Trong bài viết này, bạn đọc hãy cùng Devwork cùng tìm hiểu toàn bộ quy trình kiểm thử phần mềm, từ cơ bản đến chuyên sâu.

Kiểm thử phần mềm là gì?

Khái niệm

Kiểm thử phần mềm là quá trình đánh giá một ứng dụng hay hệ thống phần mềm nhằm phát hiện các lỗi, sai sót và đảm bảo sản phẩm đáp ứng đúng yêu cầu đã đề ra. Đây là hoạt động xác minh và kiểm chứng rằng phần mềm hoạt động đúng như mong đợi, ổn định và an toàn trong môi trường thực tế.

Vai trò và tầm quan trọng của kiểm thử phần mềm

Kiểm thử đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng phần mềm, giúp tiết kiệm chi phí sửa lỗi, nâng cao độ tin cậy của sản phẩm và bảo vệ danh tiếng doanh nghiệp. Khi phát hiện lỗi sớm trong chu trình phát triển, chi phí khắc phục thấp hơn nhiều so với giai đoạn sau khi triển khai.

Kiểm thử phần mềm là quá trình đánh giá một ứng dụng hay hệ thống phần mềm nhằm phát hiện các lỗi

Các loại kiểm thử phần mềm

Kiểm thử thủ công vs. kiểm thử tự động

Kiểm thử thủ công do con người thực hiện trực tiếp, phù hợp với các tình huống phức tạp đòi hỏi sự linh hoạt cao. Trong khi đó, kiểm thử tự động sử dụng công cụ và script để thực hiện các ca kiểm thử lặp đi lặp lại, giúp tiết kiệm thời gian và nhân lực trong dài hạn.

Kiểm thử chức năng vs. kiểm thử phi chức năng

Kiểm thử chức năng tập trung vào việc xác minh tính năng hoạt động đúng theo yêu cầu. Kiểm thử phi chức năng đánh giá các khía cạnh như hiệu suất, bảo mật, khả năng mở rộng và trải nghiệm người dùng.

 Kiểm thử hộp đen vs. kiểm thử hộp trắng

Kiểm thử hộp đen chỉ đánh giá đầu vào và đầu ra mà không quan tâm đến cấu trúc nội bộ. Kiểm thử hộp trắng ngược lại, phân tích cả cấu trúc code và logic bên trong hệ thống.

Các loại kiểm thử phần mềm phổ biến bao gồm 6 loại

Quy trình kiểm thử phần mềm

6 bước cơ bản trong quá trình kiểm thử phần mềm

Quy trình kiểm thử phần mềm chuyên nghiệp thường bao gồm 6 giai đoạn chính, mỗi giai đoạn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm:

Bước 1: Phân tích yêu cầu

Kiểm thử viên cần hiểu rõ tất cả các yêu cầu chức năng và phi chức năng để lập kế hoạch kiểm thử hiệu quả. Quá trình này bao gồm việc phân tích tài liệu yêu cầu, tham vấn với các bên liên quan và làm rõ các trường hợp còn mơ hồ.

Bước 2: Lập kế hoạch kiểm thử

Giai đoạn này xác định phạm vi, mục tiêu, lịch trình, nguồn lực và chiến lược kiểm thử. Kế hoạch kiểm thử cần trả lời các câu hỏi: kiểm thử cái gì, kiểm thử khi nào, ai thực hiện, sử dụng công cụ gì và cách đánh giá kết quả ra sao. Đây cũng là lúc xác định các mức độ rủi ro và ưu tiên trong kiểm thử.

Bước 3: Thiết kế ca kiểm thử

Dựa trên phân tích yêu cầu, kiểm thử viên phát triển các ca kiểm thử chi tiết bao gồm điều kiện tiên quyết, dữ liệu đầu vào, bước thực hiện và kết quả mong đợi. Mỗi ca kiểm thử cần thiết kế để bao phủ một khía cạnh cụ thể của hệ thống và phát hiện các lỗi tiềm ẩn.

Bước 4: Thực thi kiểm thử

Đây là quá trình thực hiện các ca kiểm thử đã thiết kế và so sánh kết quả thực tế với kết quả mong đợi. Kiểm thử viên ghi lại chi tiết quá trình thực hiện, bao gồm môi trường kiểm thử, dữ liệu sử dụng và kết quả nhận được. Khi phát hiện lỗi, họ ghi nhận và phân loại mức độ nghiêm trọng.

