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Jest: テストは本当に同時に実行されていますか？

Jestのテスト実行モデルの複雑さを探り、テストが本当に並行して実行されるかを確認しましょう。さらに、ApiDogがAPIテストのワークフローをどのように強化できるかを学び、効率的でスムーズなテストを実現します。

shimizu chioka

6分読む

JavaScriptテストの世界では、Jestが強力な存在として浮上し、開発者にとって堅牢で機能豊富な環境を提供しています。しかし、開発者の間でよく浮かぶ疑問の一つは、"Jestは本当にテストを同時に実行しているのか？"です。この謎を解き明かし、Jestのテスト実行モデルの詳細を探る包括的な旅に出ましょう。

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Jestの実行モデルの深掘り: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestは、そのコアとして、並行処理を利用してテスト実行を最適化するように設計されています。しかし、"同時"という用語は、Jestが実際にテストをどのように実行するかについては少し誤解を招く可能性があります。それを分解してみましょう：

  1. ファイルレベルの並行性: Jestは複数のワーカープロセスで異なるテストファイルを同時に実行します。
  2. ファイル内の逐次性: 単一ファイル内のテストは逐次的に実行されます。

このハイブリッドアプローチにより、Jestはスピードと予測可能性のバランスを取ることができます。以下はより詳細な見方です：

Jest

ファイルレベルの並行性

  • Jestは複数のワーカープロセスを生成します（数は設定やシステムリソースによります）。
  • 各ワーカープロセスには、実行するテストファイルが1つ以上割り当てられます。
  • これらのファイルは互いに独立して実行され、実際に同時に処理されます。

ファイル内の逐次性

  • 各ファイル内では、テストは定義された順序で実行されます。
  • これにより、テストスイート内での予測可能なセットアップとティアダウンが保証されます。
  • 互いに関連するテスト間の競合状態を防ぐことにも寄与します。

同時実行のための高度な設定: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestの同時実行機能を真に活かすためには、その設定を理解し、調整する必要があります。いくつかの高度なオプションを見てみましょう：

ワーカー数の調整

--maxWorkersオプションは、同時実行を制御するための主なツールです。ここではいくつかの使用方法を示します：

{
  "scripts": {
    "test": "jest --maxWorkers=4",
    "test:half": "jest --maxWorkers=50%",
    "test:auto": "jest --maxWorkers=auto"
  }
}
  • --maxWorkers=4: 正確に4つのワーカープロセスを使用します。
  • --maxWorkers=50%: 利用可能なCPUコアの半分を使用します。
  • --maxWorkers=auto: システムリソースに基づいてJestが決定します（デフォルトの動作）。

テストの実行順序の制御

Jestはファイルを平行して実行しますが、ファイル内のテストの実行順序を制御したい場合は：

describe.order.sequence('クリティカルパス', () => {
  test('ステップ1', () => { /* ... */ });
  test('ステップ2', () => { /* ... */ });
  test('ステップ3', () => { /* ... */ });
});

これにより、ファイル内の他のテストがシャッフルされても、指定された順序でテストが実行されることが保証されます。

テスト環境の隔離

真の同時実行を実現するためには、各テストを隔離する必要があります。Jestは--isolatedModulesフラグを提供しています：

{
  "jest": {
    "isolatedModules": true
  }
}

このオプションは、各テストファイルを別々のVMで実行し、完全な隔離を保証しますが、オーバーヘッドが増加する可能性があります。

実用的な検証: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestの同時性モデルを真に理解するために、実践的な実験を設定してみましょう：

  1. 複数のテストファイルを作成します：
// test1.js
test('ファイル1内の長時間実行テスト', async () => {
  console.log('テスト1が開始された時:', new Date().toISOString());
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 3000));
  console.log('テスト1が終了した時:', new Date().toISOString());
});

// test2.js
test('ファイル2内の長時間実行テスト', async () => {
  console.log('テスト2が開始された時:', new Date().toISOString());
  await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 3000));
  console.log('テスト2が終了した時:', new Date().toISOString());
});

