Pythonを使った APIサーバー開発を始める際に 整備したCIとテスト機構 / python-api-ci-test

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1. © - BASE, Inc. X Pythonを使った APIサーバー開発を始める際に 整備したCIとテスト機構 . .

   PyCon JP - @hgsgtk

2. © - BASE, Inc. 本⽇話すこと https://pycon.jp/ /sessions CIでのコード検査‧⾃動テストを取り上げます。

3. © - BASE, Inc. 本⽇話すこと CIによるコード検査‧⾃動テストの 開発者⾃⾝にとっての メリット を話します。 https://pycon.jp/

   /sessions

4. © - BASE, Inc. 話すこと • 学習サイクル促進のためのCI導⼊‧⾃動 テストの考え⽅ • Pythonでのコード検査‧⾃動テスト整

   備のためのキーワード • コード検査‧⾃動テストから得られる フィードバック

5. © - BASE, Inc. 話さないこと • CIツールの⽐較 • 詳細なCIの設定⽅法 •

   テスティングフレームワークの⽐較

6. © - BASE, Inc. : @hgsgtk Who am I? 東⼝

   和暉 ( Higashiguchi Kazuki ) Back-end Engineer (Go, PHP, Python ) BASE BANK, Inc. (BASE, Inc.) / Dev Division / Tech Lead

7. © - BASE, Inc. お品書き .CI‧コード検査/テストに対する捉え⽅ .CI導⼊‧コード検査 .⾃動テスト作成‧実施 .まとめ

8. © - BASE, Inc. お品書き .CI‧コード検査/テストに対する捉え⽅ .CI導⼊‧コード検査 .⾃動テスト作成‧実施 .まとめ

9. © - BASE, Inc. CI (Continuous Integration) • 継続的インテグレーション •

   ビルド‧テストを頻繁に繰り返し⾏うこ とにより、問題を早期に発⾒、開発の効 率化‧省⼒化を図る⼿法

10. © - BASE, Inc. CIはなぜ⼊れたい？開発の効率化‧省⼒化？ • エラーを⼩さな単位で早期に修正するこ とによる、修正コストの削減 • ex.

    コミット単位でコンパイル‧テス ト‧静的解析 …etc

11. © - BASE, Inc. このトークでの捉え⽅：学習サイクル促進 • 業務開発での commit‧ pushから得 られるフィードバックを増やす

    • XXX に対するフィードバック • コーディング • コード設計

12. © - BASE, Inc. CIで防ぎ CIに学ぶ

13. © - BASE, Inc. コーディングに対するフィードバック • PEP ‧PEP といったコーディン グ‧ドキュメントスタイルを守っている

    か • すべてを読み込むのは⼤変‧漏れている 可能性もある • コード検査で確認し、指摘結果から学ぶ

14. © - BASE, Inc. コード設計に対するフィードバック • テスト、特にユニットテストを書くこと で、テスタビリティの声を聞く • テストがしやすい‧テストがしにくいの

    肌感をフィードバックとして受ける • 関⼼の分離がされた疎結合なパーツが協 調するコード設計へ

15. © - BASE, Inc. フィードバックからすぐアクションする • テストで振る舞いを保護する • 保護されたコードの内部詳細の実装‧ コーディングを改善していく

16. © - BASE, Inc. お品書き .CI‧コード検査/テストに対する捉え⽅ .CI導⼊‧コード検査 .⾃動テスト作成‧実施 .まとめ

17. © - BASE, Inc. 背景：題材事例となるアプリケーション • DB‧外部APIへ依存するAPIサービス • エンドポイントは4つほど、⽐較的⼩さ いがビジネスロジックを持った

    • ex. ⾦額計算などを⾏う

18. © - BASE, Inc. 様々なCIツール • 様々CI導⼊するためのツールがある • Jenkins, Travis

    CI, CircleCI etc • 本資料ではCircleCIを⽤いた事例を紹介

19. © - BASE, Inc. CircleCI jobs 例 https://circleci.com/gh/hgsgtk/pycon -app/tree/master

