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「テスト駆動開発」を読んで2018年における開発手法へのスタンスへ思いを馳せる

半年前に購入した「テスト駆動開発」を読み直した話

テスト駆動開発

テスト駆動開発

昨年、新訳版が出版された直後に購入し、Scalaで写経し始めたけど、結局「JavaのコードをどうやってScalaに落とし込むか?」ということばかりを考えてしまい、度々本書で触れられている「歩幅の調整」「仮実装」「明白な実装」「三角測量」等の概念をきちんと理解しないままただコードを書いている状態状態になってしまった。また、その後に「Javaでそのまま写経すればどうか」と思ったけれど、今度はいつの間にか、ただ写経だけに専念している自分に気がつき途中で止めてしまった。

この手の概念を理解するための技術書は、流し読みして分かったつもりになってしまうのが一番怖いので、コードを考えながら書く、都度読書メモを書くなど、自分自身の中に「引っかかりポイント」を作っておかないと、せっかく時間をかけて読み終わってもキーワードしか頭に残らず、「キーワード言いたいだけオジサン」が爆誕してしまうので、「手を動かすこと」「考えること」「結果をアウトプットすること」の3つに気をつけながら読み進めることにした。

と言うわけで、今回は3度目の正直の読書記録…本書は全部で320ページと技術書としては決して分量が多い訳では無いですが、プログラミング自体の入門書やリファレンスではなく、コード例を元に概念を学ぶことが目的の本なので、全ページを同じ密度で読み進めるのはなかなか大変です。

なぜ2018年に「テスト駆動開発」を読むべきか?

原著者のKent Beckによる「Test Driven Development: By Example」が出版されたのが2002年、日本で「テスト駆動開発入門」というタイトルで和訳が出版されたのが2003年と、既に出版から15年が経過しています。以降、原著自体は改版されていませんが、一旦日本語版が2013年に絶版になった後、昨年和田卓人さんによる新訳「テスト駆動開発」が出版されました。新訳にあたっては全編JUnit5とPython3に対応するようにコードが書き直されているほか、後述する訳者による「付録C」が追加されている、という変化点は有るものの、本質的には2002年にリリースされたオリジナルの内容から変わっているわけではありません。

この変化の激しいプログラミングの世界で、2002年に出版された本を2018年に読む意味が有るか?というと、それは確実に有るな、と改めて全ページ読み直して思いました。テスト駆動開発までいかなくてもテストコードを書くことは充分に当たり前になってきましたし、プログラミング言語やライブラリの進化、gitやビルドツール、CIツール等の開発をサポートするツールチェーンの進化、アジャイル開発手法の普及など取り巻く環境が大きく変化しました。

更にはそれらが普及することで、「1つの言語や、開発手法、ツールを導入すれば課題が全て解決する」なんていう都合の良い"銀の弾丸"は無いことをみんなが理解してきたことも大きいのではないかと思っています。

現代のソフトウェア開発は複雑化していて、目の前の課題に対して色々な手法やツールを目的と状況に合わせて組み合わせるしかなく、絶対解唯一解は無いと分かっている状況の中、1つの選択肢として"テスト駆動開発"を理解することは非常に重要で、その意味でもこの本は全然古くなっていないと言えるでしょう。

「付録C 訳者解説:テスト駆動開発の現在」

新訳された「テスト駆動開発」をどこから読めばいいかと言われれば、まずは訳者の和田卓人さんによる「付録C 訳者解説:テスト駆動開発の現在」から読み進めた方が良いでしょう。"テスト駆動開発"という手法を取り巻く歴史、特にRuby on Railsの作者であるDHH(David Heinemeier Hansson)の「TDD is dead. Long live testing.」というブログエントリを出発点として始まった議論について詳細に書かれていて、2017年時点での"テスト駆動開発"の置かれた状況、向き合い方がよく理解できる内容になっています。

「付録C」の最後にこう書かれています。

優れたプログラミングテクニックパラダイムは「使いすぎてみて」少し戻ってくるくらいが良い塩梅です。

「過ぎたるは猶及ばざるが如し」と言いますが、それでも一度ハマってみて一歩引いて俯瞰する姿勢が正しい技術に対するスタンスなのかもしれません。この辺りのスタンスを念頭に置いておく意味でもまずは付録Cを読むことをお勧めします。

一方で、15年前の、出版当時の環境を追体験するために、いきなり冒頭から読み進め、ガツっとハマって、”テスト駆動開発最高!これで全部解決!ロックだ!"みたいな所に思考を一旦持って行って、最後に付録Cでクールダウンするのも良いですね、情熱重要です :)