// test3.js
describe('ファイル3内の複数のテスト', () => {
  test('クイックテスト1', () => {
    console.log('クイックテスト1の時刻:', new Date().toISOString());
  });
  
  test('クイックテスト2', () => {
    console.log('クイックテスト2の時刻:', new Date().toISOString());
  });
});
  1. 詳細なログを付けてJestを実行します：
jest --verbose --runInBand

--runInBandフラグは、Jestがすべてのテストを単一のプロセスで実行するよう強制し、比較に便利です。

  1. --runInBandなしで実行します：
jest --verbose

タイムスタンプを比較します。test1.jsとtest2.jsが同時に実行されることが予想され、一方でtest3.js内のテストは逐次的に実行されることがわかるでしょう。

さまざまなテストタイプのためのJestの同時実行の活用: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestの同時性モデルは、特定の種類のテストに対して特に有益です：

ユニットテスト

  • 通常、迅速かつ隔離されています
  • ファイルレベルの並行性から大いに恩恵を受けます
  • 例：
// math.test.js
import { add, subtract } from './math';

test('加算関数', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
});

test('減算関数', () => {
  expect(subtract(5, 3)).toBe(2);
});

統合テスト

  • リソースのセットアップ/ティアダウンを伴うことがあります
  • 正しく隔離されていれば、同時に実行できます
  • テストデータベースを使用する例：
// user.integration.test.js
import { createUser, deleteUser } from './userService';
import { connectDB, disconnectDB } from './database';

beforeAll(async () => {
  await connectDB();
});

afterAll(async () => {
  await disconnectDB();
});

test('ユーザーの作成と削除', async () => {
  const user = await createUser({ name: 'ジョン・ドウ' });
  expect(user.id).toBeDefined();
  
  await deleteUser(user.id);
  // ユーザーが削除されたことを確認
});

E2Eテスト

  • しばしば長時間実行されます
  • 競合を避けるために逐次的に実行する必要があります
  • Jestのdescribe.serialを使用して強制された順序を利用できます：
// checkout.e2e.test.js
import { launchBrowser, closeBrowser } from './testUtils';

describe.serial('チェックアウトプロセス', () => {
  let browser;

  beforeAll(async () => {
    browser = await launchBrowser();
  });

  afterAll(async () => {
    await closeBrowser(browser);
  });

  test('カートにアイテムを追加', async () => {
    // 実装
  });

  test('チェックアウトに進む', async () => {
    // 実装
  });

  test('支払いを完了', async () => {
    // 実装
  });
});

Jestでの同時テストのための高度な技術: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestでの同時テストを真にマスターするためには、次の高度な技術を考慮してください：

カスタムテストランナー

Jestでは、カスタムテストランナーを作成することができ、テスト実行に対する細かい制御が可能です：

// customRunner.js
class CustomRunner {
  constructor(globalConfig, context) {
    this.globalConfig = globalConfig;
    this.context = context;
  }

  async runTests(tests, watcher, onStart, onResult, onFailure) {
    // テストを実行するためのカスタムロジック
    // ここで独自の並列化戦略を実装できます
  }
}

module.exports = CustomRunner;

Jestをカスタムランナーを使用するように設定します：

{
  "jest": {
    "runner": "<rootDir>/customRunner.js"
  }
}

テストシャーディング

非常に大規模なテストスイートでは、テストシャーディングを実装できます：

jest --shard=1/3

これにより、最初の3分の1のテストファイルのみが実行され、複数のマシンまたはCIジョブにテストを分散することができます。

動的テスト生成

Jestの動的テスト生成を活用して、データや環境に適応するテストを作成します：

const testCases = [
  { input: 1, expected: 2 },
  { input: 2, expected: 4 },
  { input: 3, expected: 6 },
];

testCases.forEach(({ input, expected }) => {
  test(`doubleNumber(${input}) は ${expected} を返すはず`, () => {
    expect(doubleNumber(input)).toBe(expected);
  });
});

