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テストの基本

この Codelab は、Kotlin での高度な Android 開発コースの一部です。Codelab を順番に進めていくと、このコースを最大限に活用できますが、これは必須ではありません。すべてのコース Codelab は Kotlin での Codelab の高度な Codelab のランディングページに掲載されています。

Android テストのレッスンには、以下の 3 つの Codelab があります。

5.1 テストの基本
5.2 依存関係インジェクションとテストダブル
5.3 テストトピックに関するアンケート [未定]

テストの基本

この Codelab では、Android 向けのテストの作成と記述の基本について説明します。テスト駆動開発、ソースセット、Robolectric、AndroidX、ViewModels と LiveData のテストが含まれます。

依存関係インジェクションとテストダブル

この Codelab では、Android で手動依存関係注入を実装し、テストダブルを使用する方法について説明します。手動による依存関係注入の設定、フェイクの作成、モックの作成、ServiceLocator の作成、フラグメントのインストルメンテーションテスト、Navigation のテスト、基本的な Espresso テストなどが用意されています。

テストトピックの概要

この最後の Codelab では、次のような特定の種類のコードのテストについて説明します。

コルーチンによるコードのテスト
検査室
Espresso アイドリングリソース
データバインディングによるエンドツーエンドのテスト

はじめに

初めてアプリ用の機能を実装したとき、コードを実行して意図したとおりに動作していることを確認します。手動テストであっても、テストを実施した。機能の追加や更新を続けて、コードの実行と動作の検証も続けられたのではないでしょうか。しかし、この作業は毎回手間がかかり、間違いが起こりやすいだけでなく、規模拡大にもつながりません。

コンピュータはスケーリングと自動化に長けている！そのため、大小さまざまなデベロッパーが、自動テストを作成します。これは、ソフトウェアによって実行されるテストであり、コードの動作を確認するためにアプリを手動で操作する必要はありません。

この一連の Codelab で学ぶのは、実世界のアプリ用にテストのコレクション（テストスイート）を作成する方法です。

この最初の Codelab では、Android でのテストの基本について説明します。最初のテストを作成し、LiveData と ViewModel をテストする方法を学びます。

前提となる知識

以下について把握しておく必要があります。

Kotlin プログラミング言語
コア Android Jetpack ライブラリ: ViewModel、LiveData
アプリケーションアーキテクチャ。アプリアーキテクチャガイドと Android の基礎の Codelab のパターンに従います。

学習内容

次のトピックについて学びます。

Android で単体テストを作成して実行する方法
テスト駆動開発の使用方法
インストルメンテーションテストとローカルテストの選び方

以下のライブラリとコードのコンセプトについて学びます。

演習内容

Android でローカルテストとインストルメンテーションテストの両方を設定、実行、解釈します。
JUnit4 と Hamcrest を使用して Android で単体テストを作成します。
単純な LiveData テストと ViewModel テストを作成します。

このシリーズの Codelab では、ToDo リストアプリを使用します。このアプリを使用すると、完了すべきタスクを書き留めて、リストで確認できます。その後、完了としてマーク、フィルタ、削除することができます。

このアプリは Kotlin で記述されており、複数の画面を備え、Jetpack コンポーネントを使用し、アプリアーキテクチャガイドのアーキテクチャに沿っています。このアプリをテストする方法を学ぶことで、同じライブラリとアーキテクチャを使用するアプリをテストできるようになります。

まず、コードをダウンロードします。

ZIP をダウンロード

または、コードの GitHub リポジトリのクローンを作成することもできます。

$ git clone https://github.com/googlecodelabs/android-testing.git
$ cd android-testing
$ git checkout starter_code

このタスクでは、アプリを実行してコードベースを確認します。

ステップ 1: サンプルアプリを実行する

ToDo アプリをダウンロードしたら、Android Studio で開いて実行します。コンパイルできるはずです。アプリを探索する手順は次のとおりです。

プラスのフローティング操作ボタンで新しいタスクを作成します。はじめにタイトルを入力し、次にタスクに関する追加情報を入力します。緑色のチェックマークの FAB を使用して保存します。
タスクのリストで、先ほど完了したタスクのタイトルをクリックし、そのタスクの詳細画面で説明の残りを確認します。
リストまたは詳細画面で、そのタスクのチェックボックスをオンにして、ステータスを [Completed] に設定します。
タスク画面に戻り、フィルタメニューを開き、ステータスを [アクティブ] と [完了] でフィルタします。
ナビゲーションドロワーを開き、[統計情報] をクリックします。
概要画面に戻り、ナビゲーションドロワーメニューで [完了] を選択して、ステータスが [完了] のタスクをすべて削除します。

ステップ 2: サンプルアプリのコードを調べる

TO-DO アプリは、一般的なアーキテクチャブループリントのテストとアーキテクチャのサンプル（リアクティブアーキテクチャバージョンのサンプル）に基づいています。アプリは、アプリアーキテクチャガイドのアーキテクチャに沿って実行されます。Fragment、リポジトリ、Room とともに ViewModel を使用する。下記の例のいずれかに精通している場合は、このアプリのアーキテクチャは類似しています。

Room とビュー Codelab
Android Kotlin の基礎トレーニング Codelab
高度な Android トレーニング Codelab
Android Sunflower サンプル
Kotlin Udacity による Android アプリの開発トレーニングコース

どのレイヤでも、ロジックについて深く理解することよりも、アプリの一般的なアーキテクチャを理解することが重要です。

表示されるパッケージの概要は次のとおりです。

パッケージ: `com.example.android.architecture.blueprints.todoapp`
`.addedittask`	タスクの追加または編集画面: タスクを追加または編集するための UI レイヤコードです。
`.data`	データレイヤー: タスクのデータレイヤーに適用されます。これには、データベース、ネットワーク、リポジトリのコードが含まれます。
`.statistics`	統計情報の画面: 統計情報画面の UI レイヤコードです。
`.taskdetail`	タスク詳細画面: 単一タスクの UI レイヤコード。
`.tasks`	タスク画面: すべてのタスクのリストの UI レイヤコード。
`.util`	ユーティリティクラス: アプリのさまざまな部分で使用される共有クラス（複数の画面で使用されるスワイプ更新レイアウトなど）。