おわりに

テスト駆動開発」訳者の和田さんに「いいね」押してもらえたこのツイートが自分なりの「テスト駆動開発」に対する感想・解釈の全てかも(誤字があるけど)。

あと、TDDに特化していなくても、テスティングフレームワークにはさまざまソフトウェア開発の知見が詰まっているので、それはそれで色んなテスティングフレームワークのソースを見るのは良い習慣だと思っている。TDDではないけど、PerlTest::Moreと、Test::Harnessソースコードを延々と読むことでPerlについての深い理解を得られたと思っている。

テスト駆動開発」の第Ⅱ部は本当にさらっとだけxUnit系テスティングフレームワークの構造の触りだけを紹介しているだけなので、あれを出発点に実際の色々なソースを読むと更に深い学びが有るので、お勧めです。

「ベタープログラマ」を読んだ

原著が出てたときから割と気になっていた「ベタープログラマ」を読んだ。

全体的な感想

第Ⅰ部はコードスタイルや、不要なコードの存在、テストコードを書く話など、非常に実践的な内容が多かった。

第Ⅱ部は割と考え方というか、思想的な話になっていって、第Ⅰ部をきちんと読んで危機感を持って行動を変えられる人であれば自然とそこに到達するのでは?と思った。

まずは第Ⅰ部をしっかり読んで、自分の置かれた環境との差異や、これから行動することを書き出す、みたいな読み方をすると良い。

第Ⅲ部以降は、もう完全に生き方というか、エンジニアとしての振るまいや、哲学の話になってくるので、一気に通読する、というより少し間を置いて拾い読みしながら読み進めて行くと良いかも。

流し読みしても全然役に立たないタイプの内容なので、読書メモは必ず書いた方がいいと思うし、書かれていることが万人にとって正解、といった類いのものでもないので、その辺はあまり感化されすぎず、「考えるきっかけ」くらいに捉えた方がいい。

第Ⅰ部「you.write(code)」について

冒頭にも書いた通り、第Ⅰ部は実践的な内容が多い。

中でも冒頭の4つの章はお勧め。

  • 2章 見かけのよい状態を維持する
  • 3章 少ないコードを書く
  • 4章 取り除くことでコードを改善する
  • 5章 コードベースの過去の幽霊

2章はコードスタイルの話、ここは1つ1つについて根拠が示されているので、分かりやすい。また、コードスタイルが趣味の話ではなく、コミュニケーションの話であることが明示されていて良い。コードは書く以上に読むもの。

最近はどの言語でもフォーマッタが用意されているので、とにかくフォーマッタを通して一貫性を保つことが良いプラクティスとして広まっているので、どんどん使っていきましょう。個人個人で悩むところではないですね。

3章と、4章はなかなか自然とその考えに至るのは難しい内容、特に3章は分かりづらい、冗長なコードを書いてしまう話なのだけど、実際のコードでは単独のコードだけを見ても分かりづらい話だし、たいていは将来の機能追加に向けた保守性の低下という観点なので、なかなか本質的に理解するのが難しいところ。本の中で言及されているコード例は、かなり分かりやすい事例なので、実際のコードを書くときに、果たしてどこまで意識できるか?というのは難しいかもしれない。

誰も分かりづらく、余計なコードを書こうと思って書く訳では無いので、そこには必ず認知の差が有るわけで、その差をどうやって埋めるか?という話までは当然書かれていないので、そこから先はもう教育の話となってくる。

これは悪いコード例と、良いコード例を比較し続けるしかないし、ひょっとしたらIDEがもっと賢くなって等価でもっとシンプルなコードにリファクタリングしてくれる方に期待した方がいいのかもしれない。

4章はコードを削除する話。ソフトウェアの機能追加は新しい価値を提供するために行われるため、既存の機能を消すということはなかなか無いけど、それはコードの保守性を低下させ、迅速な機能のリリースを妨げる存在であるため、削除した方が良いということが書かれてる。

5章はイデオムについて触れられている。どんな言語やフレームワークでもイデオムは有って、それを身につけないと「らしくない」書き方となってしまい、保守性を低下させる。

おわりに

誰だって悪いコードをわざわざ書きたい人はいなくて、そこには認知の差異や、組織としての方針(投資の優先順位)が有るだけなので、この本に書かれているような悪い事例が目の前に有ったからといって、一方的に批判するのは良くないし、なぜそんな状況が(無知以外の理由で)存在するのか?と考えることが大事なんじゃなかと思いました。