20. © - BASE, Inc. CircleCIでのコード検査実施

21. © - BASE, Inc. Pythonコードスタイルチェック • pycodestyle • https://pypi.org/project/pycodestyle/ •

    flake • http://flake .pycqa.org/en/latest/ • Pylint • https://www.pylint.org • autopep • https://github.com/hhatto/autopep

22. © - BASE, Inc. コードスタイル pycodestyle • Pythonコードスタイルガイドチェック ツール •

    PEP - Style Guide for Python Code • https://www.python.org/dev/peps/pep- /

23. © - BASE, Inc. pycodestyleからのフィードバック • Python Codeのスタイルガイドに準拠 しているかどうかが指摘される •

    「Pythonの標準的なコードが書けてい るか？」

24. © - BASE, Inc. Pythonドキュメントスタイルチェック • pydocstyle • https://pypi.org/project/pydocstyle/

25. © - BASE, Inc. pydocstyle • Pythonのdocstring規約への準拠を確 認する静的分析ツール • PEP

    — Docstring Conventions  • https://www.python.org/dev/peps/pep- /

26. © - BASE, Inc. pydocstyleからのフィードバック • “Code is read much

    more often than it is written” by Guido • 「読まれるコードドキュメントが作れて いるか？」

27. © - BASE, Inc. Pythonコード型検査 • mypy • http://mypy-lang.org/

28. © - BASE, Inc. mypy • コード上の型を静的解析するツール • PEP —

    Type Hints • https://www.python.org/dev/peps/pep- /

29. © - BASE, Inc. mypyからのフィードバック • 「型アノテーションを設定するコード‧ 設定に違反したコードが書かれていない か？」

30. © - BASE, Inc. CI導⼊‧コード検査のまとめ • CIツールを⽤いる • コーディングスタイル‧ドキュメントス タイル‧型検査を実施する

    • それらからコーディングに対するフィー ドバックをもらう

31. © - BASE, Inc. お品書き .CI‧コード検査/テストに対する捉え⽅ .CI導⼊‧コード検査 .⾃動テスト作成‧実施 .まとめ

32. © - BASE, Inc. ⾃動テスト実施の選択肢 • テストコードを作成‧実⾏するためのテ スティングツールを利⽤する • pytest

    • https://docs.pytest.org/en/latest/ • unittest • nose etc

33. © - BASE, Inc. pytest テストコード例

34. © - BASE, Inc. ⾃動テストでしたいこと • コード設計へのフィードバックを得る • 関⼼の分離がされた疎結合なパーツが 協調するコード設計か

    • 既存の振る舞いを保護し、リファクタリ ングをスピーディにする

35. © - BASE, Inc. そのために考えること .外部環境からの隔離 .依存関係の差し替え可能なコード設計

36. © - BASE, Inc. そのために考えること .外部環境からの隔離 .依存関係の差し替え可能なコード設計

37. © - BASE, Inc. そのために考えること（１）：外部環境からの隔離 • テストスコープを対象アプリケーション 内に留めたい • 対象外（ex.

    外部APIなど）を含めた場 合ネットワーク状態などに依存し不安定 なテストになりうる

38. © - BASE, Inc. 背景：アプリケーション構造（概要） 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic

39. © - BASE, Inc. （補⾜）背景：アプリケーション詳説 • HTTP Handler: aiohttp •

    Asynchronous HTTP Client/Server for asyncio and Python. • http://docs.aiohttp.org/en/stable/ • Database Access: sqlalchemy • The Python SQL Toolkit and Object Relational Mapper • https://www.sqlalchemy.org/

40. © - BASE, Inc. テスト⽤ライブラリを活⽤する 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic pytest-aiohttp • pytest plugin for aiohttp • 擬似的なリクエストを再現 • https://github.com/aio-libs/pytest- aiohttp

41. © - BASE, Inc. テスト⽤ライブラリを活⽤する 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic kevin /vcrpy • 実⾏されたHTTPリクエスト/レスポンス を記録‧再⽣する • https://vcrpy.readthedocs.io/en/ latest/

