Автор: Green Report
Оригинал статьи
Перевод: Ольга Алифанова

Кэширование — это невоспетый герой современных приложений: оно повышает производительность и сокращает время загрузки. Но в автоматизированном тестировании этот же герой может превратиться в нарушителя порядка, вызывая нестабильность и несогласованность результатов. Кэши на фронтенде — такие как хранилище браузера или service workers — и на бэкенде — например, CDN или кэширование запросов к базе данных — могут сделать тесты ненадёжными, если с ними неправильно обращаться. В этой статье мы рассмотрим влияние кэширования на автоматизацию тестирования, выделим основные проблемы и предложим практические стратегии, которые помогут обеспечить стабильную работу тестов при каждом запуске.

Понимание кэширования в контексте автоматизации

Кэширование играет важную роль в улучшении производительности приложения, сохраняя повторно используемые данные ближе к пользователю или уровню приложения. Однако его наличие как на фронтенде, так и на бэкенде может создавать сложности для автоматизированного тестирования. Чтобы эффективно с ними справляться, важно понимать, как работает кэширование и где оно происходит.

Кэширование на фронтенде

Кэширование на фронтенде означает хранение данных локально в браузере или на устройстве пользователя для ускорения последующих взаимодействий. Распространённые формы фронтенд-кэширования включают:

• Кэш браузера: Хранит статические ресурсы, например, изображения, таблицы стилей и JavaScript-файлы. Это снижает необходимость повторной загрузки одних и тех же ресурсов.
• Service Workers: Выступают в роли промежуточного слоя между браузером и сетью, обеспечивая офлайн-доступ и более быструю загрузку за счёт кэширования API-ответов и других ресурсов.
• LocalStorage и SessionStorage: Временно сохраняют пары ключ-значение для более быстрого доступа к данным в течение текущей сессии или между сессиями.

Пример проблемы: пользователь посещает сайт, и браузер сохраняет изображения и CSS-файлы в кэше. Во время автоматизированного тестирования эти кэшированные ресурсы могут привести к успешному прохождению тестов даже в том случае, если ресурсы были изменены или устарели.

Кэширование на бэкенде

Кэширование на стороне сервера направлено на снижение нагрузки на базы данных и серверы. Основные формы бэкенд-кэширования включают:

• CDN (сети доставки контента): Кэшируют статические ресурсы на множестве серверов по всему миру, обеспечивая более быструю доставку данных за счёт обслуживания с ближайшего узла.
• Кэширование запросов к базе данных: Сохраняет результаты ресурсоёмких запросов, чтобы избежать повторных вычислений.
• Кэширование на уровне приложения: Кэширование ответов API или промежуточных вычислений на уровне middleware для повторного использования при частых запросах.

Пример проблемы: API-эндпоинт возвращает кэшированный ответ из базы данных для снижения задержек. Хотя это эффективно на проде, в автоматизированных тестах такая логика может привести к сбоям, если ожидаются данные в реальном времени.

Проблемы кэширования в автоматизированном тестировании

Хотя кэширование значительно повышает производительность на проде, в автоматизированных тестах оно зачастую становится источником проблем. Основная трудность заключается в том, что кэширование скрывает изменения в реальном времени, делая тесты нестабильными и ненадёжными. Ниже рассмотрены типичные проблемы и сценарии, в которых кэш негативно влияет на точность тестов.

Распространённые проблемы, вызванные кэшированием:

• Устаревшие данные: Кэшированные ответы или ресурсы могут не отражать последние изменения, в результате чего автоматические тесты работают с неактуальной информацией. Например, тест, проверяющий недавно обновлённый профиль пользователя, может завершиться сбоем из-за того, что в кэше осталась старая версия профиля.
• Непоследовательные результаты тестов: Поведение кэша может различаться между локальной средой и CI-пайплайном, из-за чего результаты тестов будут варьироваться. Такая непредсказуемость усложняет отладку и снижает надёжность автоматизации.
• Пропущенные дефекты: Кэш способен скрывать ошибки, подставляя предзагруженные ответы или ресурсы. Например, ошибка на фронтенде, вызванная отсутствующим JavaScript-файлом, может остаться незамеченной, если файл уже закэширован в браузере.

Сценарии, при которых кэширование снижает надёжность тестов

1. Проверка API-ответов:
   В тестах, где требуется валидация актуальных данных от API, кэшированные ответы могут привести к ложноположительным результатам. Если API возвращает устаревший (закэшированный) ответ, тест может пройти успешно, даже если данные на бэкенде были изменены или произошёл сбой.
2. Обновления пользовательского интерфейса:
   Тесты, зависящие от динамических элементов интерфейса (например, уведомлений или списков), могут завершиться сбоем, если браузер отдаёт устаревшее содержимое из кэша. Пример — тест, проверяющий появление нового товара в корзине. Если обновлённый список не отобразится из-за кэширования, тест не зафиксирует добавление товара.
3. Нагрузочное тестирование и метрики производительности:
   В сценариях нагрузочного тестирования кэширование может исказить результаты, поскольку оно снижает нагрузку на сервер искусственно. В результате создаётся иллюзия высокой производительности, тогда как в реальных условиях (с минимальным или отсутствующим кэшированием) система может вести себя иначе.

