популярность.

Это было похоже на открытие того, какой должна быть веб-разработка в целом. Платформа Rails показала, что соблюдение веб-стандартов и соответствие REST не обязательно должны быть трудновыполнимой задачей. Она также продемонстрировала, что гибкая разработка и разработка через тестирование оказываются наиболее успешными, если сама инфраструктура спроектирована для их поддержки. С тех пор остальные представители мира веб-разработки принялись наверстывать упущенное.

Node.js

Еще одна важная тенденция - переход к использованию JavaScript в качестве основного языка программирования. Технология AJAX первой продемонстрировала важность JavaScript, технология jQuery показала, что этот язык может быть мощным и изящным, а JavaScript-механизм с открытым кодом V8 от Google продемонстрировал, что он может быть невероятно быстрым.

В настоящее время JavaScript становится серьезным языком программирования серверной стороны. Он служит языком хранения и запрашивания данных для нескольких нереляционных баз данных, включая CouchDB и Mongo, а также применяется в качестве универсального языка в таких серверных платформах, как Node.js. Платформа Node.js появилась в 2009 г. и быстро завоевала широкое признание. Ниже перечислены ее ключевые инновации.

· Использование JavaScript. Разработчикам приходится иметь дело с единственным языком - в клиентском коде, внутри логики серверной стороны, в логике запроса данных через CouchDB и т.п.

· Обеспечение полной асинхронности. Основной API-интерфейс Node.js не предоставляет никаких способов блокирования потока на время ожидания ввода-вывода или любой другой операции. Весь ввод-вывод реализован путем запуска операции, а затем позднего получения обратного вызова, когда ввод-вывод завершен. Это означает, что в Node.js чрезвычайно эффективно используются системные ресурсы и могут обрабатываться десятки тысяч одновременных запросов на один ЦП (Как правило, возможности альтернативных платформ ограничиваются приблизительно сотней одновременных запросов на один ЦП.)

Node.js остается технологией, ориентированной на определенный круг пользователей. Ее самым большим вкладом в разработку веб-приложений стало, как ни странно, предоставление согласованного механизма JavaScript, на основе которого могут быть написаны инструменты разработки. Многие развивающиеся инфраструктуры JavaScript клиентской стороны, такие как AngularJS, имеют хорошую поддержку, основанную на том, что они используют Node.js.

Принятие Node.js для развертывания веб-приложений шло медленнее. Большинство компаний, строящих реальные приложения в ограниченные временные сроки, обычно нуждаются в полномасштабной инфраструктуре, такой как RubyonRails и ASP.NET MVC. Платформа Node.js упоминается здесь только для того, чтобы часть проектного решения ASP.NET MVC можно было рассмотреть в контексте отраслевых тенденций. Например, ASP.NET MVC включает в себя асинхронные контроллеры - это способ обработки запросов HTTP с применением неблокирующего ввода-вывода и масштабирования для обработки большего количества запросов на один ЦП.

В октябре 2007 г. в Microsoft анонсировали новую платформу веб-разработки - MVC, построенную на основе ASP.NET и явно спроектированную непосредственно в ответ на развитие технологий, подобных Rails, а также в качестве реакции на критику в адрес WebForms. В последующих разделах будет показано, каким образом эта новая платформа позволила преодолеть ограничения WebForms и вновь вывести ASP.NET на передовой уровень.

Архитектурный шаблон MVC

Важно различать архитектурный шаблон MVC и инфраструктуру ASP.NET MVC Framework. Шаблон MVC далеко не нов (его появление датируется 1978 г. и связано с проектом Smalltalk в Xerox PARC), но в наши дни он завоевал огромную популярность в качестве шаблона для веб-приложений по перечисленным ниже причинам:

· Взаимодействие пользователя с приложением MVC осуществляется в соответствии с естественным циклом: пользователь предпринимает действие, в ответ на которое приложение изменяет свою модель данных и доставляет обновленное представление пользователю. Затем цикл повторяется. Это хорошо укладывается в схему веб-приложений, предоставляемых в виде последовательностей запросов и ответов HTTP.

· Веб-приложения, нуждающиеся в комбинировании нескольких технологий (например, баз данных, HTML-разметки и исполняемого кода), обычно разделяются на ряд слоев или уровней. Полученные в результате шаблоны естественным образом вписываются в концепции MVC.

Инфраструктура ASP.NET MVC Framework реализует шаблон MVC и при этом обеспечивает существенно улучшенное разделение ответственности. На самом деле в ASP.NET MVC внедрен современный вариант MVC, который особенно хорошо подходит для веб-приложений.

