Тестирование микросервисной архитектуры

Меня зовут Кирилл, я работаю в компании Slotegrator и возглавляю отдел QA. Наша команда занимается разработкой платформ для онлайн-казино. У этого продукта очень разнообразный функционал, который включает в себя следующие пункты:

• Модуль регистрации и авторизации;
• Пополнение баланса и отслеживание статуса;
• Подтверждение пользователей;
• Бонусный модуль и т. д.

В этой статье речь пойдет о том, как нам удалось преодолеть трудности благодаря переходу на микросервисную архитектуру и как происходит процесс ее тестирования.

Как все начиналось?

В начале моей карьеры в Slotegrator, наша команда из 30-ти человек работала с 5-6 клиентами. И этого было достаточно, чтобы создавать платформу на PHP-монолите. То есть, она была построена как единое целое, где вся логическая обработка запросов помещалась внутрь одного процесса. 

Но, со временем, наша компания значительно расширила свою клиентскую базу и разрабатывать платформу на монолите PHP стало не удобно, поскольку пожелания клиентов стали разнообразными и каждый хочет создать свою уникальную платформу. 

У монолита модульная структура, которая включает в себя различные модули. Между этими модулями очень сильная связь, поэтому любое изменение одного из них отражается на функционировании всего приложения. При любом обновлении необходимо было выполнить множество команд. И самым большим недостатком в этом являлось то, что мы не могли выполнить обновления быстро.

Архитектура нашего продукта включает в себя следующие пункты:

• интерфейс пользователя;
• серверная часть, которая отвечает за бизнес-логику приложения;
• доступ к данным;
• база данных.

В монолитных приложениях очень ограниченная гибкость, т. к. в одном монолитном блоке объединены все модули и при разворачивании код находится на одном сервере. Таким образом, каждое небольшое обновление или изменение требует полного повторного развертывания новой версии всего приложения.

Работая с монолитом, у нас возникали сложности с масштабированием части приложения, поэтому мы были вынуждены делать это для всего приложения.

Например, запрос касательно игрового функционала происходит значительно чаще, нежели изменение контактных данных или просмотр новостей. В данной ситуации, необходимо было бы уделить этой функции больше внимания, но работая в монолите это просто невозможно. Чтобы обновить новую версию приложения, нужна большая команда, которая будет полностью соответствовать выбранной архитектуре. Однако, такой командой будет очень трудно управлять. В эту команду должны входить специалисты, которые проектируют пользовательский интерфейс, отдельные специалисты по бизнес-логике, базе данных и так далее. Тем не менее все эти команды должны полностью разбираться и уметь работать со всеми бизнес-функциями.

Почему микросервисы?

После того как наша команда столкнулась с рядом проблем, мы решили перейти на микросервисную архитектуру.

Миксервисная архитектура отличается от монолитной тем, что приложение создается как небольшие и независимые компоненты, которые можно развертывать, разрабатывать и поддерживать автономно друг от друга. Безусловно, здесь также есть свои трудности и подводные камни.

Увеличение количества небольших независимых сервисных единиц приводит к возрастанию операционной сложности. Поскольку невозможно обрабатывать десятки услуг без автоматизации их тестирования и развертывания, увеличивается роль непрерывной интеграции и доставки. Из-за технологического разнообразия сервисов возникают повышенные требования к мониторингу.

Однако, нам удалось преодолеть все эти трудности. Мы приобрели огромное количество новых знаний и навыков, а также овладели новыми инструментами. 

И благодаря правильной организации работы у нас получилось обеспечить полноценное сотрудничество программистов, тестировщиков, разработчиков и других участников процесса. Это значительно ускорило процесс разработки платформы.

Тестирование микросервисов

Процесс тестирование микросервисной архитектуры значительно отличается от обычного. Микросервисная архитектура — это совокупность небольших сервисов, где каждый из них обслуживает одну бизнес-задачу. В целом эти небольшие сервисы являются готовым приложением и решают основную задачу. 

Эти сервисы находятся на разных серверах и написаны на различных языках программирования, таких как Java и.Net. Однако, это также является и недостатком, поскольку разработчики определенного микросервиса практически не знают, что делают остальные микросервисы. Таким образом, это делает процесс тестирования не из легких. 

Тем не менее у нас есть возможность обновить отдельный микросервис быстро и протестировать его не затронув другие.