このアプローチにより、コードを重複させずにテストスイートを容易にスケールできます。

包括的なAPIテストのためのJestとのAPIdogの統合: テストは本当に同時に実行されているのか？

Apidogは、Jestと連携して使用することで、APIテストのワークフローを大幅に向上させることができます。

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Apidogのインターフェース

Apidogでのデバッグは簡単です。APIの詳細、エンドポイントやリクエストパラメータを入力すると、応答を簡単に検査し、デバッグモードでAPIをデバッグできます。

Apidogのインターフェース

よくある質問: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestと同時実行に関するよくある質問を深掘りしてみましょう：

Jestのテストは逐次実行されますか？

コンテキストによります：

  • 異なるファイルのテストは同時に実行できます。
  • 同じファイル内のテストはデフォルトで逐次実行されます。

すべてのテストの逐次実行を強制するには、--runInBandフラグを使用することができ、デバッグや同時にアクセスできない共有リソースを扱う際に便利です。

Jestはテストをどのように実行しますか？

Jestは次の手順に従います：

  1. 設定に基づいてすべてのテストファイルを収集します。
  2. これらのファイルを利用可能なワーカープロセスに分配します。
  3. 各ワーカープロセス：
  • テストファイルを読み込みます
  • そのファイルのテストを逐次的に実行します
  • 結果をメインのJestプロセスに報告します
  1. メインプロセスはすべての結果を収集し、レポートを生成します。

このアプローチにより、ファイルレベルでの並行性が可能になりつつ、各ファイル内の予測可能な実行が維持されます。

Jestはタスクの並列化に使用されますか？

Jestは主にテストフレームワークですが、その並行実行モデルは特定のシナリオでタスクの並列化に活用できます：

  • CI/CDパイプラインの一部として複数の独立したスクリプトやチェックを実行する。
  • 複数のファイルに分割できるデータ処理タスクの実行。
  • 複数の独立したAPIコールやデータベースクエリの実行。

ただし、一般的なタスクの並列化には、GNU ParallelやNode.jsのworker_threadsモジュールのような専用ツールの方が適切な場合があります。

Jestテストの欠点は何ですか？

Jestは強力ですが、潜在的な欠点を把握しておくことが重要です：

リソース集約型: 多くのテストを並行で実行すると、特にCIサーバー上ではメモリやCPUを大量に消費します。

デバッグの複雑さ: 並行実行は、失敗したテストを再現しデバッグするのを難しくすることがあります。

フレークテストの可能性: 同時実行は、時には競合状態やタイミングに関する問題を引き起こすことがあります。

学習曲線: Jestの広範な機能セットと設定オプションは、初心者にとって圧倒される可能性があります。

小規模プロジェクトへのオーバーヘッド: 非常に小規模なプロジェクトでは、Jestのセットアップとランタイムは過剰になるかもしれません。

モックの複雑さ: 強力なだけに、Jestのモック機能は適切に使用しなければ、過度に複雑なテストセットアップにつながることがあります。

結論: テストは本当に同時に実行されているのか？

Jestのテスト実行に対するアプローチは、洗練された同時性の形を提供します。すべてのテストを同時に実行するわけではありませんが、ファイルレベルの並行性とファイル内の逐次性を組み合わせることで、テスト実行においてバランスの取れたアプローチを提供します。

Jestの同時性モデルを理解し、活用することで、以下を実現できます：

  • 全体的なテスト実行時間を大幅に短縮
  • テストの信頼性と予測可能性を維持
  • プロジェクトの成長に応じてテストスイートを効果的に拡張

Jestを使用した効果的なテストの鍵は、単にテストを同時に実行することではなく、Jestの実行モデルを最大限に活用できるように、よく構造化された隔離されたテストを書くことです。Jestを単独で使用する場合でも、APIdogのようなツールと統合する場合でも、目的は開発プロセスをサポートし、ソフトウェアの品質を確保するための堅牢で効率的なテスト戦略を作成することです。

Jestでの作業を続ける中で、さまざまな設定を試し、優れた機能を探求し、常にテストのパフォーマンスと信頼性に目を光らせてください。特定のニーズを慎重に考慮することで、Jestの同時能力を最大限に活用し、迅速で信頼性が高く保守可能なテストスイートを作成できます。

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