データレイヤー（.data）

このアプリには、シミュレートされたネットワーキングレイヤ（リモート パッケージ）とデータベースレイヤ（ローカル パッケージ）が含まれています。わかりやすくするため、このプロジェクトでは、実際のネットワークリクエストを作成するのではなく、遅延を考慮して HashMap のみでネットワークレイヤをシミュレートします。

DefaultTasksRepository は、ネットワークレイヤとデータベースレイヤの間で調整または調整を行い、UI レイヤにデータを返します。

UI レイヤ（.addedittask、.statistics、.taskdetail、.tasks）

各 UI レイヤパッケージには、フラグメントとビューモデル、UI に必要な他のクラス（タスクリストのアダプターなど）が含まれています。TaskActivity は、すべてのフラグメントを含むアクティビティです。

ナビゲーション

アプリのナビゲーションは、Navigation コンポーネントによって制御されます。これは nav_graph.xml ファイルで定義されます。ナビゲーションは、Event クラスを使用してビューモデルでトリガーされます。ビューモデルは、渡す引数も決定します。フラグメントは Event を監視し、画面間の実際のナビゲーションを行います。

このタスクでは、最初のテストを実行します。

Android Studio で [Project] ペインを開き、次の 3 つのフォルダを見つけます。

com.example.android.architecture.blueprints.todoapp
com.example.android.architecture.blueprints.todoapp (androidTest)
com.example.android.architecture.blueprints.todoapp (test)

これらのフォルダは、ソースセットと呼ばれます。ソースセットとは、アプリのソースコードを含むフォルダです。緑のセット（androidTest と test）のソースセットに、テストが含まれています。新しい Android プロジェクトを作成すると、デフォルトで次の 3 つのソースセットが取得されます。それらは次のとおりです。

main: アプリコードが含まれます。このコードは、ビルド可能なさまざまなバージョンのアプリ（ビルドバリアント）で共有されます。
androidTest: インストルメンテーションテストと呼ばれるテストが含まれます。
test: ローカルテストと呼ばれるテストが含まれます。

ローカルテストとインストルメンテーションテストの違いは、実行方法にあります。

ローカルテスト（test ソースセット）

これらのテストは開発マシンの JVM 上でローカルに実行されるため、エミュレータや物理デバイスは必要ありません。そのため、動作は速くなりますが、忠実度は低くなります。つまり、現実世界と同じように動作しにくくなります。

Android Studio では、ローカルテストは緑と赤の三角形のアイコンで表されます。

インストルメンテーションテスト（androidTest ソースセット）

これらのテストは、実際の Android デバイスまたはエミュレートされた Android デバイスで実行されるため、現実世界で何が起こるかが反映されますが、はるかに遅くなります。

Android Studio のインストルメンテーションテストは、緑色と赤色の三角形のアイコンが付いた Android で表されます。

ステップ 1: ローカルテストを実行する

ExampleUnitTest.kt ファイルが見つかるまで test フォルダを開きます。
右クリックして、[Run ExampleUnitTest] を選択します。

画面の下部にある [Run] ウィンドウに次の出力が表示されます。

緑色のチェックマークが表示され、テスト結果を展開して、addition_isCorrect という 1 つのテストに合格したことを確認します。追加機能が意図したとおりに機能することを知っておいてください。

テストを実行するその他の方法

下の図は、Android Studio でテストを実行する他のいくつかの方法を示しています。それぞれのオプションについて、以下で説明します。

[Play] ボタンを使用すると、今実行したテストを再実行できます。下のボタン（Play with !）を使用すると、失敗したテストを再実行できます。

テストまたはクラスを右クリックして、テストを実行できます。
コードでは、サイドパネルに合格または不合格のテストがアイコンで示されます。テストを再度実行するには、上記のオプションのいずれかをクリックします。
ソースセット全体を右クリックする（test ソースセットを右クリックするなど）ことで、そのソースセット内のすべてのテストを実行できます。
ツールバーの [Run configurations] プルダウンで、テストを選択できます。現在、ExampleUnitTest が選択されています。
特定のテストを右クリックして、実行できます。

なお、コマンドラインからテストを実行することもできます。これには HTML テスト結果レポートの生成が含まれます。詳しくは、コマンドラインからのテストに関するドキュメントをご覧ください。

ステップ 2: テストに失敗する

以下は、実行したテストです。

ExampleUnitTest.kt

// A test class is just a normal class
class ExampleUnitTest {

   // Each test is annotated with @Test (this is a Junit annotation)
   @Test
   fun addition_isCorrect() {
       // Here you are checking that 4 is the same as 2+2
       assertEquals(4, 2 + 2)
   }
}

テスト

は、テストソースセットのいずれかのクラスである。
@Test アノテーションで始まる関数が含まれている（各関数は 1 つのテストです）。
u8sually には、アサーションステートメントを含めます。

Android は、テストライブラリ JUnit をテストに使用します（この Codelab JUnit4 に含まれています）。アサーションと @Test アノテーションはどちらも JUnit から取得されます。

アサーションはテストの中核です。これは、コードまたはアプリが期待どおりに動作することをチェックするコードステートメントです。この場合のアサーションは assertEquals(4, 2 + 2) であり、4 が 2 + 2 に等しいことを確認します。

失敗したテストの内容を確認するには、簡単に失敗できるアサーションを追加します。3 が 1 + 1 に等しいかどうかをチェックします。

addition_isCorrect テストに assertEquals(3, 1 + 1) を追加します。

ExampleUnitTest.kt

class ExampleUnitTest {

   // Each test is annotated with @Test (this is a Junit annotation)
   @Test
   fun addition_isCorrect() {
       assertEquals(4, 2 + 2)
       assertEquals(3, 1 + 1) // This should fail
   }
}