Bước 5: Báo cáo lỗi và theo dõi

Các lỗi phát hiện được được ghi lại trong hệ thống quản lý lỗi với đầy đủ thông tin như: mô tả lỗi, bước tái hiện, môi trường xảy ra, ảnh hưởng và mức độ nghiêm trọng. Sau đó, lỗi được phân công cho đội phát triển để sửa chữa và kiểm thử viên theo dõi trạng thái cho đến khi được giải quyết.

Bước 6: Kiểm thử hồi quy

Sau khi sửa lỗi, kiểm thử hồi quy được thực hiện để đảm bảo việc sửa chữa không gây ra các vấn đề mới. Quy trình này đặc biệt quan trọng trong các dự án phức tạp, khi một thay đổi nhỏ có thể ảnh hưởng đến nhiều thành phần khác trong hệ thống.

Quy trình kiểm thử phần mềm chuyên nghiệp thường bao gồm 6 giai đoạn chính

Các mô hình kiểm thử phần mềm phổ biến

Mô hình V (V-Model)

Mô hình V là sự mở rộng của mô hình thác nước (Waterfall), trong đó mỗi giai đoạn phát triển tương ứng với một hoạt động kiểm thử. Điểm mạnh của mô hình này là sự tích hợp kiểm thử ngay từ đầu dự án:

• Phân tích yêu cầu ↔ Kiểm thử chấp nhận: Kiểm tra xem sản phẩm có đáp ứng nhu cầu người dùng không
• Thiết kế hệ thống ↔ Kiểm thử hệ thống: Đánh giá toàn bộ hệ thống
• Thiết kế chi tiết ↔ Kiểm thử tích hợp: Kiểm tra tương tác giữa các module
• Lập trình ↔ Kiểm thử đơn vị: Kiểm tra từng thành phần riêng lẻ

Mô hình V đặc biệt hiệu quả cho các dự án có yêu cầu ổn định và phạm vi rõ ràng, như hệ thống y tế hoặc hàng không, nơi đòi hỏi độ tin cậy cao.

Mô hình Agile

Trong mô hình Agile, kiểm thử được thực hiện song song với phát triển trong các sprint ngắn (thường 2-4 tuần). Đặc điểm nổi bật của phương pháp này:

• Kiểm thử liên tục: Tự động hóa kiểm thử đơn vị và kiểm thử hồi quy
• Phản hồi nhanh: Phát hiện và sửa lỗi sớm trong chu trình
• Phương pháp TDD (Test-Driven Development): Viết test case trước khi viết code
• Tích hợp liên tục (CI/CD): Kết hợp kiểm thử vào pipeline tự động

Mô hình Agile phù hợp với các dự án có yêu cầu thay đổi thường xuyên và cần phản ứng nhanh với thị trường.

Mô hình DevOps

DevOps đưa kiểm thử lên một tầm cao mới với việc tự động hóa toàn diện và liền mạch. Trong mô hình này:

• Kiểm thử tự động hóa hoàn toàn: Từ unit test đến kiểm thử chấp nhận
• Giám sát liên tục: Phát hiện vấn đề trong môi trường thực
• Kiểm thử chaos: Chủ động tạo lỗi để kiểm tra khả năng chống chịu của hệ thống
• Phản hồi trong thời gian thực: Phát hiện và khắc phục vấn đề ngay lập tức

Xu hướng hiện nay là kết hợp các mô hình kiểm thử để tận dụng ưu điểm của từng phương pháp, tùy thuộc vào đặc thù dự án và nhu cầu kinh doanh. Quy trình kiểm thử phần mềm hiệu quả không chỉ giúp phát hiện lỗi mà còn nâng cao chất lượng tổng thể của sản phẩm, tối ưu chi phí phát triển và đáp ứng tốt hơn kỳ vọng của người dùng cuối.

Xu hướng hiện nay là kết hợp các mô hình kiểm thử để tận dụng ưu điểm của từng phương pháp

Các phương pháp kiểm thử phần mềm phổ biến

Kiểm thử đơn vị (Unit Testing)

Kiểm thử đơn vị là phương pháp kiểm tra từng thành phần nhỏ nhất của phần mềm một cách riêng biệt. Các thành phần này thường là các hàm, phương thức hoặc lớp trong mã nguồn. Mục tiêu chính của kiểm thử đơn vị là xác minh rằng mỗi đơn vị hoạt động chính xác theo thiết kế. Quy trình kiểm thử phần mềm này thường được thực hiện bởi chính lập trình viên và được tự động hóa cao.

Quá trình này giúp phát hiện lỗi sớm, đơn giản hóa việc tìm kiếm nguyên nhân lỗi, và đóng vai trò như tài liệu cho mã nguồn. Phương pháp phát triển hướng kiểm thử (TDD) đặc biệt nhấn mạnh việc viết kiểm thử đơn vị trước khi viết mã triển khai.

