Test Doubles

테스트 대역(Test Doubles)이란?

테스트 대역이란 쉽게 얘기하면 실제 객체를 대신해서 테스팅에 사용하는 모든 방법을 일컫는 호칭이다.

실제 객체는 사용하기 어렵고.. 대신 이를 수행할 수 있는 객체를 만들어 테스트를 수행하도록 돕는것이다.

다른말로 표현하면,

• 테스트할 때 실제 객체 대신 사용되는 모든 종류의 가짜 객체를 의미

• 실제 객체를 사용하기 어렵거나 비효율적인 경우 대체하여 사용

• 테스트하려는 객체가 다른 객체들과 복잡한 관계가 엮여있어 사용하기 힘든 경우, 대체할 수 있는 객체

테스트 대역은 Dummy, Stub, Spy, Mock, Fake 등이 존재한다.

1. 더미 객체(Dummy Objects)

가장 단순한 형태의 대역이다. 단순히 파라미터를 채우기 위해 사용 사용하고, 실제로는 사용되지 않으며 객체의 메소드가 호출되지 않는다.

• 함수 파라미터에 전달되는 빈 객체 등

public class DummyCustomer implements Customer {
    public String getName() {
        return null;  // 사용되지 않으므로 의미 없는 값 반환
    }
}

필수 파라미터이지만 테스트에서 실제로 사용되지 않는 객체를 전달할 때 사용한다.

2. 스텁(Stub)

스텁은 미리 준비된 결과를 반환하는 객체이다. 테스트 중 호출될 때 미리 정해진 값을 반환한다. 테스트를 위해서 프로그래밍된 것 외에는 응답하지 않는다.

• 조건부 로직이나 여러 상황에 따른 응답은 구현하지 않는다.

public class CustomerStub implements Customer {
    private Map<String, String> map = Map.of("key1", "value1", "key2", "value2");

    public String getName() {
        return "Test Customer";  // 항상 동일한 값 반환
    }
    
    public String getValue(String key) {
	    return map.get(key);
    }
}

주로 외부 의존성(DB, 외부 API 등)을 대체할 때 사용한다. 예시로는 DB 조회 결과를 미리 정의하는 경우이다.

3. 스파이(Spy)

메서드 호출 횟수, 전달된 파라미터 등과 같은 전반적인 호출을 기록한다.

• 스텁의 기능 + 호출 내역 기록

• 실제 객체를 부분적으로 감싸서 사용할 수도 있음

public class CustomerSpy implements Customer {
    private int getNameCallCount = 0;
    
    public String getName() {
        getNameCallCount++;
        return "Test Customer";
    }
    
    public int getGetNameCallCount() {
        return getNameCallCount;
    }
}

4. 페이크(Fake)

실제 (작동하는)구현과 유사하지만 단순화된 구현을 제공한다. 실제 DB 대신 메모리 DB를 사용하는 것이 대표적이다.

public class FakeCustomerRepository implements CustomerRepository {
    private Map<String, Customer> customers = new HashMap<>();
    
    public void save(Customer customer) {
        customers.put(customer.getId(), customer);
    }
    
    public Customer findById(String id) {
        return customers.get(id);
    }
}

Fake를 사용하는 주요 상황은 아래와 같다.

1. 인메모리 DB가 필요한 경우

2. 복잡한 비즈니스를 단순화할 때

   • 실제 결제 시스템 대신 항상 성공하는 Fake 결제 시스템

   • 실제 이메일 발송 대신 로그만 남기는 Fake 이메일 서비스

3. 외부 서비스와의 통합 테스트

   • 실제 외부 API 대신 미리 정의된 응답을 주는 Fake 서버

Stub은 미리 정의된 응답만 반환하지만 Fake는 실제로 동작하는 구현을 가진다는 점에서 차이가 있다.

또, 인메모리 DB를 대체하기 때문에 상태를 가질 수 있다.

• Fake 객체가 내부적으로 데이터를 저장하고 관리할 수 있다는 의미

5. 모의 객체(Mock)

가장 복잡하고 강력한 테스트 더블이다. 예상되는 호출과 그에 대한 응답에 대해서 프로그래밍이 가능하다. 그래서 예상된 대로 사용하거나 동작하는지 검증한다.

• 행위 검증(behavior verification)에 집중하고 테스트 대상 코드가 Mock과 어떻게 상호작용하는지를 검증한다.

public class CustomerServiceTest {
    @Test
    public void testUpdateCustomer() {
        // Mock 객체 생성
        CustomerRepository mockRepository = mock(CustomerRepository.class);
        
        // 동작 정의
        when(mockRepository.findById("1"))
            .thenReturn(new Customer("1", "John"));
            
        // 검증
        verify(mockRepository).save(any(Customer.class));
    }
    
    // Mockito를 사용한 예시
    @Test
    void userServiceTest() {
        // Mock 객체 생성
        UserRepository mockRepository = mock(UserRepository.class);
        
        // Mock 동작 정의
        when(mockRepository.findById(1L))
            .thenReturn(Optional.of(new User(1L, "Test User")));
        
        UserService userService = new UserService(mockRepository);
        
        // 테스트 실행
        User user = userService.getUser(1L);
        
        // 검증
        verify(mockRepository).findById(1L);
        assertEquals("Test User", user.getName());
    }
}

Mock을 사용하는 주요 상황은 아래와 같다.

1. 외부 시스템과의 통합 테스트

   • 외부 API 호출

   • DB 연동

   • 메시징 시스템

2. 의존성이 많은 서비스 계층 테스트

   • 여러 레포지트로를 사용하는 서비스 객체

   • 외부 서비스를 호출하는 로직

3. 예외 상황 테스트

   • 네트워크 오류, 타임아웃, 데이터 유효성 검증

과도한 Mock 사용은 테스트 유지보수를 어렵게 만들고 실제 동작과 차이가 발생할 수 있어서 조심해야 한다.

또한, 단순히 결과값만 검증하는 것이 아니라 행위 검증에 집중해야 한다.