テストを実行します。

テスト結果では、テストの横に [X] が表示されます。

また、次の点にもご注意ください。

アサーションが 1 回失敗すると、テスト全体が失敗します。
期待値（3）と実際に計算された値（2）が示されます。
失敗したアサーションの (ExampleUnitTest.kt:16) の行に移動します。

ステップ 3: インストルメンテーションテストを実行する

インストルメンテーションテストは androidTest ソースセットに含まれています。

androidTest ソースセットを開きます。
ExampleInstrumentedTest というテストを実行します。

ExampleInstrumentedTest

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class ExampleInstrumentedTest {
    @Test
    fun useAppContext() {
        // Context of the app under test.
        val appContext = InstrumentationRegistry.getInstrumentation().targetContext
        assertEquals("com.example.android.architecture.blueprints.reactive",
            appContext.packageName)
    }
}

ローカルテストとは異なり、このテストはデバイス（以下の例では、エミュレートされた Google Pixel 2）で実施します。

デバイスが接続されている場合、またはエミュレータが稼働している場合、エミュレータでテストが実行されます。

このタスクでは、getActiveAndCompleteStats のテストを作成します。このアプリは、アプリのアクティブタスクと完了済みのタスクの割合（%）を計算します。これらの数値はアプリの統計画面で確認できます。

ステップ 1: テストクラスを作成する

main ソースセットの todoapp.statistics で StatisticsUtils.kt を開きます。
getActiveAndCompletedStats 関数を見つけます。

StatisticsUtils.kt

internal fun getActiveAndCompletedStats(tasks: List<Task>?): StatsResult {

   val totalTasks = tasks!!.size
   val numberOfActiveTasks = tasks.count { it.isActive }
   val activePercent = 100 * numberOfActiveTasks / totalTasks
   val completePercent = 100 * (totalTasks - numberOfActiveTasks) / totalTasks

   return StatsResult(
       activeTasksPercent = activePercent.toFloat(),
       completedTasksPercent = completePercent.toFloat()
   )
  
}

data class StatsResult(val activeTasksPercent: Float, val completedTasksPercent: Float)

getActiveAndCompletedStats 関数はタスクのリストを受け入れ、StatsResult を返します。StatsResult は、2 つの数値、完了したタスクの割合、およびアクティブなタスクの割合を含むデータクラスです。

Android Studio には、テスト用のスタブを生成するツールが用意されています。

getActiveAndCompletedStats を右クリックして [Generate &ttest] を選択します。

[Create Test] ダイアログが開きます。

[Class name:] を StatisticsUtilsTest に変更します（StatisticsUtilsKtTest ではなく、テストクラス名に KT は適用しない）。
他の項目はデフォルト値のままにしておきます。JUnit 4 が適切なテストライブラリです。宛先パッケージが正しい（StatisticsUtils クラスの場所を反映している）ため、チェックボックスをチェックする必要はありません（余分なコードが生成されますが、テストはゼロから作成します）。
[OK] を押します。

[Choose Destination Directory] ダイアログが開きます。

関数の計算はローカルで行うため、ローカルテストを作成します。これは Android 固有のコードを含んでいないためです。そのため、実際のデバイスまたはエミュレートしたデバイスで実行する必要はありません。

ローカルテストを作成するため、test ディレクトリ（androidTest ではない）を選択します。
[OK] をクリックします。
生成された StatisticsUtilsTest クラスが test/statistics/ にあります。

ステップ 2: 最初のテスト関数を作成する

以下を確認するテストを作成します。

完了したタスクとアクティブなタスクが 1 つもない場合、
アクティブなテストの割合が 100% であること
完了したタスクの割合は 0% です。

StatisticsUtilsTest を開きます。
getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero という名前の関数を作成します。

StatisticsUtilsTest.kt

class StatisticsUtilsTest {

    fun getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero() {
        // Create an active task

        // Call your function

        // Check the result
    }
}

関数名の上に @Test アノテーションを追加して、テストであることを示します。
タスクリストを作成する。

// Create an active task 
val tasks = listOf<Task>(
            Task("title", "desc", isCompleted = false)
        )

これらのタスクで getActiveAndCompletedStats を呼び出します。

// Call your function
val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

アサーションを使用して、result が想定どおりであることを確認します。

// Check the result
assertEquals(result.completedTasksPercent, 0f)
assertEquals(result.activeTasksPercent, 100f)

完全なコードは次のとおりです。

StatisticsUtilsTest.kt

class StatisticsUtilsTest {

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero() {

        // Create an active task (the false makes this active)
        val tasks = listOf<Task>(
            Task("title", "desc", isCompleted = false)
        )
        // Call your function
        val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

        // Check the result
        assertEquals(result.completedTasksPercent, 0f)
        assertEquals(result.activeTasksPercent, 100f)
    }
}

テストを実行します（StatisticsUtilsTest を右クリックし、[Run] を選択します）。

次の条件を満たす必要があります。

ステップ 3: Hamcrest 依存関係を追加する

テストはコードが行うことに関するドキュメントとして機能するため、人が読める形式にすると便利です。次の 2 つのアサーションを比較します。

assertEquals(result.completedTasksPercent, 0f)

// versus

assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))

2 番目のアサーションは人間の文によく似ています。Hamcrest というアサーションフレームワークを使用して記述されています。読みやすいアサーションを作成するためのもう 1 つのツールは、Truth ライブラリです。この Codelab では、Hamcrest を使用してアサーションを作成します。

build.grade (Module: app) を開き、次の依存関係を追加します。

app/build.gradle

dependencies {
    // Other dependencies
    testImplementation "org.hamcrest:hamcrest-all:$hamcrestVersion"
}

通常は、依存関係を追加する際に implementation を使用しますが、ここでは testImplementation を使用しています。アプリを公開する準備ができたら、アプリのテストコードや依存関係に APK のサイズを拡大するのは避けましょう。Gradle 設定を使用すると、ライブラリをメインコードに含めるかテストコードに含めるかを指定できます。最も一般的な構成は次のとおりです。

implementation - 依存関係は、テストソースセットを含むすべてのソースセットで使用可能になります。
testImplementation - 依存関係はテストソースセットでのみ使用できます。
androidTestImplementation - 依存関係は androidTest ソースセットでのみ使用できます。

