結合テストとは、単体テストの次のステップである開発検証方法です。

本記事では、ソフトウェア開発における結合テストの基本的な概念や目的、さまざまな種類と手法、実施プロセスやポイントを詳しく解説します。

結合テストとは？意味と目的

ソフトウェア開発プロセスにおいて、一つひとつの機能が完成しても組み合わせた際に問題が起きることがあります。事前に問題に気付くために一般的なソフトウェア開発で使われるのが結合テストです。結合テストは組み合わせた部品やモジュールが互いに連携し、求められる機能を満たすかを確認できます。

ソフトウェアは多くの部品やモジュールの組み合わせで成り立っています。それぞれの部品は個別に動作することができても、一緒になると予期せぬ問題が生じることがあります。結合テストの意味は部品を一緒に動作させて、全体として想定した結果が得られるかを検証することです。

結合テストの過程で行われるのは、データの伝達の仕方や処理の流れといった、部品間のつながりです。テストを行うことにより、完成したソフトウェアの部品間で意図しない相互作用が起きるリスクを減らすことができます。

結合テストの重要性とメリット

結合テストの目的は、複数の部品が一緒になっても正確な動きをすることを保証することです。単体テストだけでは見つけることが難しい問題や、部品間のデータのずれなどを早い段階で見つけ出せるメリットがあります。

ここでは結合テストの重要性とメリットについて、それぞれの項目で解説していきます。

システム全体の品質向上

結合テストを行う主な目的の一つは、システム全体の品質を向上させることです。

開発された個々のコンポーネントが独立して正しく機能するかを検証するユニットテストとは異なり、結合テストではこれらのコンポーネントが互いにどのように作用するかを試験するため、データの受け渡しや共有リソースの管理、外部システムとのインターフェースなど、システム間の相互作用における問題を発見することが可能になります。

結果として、より堅牢で信頼性の高いシステムを構築することができ、最終的な製品の品質が大幅に向上します。

開発コストの削減

結合テストによって早期に問題を発見し解決することは、開発コストの削減に直結します。

システムの各部分が統合される段階で問題が発覚すると、修正には多大な時間とリソースが必要になりますが、結合テストを効果的に実施することで、これらの問題を早期に特定し、修正の複雑さとそれに伴うコストを低減することができます。

また、開発の遅延を防ぎ、予定通りにプロジェクトを進行させることができ、結果として時間とコストを節約し、開発チームの効率を向上させることができます。

リリース後のトラブル防止

結合テストは、リリース後のユーザーからのクレームやトラブルの発生を防ぐのにも極めて重要です。

結合テストによって異なるシステム間でのデータのやり取りがスムーズに行われること、全体としての性能や安定性が保証されることを確認できます。

これにより、実際の運用環境においてもシステムが予定通りに動作し、ユーザーに対して良好なサービスを提供することができます。

リリース後の問題が少ないことは顧客満足度の向上に直結するため非常に重要ですし、市場での競争力を保持するためにも製品の信頼性を高めることが不可欠といえます。

結合テスト、単体テスト、総合テストそれぞれの違い

ソフトウェアの検証には、単体テストやシステムテストなど、さまざまな過程があります。単体テストは、個々の部品が正しく機能することを確認するものです。しかし、結合テストは複数の部品が一緒になったときの動きを検証します。

システムテストはソフトウェア全体が要求を満たして機能するかを確認します。各テストレベルは、それぞれ異なる視点からソフトウェアの品質を保証し、それぞれの特性と効果的な利用方法を理解することが重要です。

単体テストとの違い

単体テストはソフトウェア開発の初期段階で行われるテストで、個々のモジュールやコンポーネントが独立して正しく機能するかを確認することが目的です。

これに対して結合テストは、これらの単体テストが完了した後に行われ、異なるモジュールやコンポーネントが互いに正しくデータを交換し、連携して機能するかを検証します。

結合テストでは、接続やデータの流れ、インターフェースの問題を特定し、モジュール間の依存性と通信が適切に機能することを確認します。

総合テストとの違い

総合テスト、またはシステムテストは、ソフトウェアやシステムが全体として完全に統合された後に行われ、このテストの主な目的は、システム全体がビジネス要件と仕様に適合しているかを検証することです。

結合テストはシステムの部分的な統合を対象とし、主にモジュール間のインターフェースとデータ流通の確認に焦点を当てますが、総合テストでは、更に広範囲にわたり、ユーザーエクスペリエンス、セキュリティ、性能、互換性などのさまざまな要素がシステム全体として適切に機能するかを評価します。

結合テストの種類

高品質なソフトウェアを開発するには、結合テストの重要な役割を理解することが不可欠です。それぞれのメリットを把握することで、全体のパフォーマンスを向上させることが可能です。結合テストの種類を5つ解説します。