Bạn đọc tham khảo thêm:  Làm tester có khó không? có cần bằng cấp gì hay không?

Kiểm thử tích hợp (Integration Testing)

Sau khi các đơn vị riêng lẻ hoạt động tốt, kiểm thử tích hợp kiểm tra cách chúng tương tác với nhau. Mục đích là phát hiện lỗi trong giao diện và tương tác giữa các thành phần đã tích hợp. Có nhiều chiến lược kiểm thử tích hợp như:

• Top-down: Kiểm thử từ các module cấp cao xuống thấp
• Bottom-up: Kiểm thử từ các module cấp thấp lên cao
• Sandwich/Hybrid: Kết hợp cả hai phương pháp trên

Kiểm thử tích hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các thành phần khác nhau của hệ thống hoạt động hài hòa, đặc biệt trong các hệ thống phức tạp với nhiều module và giao diện.

Kiểm thử hệ thống (System Testing)

Kiểm thử hệ thống đánh giá toàn bộ hệ thống phần mềm đã tích hợp để xác minh rằng nó đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và chức năng. Đây là giai đoạn kiểm thử toàn diện nhất trong quy trình kiểm thử phần mềm, bao gồm nhiều loại kiểm thử khác nhau:

• Kiểm thử hiệu năng: Đánh giá thời gian phản hồi và tài nguyên sử dụng
• Kiểm thử tải: Xác định khả năng chịu tải của hệ thống
• Kiểm thử bảo mật: Phát hiện lỗ hổng bảo mật
• Kiểm thử khả năng sử dụng: Đánh giá mức độ thân thiện với người dùng

Kiểm thử hệ thống thường được thực hiện trong môi trường gần giống với môi trường sản xuất, giúp phát hiện các vấn đề không thể phát hiện ở các giai đoạn kiểm thử trước đó.

Kiểm thử chấp nhận (Acceptance Testing)

Đây là giai đoạn cuối cùng của quy trình kiểm thử phần mềm trước khi đưa sản phẩm vào sử dụng. Kiểm thử chấp nhận xác minh rằng phần mềm đáp ứng các yêu cầu nghiệp vụ và sẵn sàng cho việc triển khai. Các loại kiểm thử chấp nhận phổ biến bao gồm:

• UAT (User Acceptance Testing): Người dùng cuối trực tiếp kiểm tra hệ thống
• Alpha Testing: Kiểm thử nội bộ trước khi phát hành
• Beta Testing: Một nhóm người dùng bên ngoài thử nghiệm phần mềm

Kiểm thử chấp nhận giúp xác nhận rằng sản phẩm không chỉ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật mà còn đáp ứng nhu cầu thực tế của người dùng.

Tuỳ từng trường hợp, bạn có thể áp dụng các phương pháp kiểm thử phần mềm khác nhau

Các kỹ thuật kiểm thử phần mềm

Kỹ thuật kiểm thử hộp đen (Black-box Testing)

Kiểm thử hộp đen tập trung vào chức năng của phần mềm mà không quan tâm đến cấu trúc nội bộ. Kiểm thử viên chỉ biết đầu vào và đầu ra mong đợi, không cần hiểu biết về mã nguồn. Các phương pháp kiểm thử hộp đen bao gồm:

• Phân tích giá trị biên: Kiểm tra các giá trị ở ranh giới của dữ liệu đầu vào
• Phân vùng tương đương: Chia dữ liệu đầu vào thành các nhóm có đặc điểm tương tự
• Bảng quyết định: Kiểm tra các tổ hợp đầu vào/đầu ra

Kiểm thử hộp đen hiệu quả trong việc phát hiện lỗi liên quan đến giao diện người dùng, xử lý dữ liệu và tính năng.

Kỹ thuật kiểm thử hộp trắng (White-box Testing)

Ngược lại với kiểm thử hộp đen, kiểm thử hộp trắng đòi hỏi kiến thức về cấu trúc nội bộ và mã nguồn. Mục tiêu là đảm bảo tất cả các đường dẫn có thể trong mã đều được kiểm tra. Các kỹ thuật phổ biến bao gồm:

• Kiểm thử đường dẫn cơ bản: Đảm bảo mọi đường dẫn trong mã được thực thi ít nhất một lần
• Kiểm thử vòng lặp: Tập trung vào các cấu trúc vòng lặp
• Kiểm thử dòng điều khiển: Đảm bảo tất cả các nhánh quyết định được thực thi

Kiểm thử hộp trắng giúp phát hiện lỗi logic, lỗi bảo mật và tối ưu hóa hiệu suất mã nguồn.