どの構成を使用するかは、依存関係を使用できる場所を定義します。次のように記述します。

testImplementation "org.hamcrest:hamcrest-all:$hamcrestVersion"

そのため、Hamcrest はテストソースセットでのみ利用可能です。また、最終的なアプリには Hamcrest が含まれなくなります。

ステップ 4: Hamcrest を使用してアサーションを作成する

assertEquals の代わりに Hamcrest の assertThat を使用するように getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero() テストを更新します。

// REPLACE
assertEquals(result.completedTasksPercent, 0f)
assertEquals(result.activeTasksPercent, 100f)

// WITH
assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(100f))
assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))

メッセージが表示されたら、インポート import org.hamcrest.Matchers.`is` を使用できます。

最終的なテストは以下のコードのようになります。

StatisticsUtilsTest.kt

import com.example.android.architecture.blueprints.todoapp.data.Task
import org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat
import org.hamcrest.Matchers.`is`
import org.junit.Test

class StatisticsUtilsTest {

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero {

        // Create an active tasks (the false makes this active)
        val tasks = listOf<Task>(
            Task("title", "desc", isCompleted = false)
        )
        // Call your function
        val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

        // Check the result
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(100f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))

    }
}

更新したテストを実行して、引き続き動作することを確認してください。

この Codelab では、Hacrest について詳しく解説しているわけではありません。詳しくは、公式チュートリアルをご確認ください。

読みやすいテストの作成には、他にもいくつかの戦略を使用できます。どちらのテストも、先ほど作成したテストで実証されています。

タイミング、タイミング

テストの構造を考える 1 つの方法は、テストの実施タイミング、対象、次にニーモニックを行うことです。これにより、テストは 3 つの部分に分かれます。

指定: テストに必要なオブジェクトとアプリの状態を設定します。このテストで「タスク」とは、タスクが有効なタスクのリストがあることを指します。
タイミング: テスト対象のオブジェクトに対して実際のアクションを実行します。このテストでは、getActiveAndCompletedStats を呼び出します。
その後: アクションが成功したか、実際に失敗したかを確認する場所です。これは通常、多くのアサート関数呼び出しを伴います。このテストでは、2 つのアサートによって、有効な割合と完了した割合が正しいことを確認します。

「Arrange, Act, Assert」（AAA）テストニーモニックも同様の概念であることに注意してください。

テスト名

テスト名はわかりやすいものにします。この Codelab の命名規則は次のとおりです。

subjectUnderTest_actionOrInput_resultState

テスト対象は、テスト対象のメソッドまたはクラス（getActiveAndCompletedStats）です。
次は、アクションまたは入力（noCompleted）です。
期待どおりの結果が得られます（returnsHundredZero）。

これは演習を行うためのオプションタスクです。

このタスクでは、JUnit と Hamcrest を使用してさらにテストを作成します。また、テスト駆動開発のプラクティスから派生した戦略を使用してテストを作成します。テスト駆動型開発（TDD）はプログラミングの思想の集まりであり、最初に機能コードを記述するのではなく、テストを最初に記述します。次に、テストに合格することを目標に、機能コードを記述します。

ステップ 1: テストを作成する

通常のタスクリストがある場合に使用するテストを作成します。

完了したタスクが 1 つあり、アクティブなタスクがない場合、activeTasks の割合は 0f になり、完了したタスクの割合は 100f になります。
完了したタスクが 2 つ、有効なタスクが 3 つある場合、完了した割合は 40f、有効の割合は 60f になります。

ステップ 2: バグのテストを作成する

記述された getActiveAndCompletedStats のコードにはバグがあります。リストが空または null の場合、適切に処理されないことに注意してください。どちらの場合も、両方の割合はゼロになります。

internal fun getActiveAndCompletedStats(tasks: List<Task>?): StatsResult {

   val totalTasks = tasks!!.size
   val numberOfActiveTasks = tasks.count { it.isActive }
   val activePercent = 100 * numberOfActiveTasks / totalTasks
   val completePercent = 100 * (totalTasks - numberOfActiveTasks) / totalTasks

   return StatsResult(
       activeTasksPercent = activePercent.toFloat(),
       completedTasksPercent = completePercent.toFloat()
   )
  
}

コードを修正してテストを作成するには、テスト駆動型開発を使用します。テスト駆動開発は以下の手順を行います。

「した場合」「タイミング」「タイミング」「次の構文」で、規則に従った名前でテストを記述します。
テストが失敗することを確認します。
テストに合格するには、最小限のコードを記述する必要があります。
すべてのテストでこの手順を繰り返します。

バグの修正から始めるのではなく、最初にテストを作成します。今後、このようなバグの再発を防止するためのテストが実施されていることを確認できます。

空のリスト（emptyList()）がある場合は、両方の割合を 0f にします。
タスクの読み込み中にエラーが発生しました。リストは null になり、両方の割合は 0f になります。
テストを実行して、失敗することを確認します。

ステップ 3: バグの修正

テストが完了したら、バグを修正します。

tasks が null または空の場合に 0f を返すように getActiveAndCompletedStats のバグを修正します。

internal fun getActiveAndCompletedStats(tasks: List<Task>?): StatsResult {

    return if (tasks == null || tasks.isEmpty()) {
        StatsResult(0f, 0f)
    } else {
        val totalTasks = tasks.size
        val numberOfActiveTasks = tasks.count { it.isActive }
        StatsResult(
            activeTasksPercent = 100f * numberOfActiveTasks / tasks.size,
            completedTasksPercent = 100f * (totalTasks - numberOfActiveTasks) / tasks.size
        )
    }
}

テストを再度実行し、すべてのテストに合格したことを確認します。

TDD に沿ってテストを先に記述することで、次のことを確認できました。

新しい機能には常に関連するテストがあります。そのため、テストはコードの動作に関するドキュメントとして機能します。
テストでは、正しい結果を確認し、すでに確認したバグから保護します。