とはいえ、2章から5章あたりは「言われないと分からない」レベルの話ばかりなので、まずはこの辺をしっかり読むことをお勧めします。

後半はどんどん抽象的な話になってきますが、考えるきっかけとしては良い本だと思います。

思ったよりコード例が出てくる量が少なくて、「あれ?」と思ったけど、原著のタイトルである「Becoming a Better Programmer」を考えると、割とそうね、という感じでした。

ベタープログラマ ―優れたプログラマになるための38の考え方とテクニック

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Becoming a Better Programmer: A Handbook for People Who Care About Code

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Test2::Prettyを作るために調べたことと、やったこと

Perl 5.26.xでTest2がコアモジュール化しました

Perl 5.26.xでは、コアモジュールのテスティングフレームワークであるTest::Moreモジュールに大改修が行われ、完全にゼロから書き直されれたTest2モジュールベースのものに入れ替えられています(version 1.3xx以降がTest2ベースです)。

Test2そのものの機能説明や、コアモジュール化の状況は、YAPC::Fukuokaでakiymさんが発表された「新時代のテストフレームワークTest2」というスライドをご参照ください。

akiym.hateblo.jp

Test2では、それまでのTAP(Test Anything Protocol)べったりの内部構造から、テストを1つの「イベント」として捉え、テストイベントのストリームを処理する、という思想に変わっています(事実、初期はTest::Streamという名前で開発が始められていました)。おなじみのTAP形式での出力も、単なるフォーマッタによる1つの表現形式に過ぎません。

コアモジュール化により失ったもの

しかし、一方でTest::Moreに対するモンキーパッチで作られていた特殊なテストモジュールが動作しなくなる、という弊害も有ります。執念のような互換性テストにより、たいていのメジャーなテストモジュールはTest2上で動作しますが、根本的にどうしようもないものも有ります。

その中でも最も有名なのが、tokuhiromさん作のTest::Prettyです。

$ cpanm Test::Pretty
--> Working on Test::Pretty
Fetching http://www.cpan.org/authors/id/T/TO/TOKUHIROM/Test-Pretty-0.32.tar.gz ... OK
Configuring Test-Pretty-0.32 ... OK
Building and testing Test-Pretty-0.32 ... FAIL
! Installing Test::Pretty failed. See /xxxx/xxxxxx/.cpanm/work/1521365294.14600/build.log for details. Retry with --force to force install it.

残念ながらテストが通らずインストールが失敗します。これはTest::MoreのコアであるTest::Builderモジュールを徹底的に置き換えるというTest::Prettyの構造がさすがにTest2ベースのTest::Builderでは対応できなかったためです。

Test2::Formatterモジュール

Test2にはTest2::Formatterという、発生したテストイベントを実際のテスト結果の出力へ変換する仕組みが用意されています。例えば、TAP形式への変換はTest2::Formatter::TAPというモジュールが用意されています。

というわけで、Test::Prettyの出力を再現するTest2::Formatter::Prettyを作ってあげれば良い、ということですね。

まずは最小のTest2::Formatter::Prettyを用意してみましょう。Test::Formatterを継承したモジュールは最低限これだけ有れば動きます。

package Test2::Formatter::Pretty;

use strict;
use warnings;

our $VERSION = 'v0.0.1';

use Test2::Util::HashBase qw{
    no_numbers
};

use parent qw/Test2::Formatter/;

sub hide_buffered { 1 }

sub write {
    my ($self, $e, $num, $f) = @_;

    print "にゃーん\n";
}

1;
use Test::More;

use strict;
use warnings;

pass("success!!");
fail("failure!!");

done_testing;
$ T2_FORMATTER='Pretty' perl -Ilib test01.t
にゃーん
にゃーん
にゃーん
にゃーん
にゃーん
$ perl test01.t
ok 1 - success!!
not ok 2 - failure!!
#   Failed test 'failure!!'
#   at test01.t line 7.
1..2
# Looks like you failed 1 test of 2.