За счет принятия и адаптации шаблона MVC инфраструктура ASP.NET MVC Framework составляет сильную конкуренцию RubyonRails и аналогичным платформам, выводя модель MVC в авангард развития мира.NET. Обобщая опыт и наиболее рекомендуемые приемы, обнаруженные разработчиками, которые используют другие платформы, ASP.NET MVC во многих отношениях превзошла даже то, что может предложить Rails.

Расширяемость

Инфраструктура MVC Framework построена в виде набора независимых компонентов, которые удовлетворяют интерфейсу.NET или созданы на основе абстрактного базового класса. Компоненты, подобные системе маршрутизации, механизму визуализации и фабрике контроллеров, можно легко заменять другими компонентами с собственной реализацией. В общем случае для каждого компонента MVC Framework предлагает три возможности:

· Использование стандартной реализации компонента в том виде, как она есть (этого должно быть достаточно для большинства приложений).

· Создание подкласса из стандартной реализации с целью корректировки существующего поведения.

· Полная замена компонента новой реализацией интерфейса или абстрактного базового класса.

Различные компоненты, а также способы и причины их возможной настройки или замены будут рассматриваться в следующих статьях.

Жесткий контроль над HTML и HTTP

Инфраструктура ASP.NET MVC генерирует ясный и соответствующий стандартам код разметки. Ее встроенные вспомогательные методы HTML производят соответствующий стандартам вывод, но существует также гораздо более значимое философское изменение по сравнению с WebForms. Вместо генерации громадного объема трудно поддающейся управлению HTML-разметки инфраструктура MVC Framework стимулирует создание простых и элегантных элементов, оформленных стилями CSS.

Конечно, если действительно требуется использовать некоторые готовые виджеты для таких сложных элементов пользовательского интерфейса, как окна выбора даты или каскадные меню, применяемый в ASP.NET MVC подход "никаких специальных требований" к разметке, позволяет легко использовать наилучшие библиотеки для построения пользовательских интерфейсов, подобные jQuery или Bootstrap CSS. К примеру, библиотека jQuery настолько эффективно поддерживается, что поставляется в качестве встроенной части стандартного шаблона проекта ASP.NET MVC в VisualStudio наряду с другими популярными библиотеками, такими как Bootstrap, Knockout и Modernizr.

Сгенерированные ASP.NET MVC страницы не содержат никаких данных ViewState, поэтому они меньше типовых страниц ASP.NET WebForms по размеру. Несмотря на современные быстрые соединения, такая экономия трафика по-прежнему повышает комфорт конечного пользователя и помогает сократить затраты, связанные с запуском популярных веб-приложений.

Инфраструктура ASP.NET MVC работает в тесном сотрудничестве с HTTP. При этом имеется контроль над запросами, передаваемыми между браузером и сервером, что позволяет очень точно настраивать пользовательский интерфейс по своему усмотрению. Технология AJAX проста, и ей не нужны какие-то автоматические обратные отправки запросов для взаимодействия с состоянием клиентской стороны.

Тестируемость

Естественное разделение различных ответственностей приложения по независимым друг от друга частям программного обеспечения, которое поддерживается архитектурой MVC, позволяет изначально строить легко сопровождаемые и тестируемые приложения. Однако проектировщики ASP.NET MVC на этом не остановились. Для каждого фрагмента компонентно-ориентированного проекта инфраструктуры они обеспечили структурированность, необходимую для удовлетворения требований модульного тестирования и средств имитации.

В среду VisualStudio добавлен набор мастеров для автоматизированного создания проектов модульного тестирования, которые могут быть интегрированы с такими инструментами модульного тестирования с открытым кодом, как NUnit и xUnit. Даже если вам никогда ранее не приходилось создавать модульные тесты, у вас будет все необходимое для успешного старта.

Далее, в этом руководстве, вы увидите примеры написания ясных и простых модульных тестов для контроллеров и действий ASP.NET MVC, предоставляющих фиктивные либо имитированные реализации компонентов инфраструктуры для эмуляции любого сценария с использованием разнообразных стратегий тестирования и имитации.

Тестируемость касается не только модульного тестирования. Приложения ASP.NET MVC успешно работают также с инструментами тестирования, встроенными в средства автоматизации пользовательского интерфейса. Можно создавать тестовые сценарии, которые имитируют взаимодействие с пользователем, не беспокоясь о том, какие структуры HTML-элементов, классы CSS или идентификаторы будут сгенерированы инфраструктурой, равно как и о неожиданных изменениях структуры.