解決策: 追加のテストを作成する

すべてのテストと対応する機能コードは次のとおりです。

StatisticsUtilsTest.kt

class StatisticsUtilsTest {

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_noCompleted_returnsHundredZero {
        val tasks = listOf(
            Task("title", "desc", isCompleted = false)
        )
        // When the list of tasks is computed with an active task
        val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

        // Then the percentages are 100 and 0
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(100f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))
    }

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_noActive_returnsZeroHundred() {
        val tasks = listOf(
            Task("title", "desc", isCompleted = true)
        )
        // When the list of tasks is computed with a completed task
        val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

        // Then the percentages are 0 and 100
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(0f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(100f))
    }

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_both_returnsFortySixty() {
        // Given 3 completed tasks and 2 active tasks
        val tasks = listOf(
            Task("title", "desc", isCompleted = true),
            Task("title", "desc", isCompleted = true),
            Task("title", "desc", isCompleted = true),
            Task("title", "desc", isCompleted = false),
            Task("title", "desc", isCompleted = false)
        )
        // When the list of tasks is computed
        val result = getActiveAndCompletedStats(tasks)

        // Then the result is 40-60
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(40f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(60f))
    }

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_error_returnsZeros() {
        // When there's an error loading stats
        val result = getActiveAndCompletedStats(null)

        // Both active and completed tasks are 0
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(0f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))
    }

    @Test
    fun getActiveAndCompletedStats_empty_returnsZeros() {
        // When there are no tasks
        val result = getActiveAndCompletedStats(emptyList())

        // Both active and completed tasks are 0
        assertThat(result.activeTasksPercent, `is`(0f))
        assertThat(result.completedTasksPercent, `is`(0f))
    }
}

StatisticsUtils.kt

internal fun getActiveAndCompletedStats(tasks: List<Task>?): StatsResult {

    return if (tasks == null || tasks.isEmpty()) {
        StatsResult(0f, 0f)
    } else {
        val totalTasks = tasks.size
        val numberOfActiveTasks = tasks.count { it.isActive }
        StatsResult(
            activeTasksPercent = 100f * numberOfActiveTasks / tasks.size,
            completedTasksPercent = 100f * (totalTasks - numberOfActiveTasks) / tasks.size
        )
    }
}

テストの作成と実行の基礎を習得しました。次は、基本的な ViewModel テストと LiveData テストの作成方法について学びます。

Codelab の残りの部分では、ほとんどのアプリで共通する 2 つの Android クラス（ViewModel および LiveData）のテストを作成する方法を学習します。

まず、TasksViewModel のテストを作成します。

ビューモデル内にすべてのロジックがあり、リポジトリコードに依存しないテストに焦点を当てます。リポジトリコードには非同期コード、データベース、ネットワーク呼び出しが含まれているため、テストが複雑になります。当面はそれを避け、リポジトリ内の項目を直接テストしない ViewModel 機能のテストを作成することに専念します。

このテストでは、addNewTask メソッドを呼び出すと、新しいタスクウィンドウを開く Event が発生することを確認します。こちらがテストするアプリコードです。

TasksViewModel.kt

fun addNewTask() {
   _newTaskEvent.value = Event(Unit)
}

ステップ 1: TasksViewModelTest クラスを作成する

StatisticsUtilTest と同じ手順で、TasksViewModelTest のテストファイルを作成します。

tasks パッケージ（TasksViewModel.）で、テストするクラスを開きます。
コードで、クラス名 TasksViewModel -> [Generate] -> [Test] を右クリックします。

[Create Test] 画面で、[OK] をクリックして同意します（デフォルトの設定を変更する必要はありません）。
[Choose Destination Directory] ダイアログで [test] ディレクトリを選択します。

ステップ 2: ViewModel テストを作成する

このステップでは、ビューモデルのテストを追加して、addNewTask メソッドを呼び出すと、新しいタスクウィンドウを開くための Event が呼び出されます。

addNewTask_setsNewTaskEvent という新しいテストを作成します。

TasksViewModelTest.kt

class TasksViewModelTest {

    @Test
    fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {

        // Given a fresh TasksViewModel


        // When adding a new task


        // Then the new task event is triggered

    }
    
}

アプリケーションのコンテキストについて

テストする TasksViewModel のインスタンスを作成する場合、そのコンストラクタにはアプリケーションコンテキストが必要です。ただし、このテストでは、アクティビティと UI とフラグメントを含む完全なアプリケーションを作成するわけではないため、アプリケーションのコンテキストを取得するには、どうすればよいでしょうか。

TasksViewModelTest.kt

// Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(???)

AndroidX Test Library には、テスト用のアクティビティやアクティビティなどのコンポーネントのバージョンを提供するクラスやメソッドが含まれています。シミュレートされた Android フレームワーククラス（アプリコンテキストなど）を必要とするローカルテストがある場合は、次の手順で AndroidX Test を適切に設定します。

AndroidX Test のコア依存関係と外部依存関係を追加する
Robolectric Testing ライブラリの依存関係を追加する
クラスに AndroidJunit4 テストランナーのアノテーションを追加する
AndroidX Test コードを記述する

これらの手順を完了して、それがどのように機能しているかを理解します。

ステップ 3: Gradle 依存関係を追加する

これらの依存関係をアプリモジュールの build.gradle ファイルにコピーして、AndroidX Test のコア依存関係と外部依存関係、Robolectric テスト依存関係を追加します。

app/build.gradle

    // AndroidX Test - JVM testing
testImplementation "androidx.test.ext:junit-ktx:$androidXTestExtKotlinRunnerVersion"

    testImplementation "androidx.test:core-ktx:$androidXTestCoreVersion"

 testImplementation "org.robolectric:robolectric:$robolectricVersion"

ステップ 4. JUnit テストランナーを追加する

テストクラスの上に @RunWith(AndroidJUnit4::class) を追加します。

TasksViewModelTest.kt

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class TasksViewModelTest {
    // Test code
}

ステップ 5. AndroidX Test を使用する

この時点で、AndroidX Test ライブラリを使用できます。これには、アプリコンテキストを取得するメソッド ApplicationProvider.getApplicationContext が含まれます。