業務シナリオテスト

ユーザーがソフトウェアをどのように利用するかが明確な場合、業務シナリオテストが有効です。具体的な使用場面に基づいてテストを行うことで、ユーザーがソフトウェアを使う際にどのような問題やバグに遭遇する可能性があるのかを把握できます。

たとえば、オンラインショップのソフトウェアを開発している場合、顧客の一般的な行動パターンは商品の検索、カートへの追加、購入というプロセスです。すべてのステップをテストすることで、ユーザーが実際に利用する際に発生する可能性を未然に防ぐことが可能となります。

業務シナリオを実施することが早期発見、早期修正になるのでソフトウェアの品質向上に繋がります。

負荷テスト

負荷テストは、ソフトウェアが想定以上の負荷にどの程度耐えることができるかを試すためのものです。多数のユーザーから同時にアクセスされた場合や大量のデータを処理する状況を想定します。負荷テストはソフトウェアがピーク時でも円滑に動作し、サービスを維持できるかを検証するために重要です。

たとえば、イベントチケットの発売開始時など多くのユーザーが一斉にアクセスする可能性のあるウェブサイトを開発している時、負荷テストは何万人ものユーザーが刻々とアクセスし続ける状況を再現し、サイトの挙動を確認します。

サイトの動作を確認することで、本番運用時にも耐えられる構成か確認できる手法です。

境界値テスト

境界値テストは、データ入力の最大値・最小値・境界付近の値に注目しテストを行います。フォームへの入力は、実際の範囲内だけではなく、入力値を超えたときの振る舞いを確認します。

たとえば、年齢を入力するフォームで、最小値が0、最大値が100とした場合、-1や101といった範囲外の数値を入力してソフトウェアが適切にエラーを返すかどうかを確認します。また、0や100といった範囲ギリギリの数値でも適切に処理されるかを確認します。

境界値テストは、極端なケースでの不具合を発見するための有効な手法です。

インターフェーステスト

インターフェーステストは、ソフトウェアの異なる要素間における交信を確認するものです。正確で確実なデータ交換が行われているかどうかを確認し、不具合がないかどうかを把握します。

一見、正常に動作しているソフトウェアでも部品間の情報の伝達に問題があると、予期しないエラーや中途半端な結果をもたらす可能性があります。

インターフェーステストは、入力したデータと出力されたデータの流れを確認するために有効な手法です。

ブラックボックステスト

ブラックボックステストは、ソフトウェアの内部仕様や実装詳細には注目せず、入力した情報から出力される結果だけを見て評価します。複雑な内部ロジックを理解する必要がなく、単純に「この入力に対してこうした出力が得られる」という期待値を基にテストを実施します。

解説した結合テストを組み合わせることで、ソフトウェアの品質が高まります。特性や目的を把握し、優れた可能性を最大限に引き出すための実践を推奨します。

結合テストの技法

結合テストは、ソフトウェアエンジニアリングの不可欠な手法です。結合テストの目的は、異なるソフトウェアコンポーネントが互いに適切に連動するかを確認することです。プロセスは一見単純に見えますが、実際にはさまざまな形で実行できます。それぞれの結合テスト手法には特定のメリット・デメリットがあり、コンポーネントの性質によって最も適した方法が変わります。

次にトップダウンテスト、ボトムアップテスト、ビッグバンテストの3つの結合テスト手法を解説します。

トップダウンテスト

トップダウンテストは名前が示す通り、ソフトウェアの最上位の部分から始まるテスト手法です。はじめにメインの機能や画面をチェックし、次に下位のサブルーチンを調べるという方法で進めていきます。

トップダウンテストのメリットは、ソフトウェアが実際にユーザーに使用される主要な操作フローを初期段階から検証できることです。ユーザーが直面する可能性のある問題をあらかじめ特定でき、解決策を計画するのに役立ちます。しかし、すべてのユニットが完全に開発されていない場合、この手法は完全な信頼性を持つことができません。

そこで、スタブと呼ばれる仮のユニットを使って、未完成の部分を模擬的にテストすることが可能になります。

ボトムアップテスト

ボトムアップテストは、最下層から上に向かってソフトウェアをテストする方法です。はじめに基礎となる部分からテストを開始します。基本的な機能が正常に動作することを確認した後、徐々に上の層を結合させていき、全体の動作を見ていきます。

ボトムアップテストのメリットは、ソフトウェアの基盤部分の安定性を早期に保証できることです。実際、基礎部分の安定性は全体の信頼性に大きな影響を与えます。しかし、この手法の欠点は、上位層をテストするためには、仮の部品を作る必要があることです。