Стратегии управления кэшированием в тестах

Для обеспечения достоверных и стабильных результатов автоматизированного тестирования необходимо эффективно управлять кэшированием. Это включает в себя целенаправленные подходы как к фронтенд-, так и к бэкенд-кэшированию, а также общие практики, позволяющие избежать нестабильности, связанной с кэшем.

Управление фронтенд-кэшированием

Автоматизированные браузерные тесты часто требуют «чистого листа» для корректной валидации динамического поведения. Очистка кэша браузера и cookies перед каждым запуском тестов помогает избежать вмешательства устаревших данных.

Пример на Playwright:

async function clearBrowserCache(context) {
    // Очистка всех кэшей браузера
    await context.clearCookies();
 
    // Получить все страницы в context
    const pages = context.pages();
 
    for (const page of pages) {
        // Перейти на страницу очистки браузерных данных в Chrome
        await page.goto("about:blank");
 
        // Очистить различные хранилища
        await page.evaluate(() => {
            window.localStorage.clear();
            window.sessionStorage.clear();
 
            // Очистить IndexedDB
            const deleteRequest = window.indexedDB.deleteDatabase("YourDatabaseName");
            deleteRequest.onerror = () => console.error("Error deleting IndexedDB");
        });
 
        // Очистить service workers
        await page.evaluate(async () => {
            if ("serviceWorker" in navigator) {
                const registrations = await navigator.serviceWorker.getRegistrations();
                for (const registration of registrations) {
                     await registration.unregister();
                }
           }
        });
    }
}

Управление бэкенд-кэшированием

1. Отправка заголовков, предотвращающих кэширование, в API-запросах
   Добавление заголовков, таких как Cache-Control: no-cache, или уникальных параметров запроса (например, метки времени) может заставить сервер возвращать свежие данные, а не закэшированные ответы.

Пример на Python

import requests
from datetime import datetime
 
url = "https://api.example.com/data"
params = {"_": datetime.now().timestamp()}  # Cache-busting query parameter
headers = {"Cache-Control": "no-cache"}
response = requests.get(url, params=params, headers=headers)
print(response.json())

1. Настройка тестовой среды без кэширования

Конфигурирование тестовых серверов на полный обход кэша гарантирует, что все запросы будут получать актуальные, а не закэшированные данные. Это можно реализовать путем:

• отключения кэширования на уровне веб-сервера (например, через настройки nginx, Apache, Varnish);
• использования тестовых конфигураций в самом приложении (например, отключение CDN, middleware-кэшей или кэширования в базе данных).
• Запуск тестов в режиме инкогнито. Большинство браузеров отключают кэш в приватных сессиях, что снижает вероятность воздействия устаревших ресурсов на результаты тестов.
• Тестирование с кэшированием и без него. Добавляйте кейсы, в которых кэширование включено, чтобы убедиться, что приложение корректно работает и в этих условиях. Это особенно важно для проверки производительности и пользовательского опыта.
• Отслеживание кэшированных ответов. Используйте инструменты разработчика в браузере, прокси или middleware-логи для анализа того, какие ответы были закэшированы во время теста.

Общие рекомендации по работе с кэшированием в тестировании

Интегрируя эти стратегии в автоматизированное тестирование, можно существенно снизить негативное влияние кэширования на стабильность и достоверность результатов. Надёжные тесты — это те, которые проверяют поведение приложения в реальных, «чистых» условиях и не подвержены влиянию устаревших данных.

Заключение

Кэширование — палка о двух концах в автоматизированном тестировании: с одной стороны, оно повышает производительность приложения, с другой — может привести к устаревшим данным, нестабильным результатам и пропущенным дефектам, если его не контролировать должным образом. Понимание тонкостей кэширования на фронтенде и бэкенде, а также его влияния на тесты, критически важно для обеспечения надёжности проверок.

Реализация таких стратегий, как очистка кэша браузера, отключение service workers, использование техник обхода кэша и настройка тестовой среды без кэширования, помогает QA-командам эффективно справляться с проблемами, связанными с кэшированием. Эти подходы не только повышают точность тестов, но и обеспечивают соответствие поведения приложения в тестах его реальной работе.

Чтобы ознакомиться с примерами кода из этой статьи, посетите нашу страницу на GitHub. До встречи!

Обсудить в форуме