Kỹ thuật kiểm thử dựa trên kinh nghiệm

Phương pháp này dựa vào kinh nghiệm, trực giác và kiến thức chuyên môn của kiểm thử viên. Các kỹ thuật phổ biến bao gồm:

• Kiểm thử khám phá: Thiết kế, thực hiện và điều chỉnh ca kiểm thử đồng thời
• Kiểm thử dựa trên lỗi: Dự đoán và kiểm tra các lỗi thường gặp
• Kiểm thử heuristic: Áp dụng các nguyên tắc kinh nghiệm để thiết kế ca kiểm thử

Kiểm thử dựa trên kinh nghiệm đặc biệt hữu ích khi thời gian hạn chế hoặc yêu cầu không rõ ràng.

Công cụ hỗ trợ kiểm thử phần mềm phổ biến

Selenium

Selenium là bộ công cụ mã nguồn mở hàng đầu cho kiểm thử tự động giao diện web. Nó hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình (Java, Python, C#, etc.) và các trình duyệt phổ biến. Selenium WebDriver cho phép mô phỏng tương tác người dùng và xác minh kết quả, trong khi Selenium Grid cho phép chạy kiểm thử song song trên nhiều máy.

JUnit

JUnit là framework kiểm thử đơn vị phổ biến nhất cho Java. Nó cung cấp chú thích để xác định các phương thức kiểm thử, khẳng định để xác minh kết quả, và các tính năng như test fixture và test suites. JUnit 5 (phiên bản mới nhất) bổ sung nhiều tính năng mạnh mẽ như kiểm thử tham số hóa và mở rộng.

TestNG

TestNG là framework kiểm thử Java lấy cảm hứng từ JUnit nhưng cung cấp các tính năng nâng cao như nhóm kiểm thử, phụ thuộc, song song hóa và chú thích. TestNG đặc biệt phù hợp cho kiểm thử tích hợp và kiểm thử hệ thống phức tạp.

Appium (cho mobile)

Appium là framework kiểm thử tự động cho ứng dụng di động trên iOS và Android. Nó sử dụng giao thức WebDriver, cho phép viết kiểm thử bằng nhiều ngôn ngữ (Java, Python, JavaScript, etc.). Appium hỗ trợ kiểm thử ứng dụng native, web và hybrid mà không cần sửa đổi mã nguồn ứng dụng.

Một số công cụ hỗ trợ kiểm thử phần mềm phổ biến là Selenium, JUnit, TestNG

Những thách thức trong kiểm thử phần mềm

Khó khăn trong kiểm thử tự động

Mặc dù kiểm thử tự động mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp nhiều thách thức:

• Đầu tư ban đầu cao về thời gian và nguồn lực
• Bảo trì script kiểm thử khi giao diện thay đổi
• Kiểm thử các trường hợp phức tạp hoặc ngẫu nhiên
• Kiểm thử các yếu tố chủ quan như trải nghiệm người dùng

Để khắc phục, nhiều tổ chức áp dụng chiến lược kết hợp giữa kiểm thử tự động và thủ công, tập trung tự động hóa các ca kiểm thử lặp đi lặp lại và ổn định.

Thời gian và chi phí kiểm thử

Cân bằng giữa độ phủ kiểm thử và ràng buộc về thời gian, ngân sách luôn là thách thức lớn. Các chiến lược để tối ưu hóa bao gồm:

• Phân tích rủi ro để ưu tiên các lĩnh vực kiểm thử quan trọng
• Áp dụng kiểm thử liên tục trong pipeline CI/CD
• Sử dụng kiểm thử dựa trên rủi ro để tập trung vào các lĩnh vực có khả năng xảy ra lỗi cao

Đảm bảo chất lượng phần mềm trong Agile/Scrum

Các phương pháp phát triển nhanh như Agile đặt ra thách thức đặc biệt cho quy trình kiểm thử phần mềm:

• Sprint ngắn khiến thời gian kiểm thử bị hạn chế
• Yêu cầu thay đổi liên tục ảnh hưởng đến ca kiểm thử
• Cần tích hợp kiểm thử vào mỗi sprint

Các giải pháp hiệu quả bao gồm việc áp dụng phương pháp "shift-left" (đưa kiểm thử vào sớm hơn trong chu trình), tự động hóa hồi quy và kết hợp các tiêu chí chấp nhận với bản thiết kế.

Mặc dù gặp nhiều thách thức, nhưng với chiến lược phù hợp, có thể tối ưu hóa quy trình kiểm thử phần mềm để đảm bảo chất lượng sản phẩm của doanh nghiệp.