Типы тестирования:

• unit-тестирование;
• контрактное тестирование;
• интеграционное тестирование;
• end-to-end тестирование;
• нагрузочное тестирование;
• UI- или функциональное тестирование.

Теперь рассмотрим подробнее все виды тестирования.

Unit-тестирование

Unit-тестирование (модульное тестирование) — это вид тестирования ПО, позволяющий проверить корректность отдельных модулей или компонентов программного обеспечения. Цель: проверка того, что каждая единица программного кода работает корректно.

Unit-тестирование бывает двух видов:

• позитивное (проверить поведение методов в нормальных условиях);
• негативное (проверить устойчивость системы к нештатным ситуациям).

Когда мы подходим к этапу разработки функционала, девелоперы самостоятельно пишут Unit-тесты, так как каждый из разработчиков лучше знает и понимает работу своего кода, и может лучше выполнить эту задачу, чем тестировщики.

Мы покрыли 70% функционала unit-тестами, и поскольку используем CI/CD, то не можем развернуть приложение, пока они не пройдены.

Контрактное тестирование

У нас работают над микросервисами несколько команд:

• бэкенд;
• фронтенд;
• тестировщики.

Чтобы понимать какой ендпоинт и в каком формате отдаёт и принимает данные, мы договариваемся между собой. Для этого, используем контракт между командами, который называется Pact. Он содержит в себе все методы и возвраты всех сервисов.

Контрактное тестирование подразумевает отношение к микросервису, как к черному ящику. Оно нацелено на то, чтобы мы могли убедиться, что все работает так как надо. Если одна из схем работает не по пакту, это считается дефектом.

Наша команда работает с контрактным тестированием следующим образом: мы получаем ТЗ, которое согласованно со всеми стейкхолдерами. Согласно техническому заданию, мы оцениваем задачи и создаем схему работы.

Интеграционное тестирование

Во время интеграционного тестирования проверяется, насколько корректно разные микросервисы взаимодействуют друг с другом. Этот вид тестирования считается самым критичным тестом всей архитектуры. При положительном исходе тестирования мы можем быть уверены, что она спроектирована правильно, и все независимые микросервисы работают как единое целое в соответствии с ожиданиями.

End-to-end тестирование

E2E тестирует бизнес-логику подобно процессу тестирования в интеграционном, но уже не изолированно, а в масштабе всей системы.

В end-to-end тестировании проверяется, как взаимодействуют все сервисы c платформой:

• регистрация;
• авторизация; 
• игровая деятельность; 
• пополнение и снятие денежных средств.

То есть мы проверяем насколько соответствует все приложение запросам заказчика. 

Нагрузочное тестирование

Процесс нагрузочного тестирования формально делится на 4 этапа:

• тестирование производительности (Performance Testing);
• тестирование стабильности или надежности;
• стресс-тестирование;
• объемное тестирование (Volume Testing).

Для тестирования, мы используем JMeter, а сами нагрузочные скрипты написаны на Groovy.

Также, мы используем около пяти виртуальных машин, развернутых на AWS и у нас есть 7 физических машин. Физические машины, мы используем если нам необходимо создать большую нагрузку от 15,000 RPS и более. Виртуальные машины такие показатели дать не могут, поскольку каждый запрос необходимо отправлять с подписью шифрования, вследствие чего процессор сильно нагружается. Поэтому, мы используем виртуальные машины только для фоновой или статической нагрузки — 2000 RPS.

Что касается статистики, мы её собираем в Grafana. После чего, мы анализируем все показатели, такие как нагрузка на CPU, GPU, сеть, диски и т. д.

UI- или функциональное тестирование

Это итоговый вид тестирования. Мы тестируем практически все то же самое, что и при end-to-end тестировании, но только с использованием UI. Мы проводим UI тестирование мануально и также делаем автотесты.

Вывод

У микросервисной архитектуры есть свои плюсы и минусы, поэтому она подойдет не всем. Все зависит от продукта, который вы разрабатываете. Для небольших приложений, которые редко обновляются, достаточно использовать монолит. Мы пришли к использованию микросервисной архитектуры, потому что у нас расширялся и функционал приложения. Несмотря на все трудности, для нашего проекта использовать микросервис — это преимущество. Теперь нам значительно легче внедрять что-то новое, развиваться и улучшаться.