42. © - BASE, Inc. テスト⽤ライブラリを活⽤しないもの 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic

43. © - BASE, Inc. テスト⽤ライブラリを活⽤しないもの • データベースへの問い合わせをモックす るかどうか • たとえば、Goでは

    DATA-DOG/go- sqlmock という実⾏されるSQLが期待 通りかを検証するモックを作成する⽅法 がある • https://github.com/DATA-DOG/go-sqlmock

44. © - BASE, Inc. モックに置き換えるかどうか • ⻑所は、テストの速度‧安定度 • ⼀⽅、短所は、統合した際に期待通り動 作するという安⼼感

    • ex. SQLが本当に正しい？

45. © - BASE, Inc. 結果的に⾏った施策 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic • テスト⽤DBを作成する （本例ではコンテナ）

46. © - BASE, Inc. テスト⽤DBを作成する

47. © - BASE, Inc. テスト⽤DBを利⽤する ※ スキーマ‧フィクスチャ管理については時間の都合上‧‧‧

48. © - BASE, Inc. 「外部環境からの隔離」のフィードバック • テスト⽤ライブラリで外部環境との接点 を差し替えれる • ⼀⽅で、すべてのテストケースでこれら

    で差し替えるようなコードの場合、疎結 合なコード設計になっていない可能性を ⽰唆

49. © - BASE, Inc. そのために考えること .外部環境からの隔離 .依存関係の差し替え可能なコード設計

50. © - BASE, Inc. 背景：アプリケーション構造（概要） 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic

51. © - BASE, Inc. 背景：アプリケーション構造（概要） 外部 API DB HTTP REQUEST

    HTTP Handler Database Access Inside API Application API Client Domain Logic たとえば、HTTP Handlerのテストをするのに DB‧外部APIすべてライブラリで差し替えるの は「前準備のコスト」が⾼い

52. © - BASE, Inc. 依存関係の差し替え可能なコード設計 • 依存関係をなるべく差し替え可能へ • DI(Dependency Injection:

    依存関係の 注⼊)可能な設計へ

53. © - BASE, Inc. DI可能にする constructorからオブジェクトを受け付ける

54. © - BASE, Inc. DI可能にする テスト時には仮の値を返すテストダブルに置き 換える ※ テストダブル: テスト固有の同等物（ex.

    スタブ‧モック）

55. © - BASE, Inc. 依存関係の差し替え⼿段 • ⾃分でテスト⽤の代替クラスを作成 • モックライブラリ利⽤ •

    pytest-mock • https://pypi.org/project/pytest-mock/ • spy, stub, mockが可能

56. © - BASE, Inc. 「依存関係の差し替え可能なコード設計」 のフィードバック • テストの前準備のコスト‧実⾏速度が、 疎結合なコード設計へ⽬を向けるきっか けへ

57. © - BASE, Inc. おまけ 〜⾃動テストの維持のために〜 • pytest-randomly で不安定なテストに 気づく

    • https://pypi.org/project/pytest-randomly/ • 実⾏順に依存するテストは、⼀般的に不安定な テストと呼ばれる、⾃動テスト維持にはデメ リットになる Refs: “Pythonでの開発を効率的に進めるためのツール設定” at PyCon JP by @aodag さん https://www.slideshare.net/aodag/python-

58. © - BASE, Inc. お品書き .CI‧コード検査/テストに対する捉え⽅ .CI導⼊‧コード検査 .⾃動テスト作成‧実施 .まとめ

59. © - BASE, Inc. まとめ • CIを回すことで継続的なフィードバック 環境を作る • コード検査からコーディングを、テスト

    からコード設計へのフィードバックをも らう

60. © - BASE, Inc. まとめ • コード検査‧⾃動テストなどはある種 「⾯倒だけどやったほうが良いこと」と 捉えられがち •

    開発者にフィードバックをくれるものと 捉えて、「前向き」な捉え⽅をする⼀つ のアイデアでした