テストが2つ(成功と失敗)、ダイアログメッセージが2つ(テストの失敗の詳細と、テストの失敗数)、テストプラン(1..2)が出力されていることが分かるでしょう。

つまり、writeメソッドの中でテストイベントに応じて出力する内容をひたすら変換し、標準出力か、標準エラー出力へ編集していけばOKということになります。

Test::Prettyの仕様を振り返る

ではここで改めてTest::Prettyの仕様を振り返ってみます。

  • テストが成功すれば「ok」ではなく、「✓」を緑で表示する -> 見やすい
  • テストが失敗すれば「not ok」ではなく、「✖」を赤で表示する -> 見やすい
  • テストをスキップすれば、「skip」を黄色で表示する -> 見やすい
  • サブテスト自体のテスト成否を表示しない -> サブテストの中身を見れば充分なので、表示が余計
  • テスト名を宣言しないと、テストコードの該当行のソースをテスト名として表示する -> 実は意外とこれで充分

環境変数HARNESS_ACTIVEが有効なときの挙動はまた違うんですが、複雑になるので、ここでは割愛します。

Test2::Formatter::Prettyを実装する

というわけで、できました「Test2::Pretty」モジュールです。

github.com

はっきり言ってTest2::Formatter::TAPと、Test::Prettyからのコピペのキメラなので、詳しくはソースコードを見てください、としか言い様はありませんが、Test2モジュールがイベントモデルとして綺麗に整理されているので、実装量は非常に少ないです。一部サブテスト周りで表示をスキップするために汚いコードが有りますが、順次改善していきたいと思いますので、使ってみてどんどん感想をください。issue、PRも歓迎です。落ち着いたら、cpanにアップします。

おわりに

長年ウォッチしていたTest2がついにコアモジュール化して、感慨深いものが有ります。 ただ、最近すっかり追いかけていなくて、今回久しぶりにコードを読んでみると全然別物のようになっていたので、追いかけるのに非常に苦労したし、意外とドキュメントも未整備なところが有ったので、これからまたコントリビュートしたい、と思いました。

Test2::Pretty、ぜひ使ってみて下さい。

初めてのPerl 第7版

初めてのPerl 第7版

続・初めてのPerl 改訂第2版

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「UNIXという考え方」を読み返している

プログラミングPerlには、「プログラマの三大美徳」という言葉が出てくる。

色々なところで散々言及されているので、ここで深く解説することはしないけど、ちょっと検索しても比較的新しい日付でこんなブログ記事が出てくる。

moneyforward.com

だからといって、Perlという言語がこの三原則と対応付いた機能はコレです、とか言っているわけではない。あくまで考え方というか、思想として書かれている。

UNIXという考え方」という古典的名著が有って、こちらはもうすこし直接的に、UNIXというオペレーティングシステムが作られてきた背景というか、機能の裏にある考え方がまとめられたもの。とはいっても、UNIXが開発される前にこんな10箇条が張り出されて、「この方針で作る」なんてものでもなく、歴史として振り返ったときに、こんなことが言えるよねっていうことがまとめられている。

だからこそ逆に学びが多いのかもしれない。

個人的には「1つのプログラムは1つのことをうまくやらせる」「90パーセントの解を目指す」あたりが非常に心に突き刺さっていて、やっぱり余計な完璧さを求めるのは良くないというか、先回りして考えたことはたいていロクなことにならないと思っている。

また、3.4章と3.5章の見出しがもう素晴らしい言葉の連続で、考えさせられる。

第二のシステムは、委員会が設計する 第三のシステムは第二のシステムで「火傷」した人が作る

UNIXという考え方」は素晴らしいことがたくさん書かれていて、かつ書籍自体はそれほどのページ数が無い(わずか148ページ)。ちょっとした移動時間の隙間でもさらっと読める量になっている。一方で前述した「プログラミングPerl」はVol.1だけでも756ページも有って、とても移動時間に読める量ではないし、そもそもプログラミング言語の解説書だ。

できれば、こんなプログラミング言語オペレーティングシステム、ライブラリの設計思想を普遍的な内容にまとめて解説した本が有ればいいのに。

UNIXという考え方―その設計思想と哲学

UNIXという考え方―その設計思想と哲学

プログラミングPerl〈VOLUME1〉

プログラミングPerl〈VOLUME1〉

ServletのrequestオブジェクトのgetParameterメソッドを使うとinputStreamが空っぽになっている

https://javaee.github.io/servlet-spec/downloads/servlet-3.1/Final/servlet-3_1-final.pdf

上記Servletの仕様書のセクション3.1.1に書かれている通りなんですけどね。

  • POST method
  • content typeがapplication/x-www-form-urlencoded
  • requestオブジェクトのgetParameter系のメソッドを呼び出す

という条件が揃うと、servletコンテナ側でinputStreamが消費されてしまうので、アプリケーション側で読み込むことができない、とのこと。

読み込み用のメソッドを使っただけでオブジェクトの状態が変わるのって…という感じですが、アプリケーション側からするとraw dataの状態で検査したいことも有ったりして、おせっかいな機能ですね。

ほかにもbody部のパラメータと、URLのパラメータを勝手に1つのMapにミックスしたりと、「それ必要?」感の有る仕様が有ったりしますね。

servletベースのWAFはどうやって回避しているのでしょうか?