AndroidX テストライブラリの ApplicationProvider.getApplicationContext() を使用して TasksViewModel を作成します。

TasksViewModelTest.kt

// Given a fresh ViewModel
val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

addNewTask（tasksViewModel）に発信します。

TasksViewModelTest.kt

tasksViewModel.addNewTask()

この時点で、テストの内容は以下のようになります。

TasksViewModelTest.kt

    @Test
    fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {

        // Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

        // When adding a new task
        tasksViewModel.addNewTask()

        // Then the new task event is triggered
        // TODO test LiveData
    }

テストを実行して動作することを確認します。

コンセプト: AndroidX Test の仕組み

AndroidX Test とは

AndroidX Test は、テスト用のライブラリのコレクションです。このクラスには、Application や Activity などのコンポーネントのバージョン（テスト用）を提供するクラスとメソッドが含まれています。例として、デベロッパーが記述したこのコードは、アプリのコンテキストを取得するための AndroidX Test 関数の例です。

ApplicationProvider.getApplicationContext()

AndroidX Test API の利点の 1 つは、ローカルテストとインストルメンテーションテストの両方で動作するように構築されていることです。これには次のような利点があります。

ローカルテストまたはインストルメンテーションテストと同じテストを実行できます。
ローカルテストとインストルメンテーションテストで異なるテスト API について学習する必要はありません。

たとえば、AndroidX Test ライブラリを使用してコードを作成したため、TasksViewModelTest クラスを test フォルダから androidTest フォルダに移動させても、テストは実行されます。getApplicationContext() の動作は、ローカルテストかインストルメンテーションテストかによって若干異なります。

インストルメンテーションテストの場合は、エミュレータの起動時または実際のデバイスへの接続時に、実際のアプリのコンテキストを取得します。
ローカルテストの場合、シミュレートされた Android 環境を使用します。

Robolectric とは

AndroidX Test がローカルテストに使用するシミュレートされた Android 環境は、Robolectric によって提供されています。Robolectric: テスト用に Android 環境をシミュレートするライブラリで、エミュレータの起動やデバイス上での実行よりも高速に実行されます。Robolectric 依存関係を使用しない場合は、次のエラーが発生します。

@RunWith(AndroidJUnit4::class)の取り組み

テストランナーは、テストを実行する JUnit コンポーネントです。テストランナーがないと、テストは実行されません。JUnit により提供されるデフォルトのテストランナーで、自動的に取得します。@RunWith は、デフォルトのテストランナーをスワップします。

AndroidJUnit4 テストランナーを使用すると、インストルメンテーションテストかローカルテストかによって、AndroidX Test のテストを個別に行うことができます。

ステップ 6. Robolectric 警告の修正

コードを実行すると、Robolectric が使用されていることに注意してください。

AndroidX Test と AndroidJunit4 のテストランナーのおかげで、Robolectric コードを直接 1 行も書かずに実行できます。

警告が 2 つ表示される場合があります。

No such manifest file: ./AndroidManifest.xml
"WARN: Android SDK 29 requires Java 9..."

Gradle ファイルを更新すると、No such manifest file: ./AndroidManifest.xml 警告を修正できます。

Gradle ファイルに次の行を追加して、正しい Android マニフェストが使用されるようにします。includeAndroidResources オプションを使用すると、AndroidManifest ファイルを含む単体テストの Android リソースにアクセスできます。

app/build.gradle

    // Always show the result of every unit test when running via command line, even if it passes.
    testOptions.unitTests {
        includeAndroidResources = true

        // ... 
    }

警告 "WARN: Android SDK 29 requires Java 9..." はさらに複雑です。Android Q でテストを実行するには Java 9 が必要です。Java 9 を使用するように Android Studio を設定する代わりに、この Codelab ではターゲットを SDK を 28 に維持します。

まとめ:

純粋なビューモデルのテストは、通常、コードに Android が必要ない test ソースセットで行います。
AndroidX Test ライブラリを使用して、Applications や Activity などのコンポーネントのテストバージョンを入手できます。
test ソースセットでシミュレートされた Android コードを実行する必要がある場合は、Robolectric 依存関係と @RunWith(AndroidJUnit4::class) アノテーションを追加できます。

おめでとうございます。AndroidX テストライブラリと Robolectric の両方を使用してテストを実行しています。テストは完了していません（まだアサートステートメントを記述していませんが、単に「// TODO test LiveData」と表示されています）。次に、LiveData を使用してアサートステートメントを記述する方法を学習します。

このタスクでは、LiveData 値を正しくアサートする方法を学びます。

ここには、addNewTask_setsNewTaskEvent ビューモデルテストなしで中断した場所が表示されます。

TasksViewModelTest.kt

    @Test
    fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {

        // Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

        // When adding a new task
        tasksViewModel.addNewTask()

        // Then the new task event is triggered
        // TODO test LiveData
    }

LiveData をテストするには、次の 2 つの方法をおすすめします。

InstantTaskExecutorRule を使用する
LiveData の観測を確認する

ステップ 1: InstantTaskExecutorRule を使用する

InstantTaskExecutorRule は JUnit ルールです。@get:Rule アノテーションとともに使用すると、テストの前後に InstantTaskExecutorRule クラスのコードを実行できるようになります（正確なコードを確認するには、キーボードショートカット Command+B を使用してファイルを表示します）。

このルールにより、アーキテクチャコンポーネントに関連するすべてのバックグラウンドジョブが同じスレッドで実行されるため、テスト結果が同期的かつ繰り返し可能な順序で行われるようになります。LiveData のテストを含むテストを作成する場合は、このルールを使用します。

アーキテクチャコンポーネントのコアテストライブラリ（このルールを含む）の Gradle 依存関係を追加します。

app/build.gradle

testImplementation "androidx.arch.core:core-testing:$archTestingVersion"

TasksViewModelTest.kt を開きます。
TasksViewModelTest クラス内に InstantTaskExecutorRule を追加します。