Scalatraでずっとissueが残っていますが、特にservletがバージョンアップしても回避策は無さそうなので、APIに注意喚起するPRだけ作っておきました。

github.com

Specs2でテストに失敗したときに例外を投げる

Scala用の代表的なテスティングフレームワークの1つがSpecs2です。

"Acceptance specification"と呼ばれる自由度の高い仕様の記述方法が特徴的です。

以下のコードはDeepThrought. calcUltimateQuestionメソッドの結果の正当性を確認するテストコードです。

import org.specs2._

object DeepThrought {
  def calcUltimateQuestion: Int = {
    // Because this calculation requires strictly 7.5 million years,
    // I will write the answer first :)
    42
  }
}

class UltimateAnswerSpec extends Specification { def is = s2"""
the Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything $checkCalc
"""

  def checkCalc = {
    val answer = DeepThrought.calcUltimateQuestion
    answer must be_==(42)
  }
}

def is = s2"""..."""で囲まれた中に仕様を自由に記述し、テストを実行するメソッドのメソッド名を$を付けて埋め込むと、テストが実行された時に結果が埋め込まれ、成否が表示されます(上記の例でいえば、caclメソッド)。

> test
...
[info] Done compiling.
[info] UltimateAnswerSpec+ the Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything
[info] Total for specification UltimateAnswerSpec
[info] Finished in 64 ms
[info] 1 example, 0 failure, 0 error
[info] Passed: Total 1, Failed 0, Errors 0, Passed 1
[success] Total time: 2 s, completed Dec 5, 2017 9:41:10 PM

テストクラスの名称の後ろに「+」が表示されていれば、そのテストクラスのテストは成功したことになります。

試しにテストコードの数値を「43」に書き換えると、当然演算結果が一致しないのでテストは失敗します。

[error] x the Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything
[error]  42 != 43 (HelloSpec.scala:17)
[info] UltimateAnswerSpec

実際のテストの判定は、マッチャーと呼ばれるメソッドで行います。上記の例では、テストメソッドの最後にある「answer must be_==(42)」がマッチャーを使った箇所になります。このコードでは、計算結果が格納されたanswerという変数が42でなければならないことを表しています。

判定結果はそのままメソッドの返り値として使われ、テストの成否が判定されます(Scalaではメソッドの最後に書かれた値が返り値になります)。

ここまでは通常のspecs2の使い方です。

よくある(?)ミス

これは自分だけかもしれませんが、specs2を初めて使ったとき、あと久しぶりに使った時によくやる間違いが、テストメソッドの中でマッチャーを複数使うことです。

極端な例ですが、下記のテストは、テストメソッド全体としては成功してしまいます。

answer must be_>(43)
answer must be_==(42)

なぜならば、あくまでspecs2ではテストメソッドの戻り値だけがテストの成否に使われるからです。

PerlのTest::Moreなどに慣れていると、うっかり書いてしまいますね。

対応策1: andで連結する

こんな時はマッチャーの結果をandで連結します(上記の例を成功するように書き換えています)。

answer must be_<(43) and be_>(41)

テスト対象の変数が複数有るときはコードブロックで連結します。

    {
      question must be_==("How many roads must a man walk down?")
    } and {
      answer must be_==(42)
    }

対応策2: ThrownExpectations traitを使う

ThrownExpectations traitを使うと、マッチャーが失敗すると、例外を送出し、テストが失敗します。

class UltimateAnswerSpec extends Specification with org.specs2.matcher.ThrownExpectations { def is = s2"""
the Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything $checkCalc
"""

  def checkCalc = {
    val answer = DeepThrought.calcUltimateQuestion

    answer must be_>(43)
    answer must be_==(42)
  }
}

結果はこうなります。

[error] x the Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything
[error]  42 is less than 43 (UltimateAnswerSpec.scala:22)

おわりに

うっかり書いてしまうテストメソッド内の複数マッチャーに対する対策を書きました。

ThrownExpectationsは、なんとspecs2の作者で有る@etorreborre‏さんに教えてもらいました。感謝!

基礎からわかる Scala

Scalaスケーラブルプログラミング第3版