TasksViewModelTest.kt

class TasksViewModelTest {
    @get:Rule
    var instantExecutorRule = InstantTaskExecutorRule()
    
    // Other code...
}

ステップ 2: LiveDataTestUtil.kt クラスを追加する

次のステップは、テスト対象の LiveData が確実に監視されるようにすることです。

LiveData を使用する場合、通常はアクティビティまたはフラグメント（LifecycleOwner）が LiveData を監視します。

viewModel.resultLiveData.observe(fragment, Observer {
    // Observer code here
})

この所見は重要です。LiveData で以下の操作を行うアクティブなオブザーバーが必要です

onChanged イベントをトリガーします。
変換をトリガーする。

ビューモデルの LiveData に対して想定される LiveData の動作を取得するには、LifecycleOwner を指定して LiveData を監視する必要があります。

これにより、次の問題が発生します。TasksViewModel テストでは、LiveData を監視するためのアクティビティやフラグメントがありません。この問題を回避するには、observeForever メソッドを使用します。このメソッドは、LifecycleOwner を必要とせずに LiveData を常に監視できます。observeForever を行う場合、忘れずにオブザーバーを削除する必要があります。削除しないと、オブザーバーの漏えいのリスクがあります。

コードは次のようになります。次のように確認します。

@Test
fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {

    // Given a fresh ViewModel
    val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())


    // Create observer - no need for it to do anything!
    val observer = Observer<Event<Unit>> {}
    try {

        // Observe the LiveData forever
        tasksViewModel.newTaskEvent.observeForever(observer)

        // When adding a new task
        tasksViewModel.addNewTask()

        // Then the new task event is triggered
        val value = tasksViewModel.newTaskEvent.value
        assertThat(value?.getContentIfNotHandled(), (not(nullValue())))

    } finally {
        // Whatever happens, don't forget to remove the observer!
        tasksViewModel.newTaskEvent.removeObserver(observer)
    }
}

これは、テストで 1 つの LiveData をモニタリングするための大量のボイラープレートコードです。このボイラープレートは、いくつかの方法で解消できます。オブザーバーを簡単に追加できるように、LiveDataTestUtil という拡張関数を作成します。

test ソースセット内に LiveDataTestUtil.kt という新しい Kotlin ファイルを作成します。

下記のコードをコピーして貼り付けてください。

LiveDataTestUtil.kt

import androidx.annotation.VisibleForTesting
import androidx.lifecycle.LiveData
import androidx.lifecycle.Observer
import java.util.concurrent.CountDownLatch
import java.util.concurrent.TimeUnit
import java.util.concurrent.TimeoutException


@VisibleForTesting(otherwise = VisibleForTesting.NONE)
fun <T> LiveData<T>.getOrAwaitValue(
    time: Long = 2,
    timeUnit: TimeUnit = TimeUnit.SECONDS,
    afterObserve: () -> Unit = {}
): T {
    var data: T? = null
    val latch = CountDownLatch(1)
    val observer = object : Observer<T> {
        override fun onChanged(o: T?) {
            data = o
            latch.countDown()
            this@getOrAwaitValue.removeObserver(this)
        }
    }
    this.observeForever(observer)

    try {
        afterObserve.invoke()

        // Don't wait indefinitely if the LiveData is not set.
        if (!latch.await(time, timeUnit)) {
            throw TimeoutException("LiveData value was never set.")
        }

    } finally {
        this.removeObserver(observer)
    }

    @Suppress("UNCHECKED_CAST")
    return data as T
}

これはかなり複雑な方法です。オブザーバーを追加して LiveData 値を取得し、オブザーバーをクリーンアップする getOrAwaitValue という Kotlin 拡張関数を作成します。基本的には、上記の observeForever コードの再利用可能な短いバージョンです。このクラスの詳細については、こちらのブログ投稿をご覧ください。

ステップ 3: getOrAwaitValue を使用してアサーションを書き込む

このステップでは、getOrAwaitValue メソッドを使用して、newTaskEvent がトリガーされたことを確認するアサートステートメントを記述します。

getOrAwaitValue を使用して newTaskEvent の LiveData 値を取得します。

val value = tasksViewModel.newTaskEvent.getOrAwaitValue()

値が null ではないことのアサーションを行います。

assertThat(value.getContentIfNotHandled(), (not(nullValue())))

完全なテストは次のコードのようになります。

import androidx.arch.core.executor.testing.InstantTaskExecutorRule
import androidx.test.core.app.ApplicationProvider
import androidx.test.ext.junit.runners.AndroidJUnit4
import com.example.android.architecture.blueprints.todoapp.getOrAwaitValue
import org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat
import org.hamcrest.Matchers.not
import org.hamcrest.Matchers.nullValue
import org.junit.Rule
import org.junit.Test
import org.junit.runner.RunWith

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class TasksViewModelTest {

    @get:Rule
    var instantExecutorRule = InstantTaskExecutorRule()


    @Test
    fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {
        // Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

        // When adding a new task
        tasksViewModel.addNewTask()

        // Then the new task event is triggered
        val value = tasksViewModel.newTaskEvent.getOrAwaitValue()

        assertThat(value.getContentIfNotHandled(), not(nullValue()))


    }

}

コードを実行し、テスト合格を観察しましょう。

テストの作成方法を確認しました。次は、テストを自分で作成します。このステップでは、習得したスキルを使って、別の TasksViewModel テストの作成を練習します。

ステップ 1: 独自の ViewModel テストを作成する

「setFilterAllTasks_tasksAddViewVisible()」と記述します。テストでは、フィルタの種類ですべてのタスクを表示するように設定している場合に、[タスクを追加] ボタンが表示されていることを確認します。

参照用に addNewTask_setsNewTaskEvent() を使用して、フィルタモードを ALL_TASKS に設定し、tasksAddViewVisible LiveData が true であることのアサーションを行う、setFilterAllTasks_tasksAddViewVisible() というテストを TasksViewModelTest に記述します。

まずは、以下のコードをご利用ください。

TasksViewModelTest

    @Test
    fun setFilterAllTasks_tasksAddViewVisible() {

        // Given a fresh ViewModel

        // When the filter type is ALL_TASKS

        // Then the "Add task" action is visible
        
    }

注:

すべてのタスクの TasksFilterType 列挙型は ALL_TASKS. です。
タスクを追加するボタンを表示するかどうかは、LiveData tasksAddViewVisible. で制御します

テストを実行します。

ステップ 2: テストとソリューションを比較する

このソリューションと下記のソリューションを比較してください。

TasksViewModelTest

    @Test
    fun setFilterAllTasks_tasksAddViewVisible() {

        // Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

        // When the filter type is ALL_TASKS
        tasksViewModel.setFiltering(TasksFilterType.ALL_TASKS)

        // Then the "Add task" action is visible
        assertThat(tasksViewModel.tasksAddViewVisible.getOrAwaitValue(), `is`(true))
    }

次の点を確認します。

同じ AndroidX ApplicationProvider.getApplicationContext() ステートメントを使用して tasksViewModel を作成します。
setFiltering メソッドを呼び出して、ALL_TASKS フィルタタイプの列挙型を渡します。
getOrAwaitNextValue メソッドを使用して、tasksAddViewVisible が true であることを確認します。

ステップ 3: @Before ルールを追加する

両方のテストの開始時に、TasksViewModel を定義することに注意してください。

TasksViewModelTest

        // Given a fresh ViewModel
        val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

複数のテストでセットアップコードを繰り返す場合は、@Before アノテーションを使用してセットアップメソッドを作成し、繰り返したコードを削除できます。これらのテストはすべて TasksViewModel をテストするので、ビューモデルが必要です。このコードを @Before ブロックに移動します。

tasksViewModel| という lateinit インスタンス変数を作成します。
setupViewModel というメソッドを作成します。
@Before アノテーションを付けます。
ビューモデルのインスタンス化コードを setupViewModel に移動します。

TasksViewModelTest

    // Subject under test
    private lateinit var tasksViewModel: TasksViewModel

    @Before
    fun setupViewModel() {
        tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())
    }

コードを実行します。

警告

次のことは行わないでください。

tasksViewModel

次のように定義します。

val tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())

これにより、すべてのテストに同じインスタンスが使用されます。各テストでは、テスト対象（この場合は ViewModel）の新しいインスタンスを使用する必要があるため、これは避ける必要があります。

TasksViewModelTest の最終コードは以下のようになります。

TasksViewModelTest

@RunWith(AndroidJUnit4::class)
class TasksViewModelTest {

    // Subject under test
    private lateinit var tasksViewModel: TasksViewModel

    // Executes each task synchronously using Architecture Components.
    @get:Rule
    var instantExecutorRule = InstantTaskExecutorRule()

    @Before
    fun setupViewModel() {
        tasksViewModel = TasksViewModel(ApplicationProvider.getApplicationContext())
    }


    @Test
    fun addNewTask_setsNewTaskEvent() {

        // When adding a new task
        tasksViewModel.addNewTask()

        // Then the new task event is triggered
        val value = tasksViewModel.newTaskEvent.awaitNextValue()
        assertThat(
            value?.getContentIfNotHandled(), (not(nullValue()))
        )
    }

    @Test
    fun getTasksAddViewVisible() {

        // When the filter type is ALL_TASKS
        tasksViewModel.setFiltering(TasksFilterType.ALL_TASKS)

        // Then the "Add task" action is visible
        assertThat(tasksViewModel.tasksAddViewVisible.awaitNextValue(), `is`(true))
    }
    
}

開始したコードと最終的なコードの差分を確認するには、こちらをクリックしてください。

完成した Codelab のコードをダウンロードするには、次の git コマンドを使用します。

$ git clone https://github.com/googlecodelabs/android-testing.git
$ cd android-testing
$ git checkout end_codelab_1

リポジトリを ZIP ファイルとしてダウンロードして解凍し、Android Studio で開くこともできます。

ZIP をダウンロード

この Codelab では以下を行いました。

Android Studio からテストを実行する方法。
ローカルテスト（test）とインストルメンテーションテスト（androidTest）の違い。
JUnit と Hamcrest を使用してローカル単体テストを作成する
AndroidX Test Library を使用して ViewModel テストを設定する

Udacity コース:

Kotlin による Android アプリの開発

Android デベロッパードキュメント:

動画:

Android Testing Support Library を使用した Android でのテストドリブンな開発。

その他:

LiveData やその他の一般的なオブザーバビリティの問題の単体テスト

このコースの他の Codelab へのリンクについては、Kotlin Codelab の高度な Codelab のランディングページをご覧ください。

テストの基本

はじめに

前提となる知識

学習内容

演習内容

ステップ 1: サンプルアプリを実行する

ステップ 2: サンプルアプリのコードを調べる

ステップ 1: ローカルテストを実行する

ステップ 2: テストに失敗する

ステップ 3: インストルメンテーション テストを実行する

ステップ 1: テストクラスを作成する

ステップ 2: 最初のテスト関数を作成する

ステップ 3: Hamcrest 依存関係を追加する

ステップ 4: Hamcrest を使用してアサーションを作成する

ステップ 1: テストを作成する

ステップ 2: バグのテストを作成する

ステップ 3: バグの修正

解決策: 追加のテストを作成する

ステップ 1: TasksViewModelTest クラスを作成する

ステップ 2: ViewModel テストを作成する

ステップ 3: Gradle 依存関係を追加する

ステップ 4. JUnit テストランナーを追加する

ステップ 5. AndroidX Test を使用する

コンセプト: AndroidX Test の仕組み

AndroidX Test とは

Robolectric とは

ステップ 6. Robolectric 警告の修正

ステップ 1: InstantTaskExecutorRule を使用する

ステップ 2: LiveDataTestUtil.kt クラスを追加する

ステップ 3: getOrAwaitValue を使用してアサーションを書き込む

ステップ 1: 独自の ViewModel テストを作成する

ステップ 2: テストとソリューションを比較する

ステップ 3: @Before ルールを追加する

ステップ 3: インストルメンテーションテストを実行する