これらの部品はドライバと呼ばれ、まだ利用可能でない上位層の機能を模擬的に作動させ、テストの過程を続けることが可能になります。

ビッグバンテスト

ビッグバンテストは、すべてのソフトウェア部品が完成した後、一度にすべてを組み合わせてテストを行う方法です。テストの準備が比較的簡単であり、すべての部品が一度にテストされるため、テスト時間を短縮することが可能です。

ビッグバンテストのデメリットは、問題が発生した場合に原因を特定するのが難しいことです。すべての部品が一度に組み合わされているため、どの部品が問題を引き起こしているのかを特定するのが困難になります。そのため問題が発生したときに原因を素早く特定し、解決するためには、テスト中に詳細な記録をつけることが重要になります。

解説したテスト手法は、一長一短です。開発チームは自社の開発環境や必要性を考慮しつつ、適切なテスト手法を選択する必要があります。結合テストは、ユニットテストが終わった後の自然なステップではありますが、有効性と成功はどのテスト手法が選ばれ、その手法がどのように実施されるかに大きく依存します。

結合テストのやり方

ソフトウェア開発プロジェクトは、部品ごとに製造され、最終的には組み合わさることで一つの製品が完成します。

しかし、各部品が個別には正しく動作するが、全体として結合した際にエラーが起こることがあります。未然にエラーが防げるかは、ソフトウェアの品質保証に関わります。そのために役立つ方法が、結合テストの実施プロセスです。

手順1. 結合テスト計画の作成

結合テストを実施する前に、どの部分をどのようにテストするのか具体的な手順を準備することが重要です。

テストを行う目的・テストの対象範囲・テストに必要なリソースとスケジュール、そしてテストを行う環境やツールの設定等が含まれた「結合テスト計画」を作成します。さらに、この段階ではテストにリスクが伴う可能性を評価し、それに対する対策も含めることで、次の工程が円滑に進行するよう計画する必要があります。

手順2.テストケースの設計と選定

テストを実施するには「テストケース」の設計が必要です。テストケースは、具体的なテストの手順と結果の期待値を定義したもので、どの部品をどの順番で、どのようにテストするのかを特定します。

一つひとつの機能テストだけでなく、部品間の連携も含めたテストが可能となります。各要件や設計から派生させて作成したテストケースは、専門的な知識を活用し、的確に機能をチェックするための手順を提示します。

手順3.結合テストの実施と評価

作成したテストケースを元にテストを行います。テスト結果を成功か失敗かに基づいて評価します。重要なことは成功や失敗を確認するだけでなく、理由や原因を特定することです。また、早い段階での問題の発見と修正が、ソフトウェアの品質向上に繋がります。

手順4.バグの報告とトラッキング

テストを行った結果、バグや問題が発見された場合にプロジェクトリーダーに報告するプロセスが必要です。バグ報告には、発生状況や再現方法など、具体的な情報を詳述することが求められます。バグが修正されるまで監視し、修正が適切に行われたかを再テストすることで、ソフトウェアの品質向上を追求します。

結合テストは、ソフトウェア開発の複雑さを考慮すると、重要性は増してきます。ここで説明した結合テストのプロセスを適切に適用し、品質の高いソフトウェアを作成しましょう。

結合テストの試験項目

結合テストは、複数のソフトウェアモジュールが一緒に正しく動作するかを確認するために行われるテストで、このテスト段階では、各モジュール間のインターフェース（データや制御の流れ）、機能や性能、セキュリティ、そしてユーザーインターフェースの実装が正しく統合されているかを検証します。

ここでは、結合テストの主要な試験項目について詳しく見ていきます。

インターフェース

結合テストの中で「インターフェース」の試験は、異なるモジュール間でのデータの流れや制御の通信が規定どおりに機能しているかを検証します。

具体的には、API（アプリケーションプログラミングインターフェース）や他のインターフェースを通じてデータが正確に送受信されているか、または異なるモジュール間でのデータ形式やプロトコルが一致しているかを確認します。

これには、パラメータの渡し方、戻り値の確認、エラーメッセージの管理が含まれ、これらが正しく処理されているかどうかを試験します。

機能や性能

「機能や性能」の試験項目は、統合されたシステムが設計された仕様通りに機能しているか、または期待されるパフォーマンス基準を満たしているかを評価します。

この試験では、特定の機能が連携して問題なく動作するか、そしてシステムの応答時間や処理速度がユーザーの要求やビジネスのニーズに合致しているかを確認します。

例えば、データベースと連動するアプリケーションのクエリ処理速度や、大量のトランザクションを処理する際のパフォーマンスが測定されます。

セキュリティ

セキュリティ試験は、システムが潜在的な脅威や攻撃に対してどの程度保護されているかを検証することを目的としています。

具体的な試験項目には、データ暗号化の実装が正しく行われているか、認証と認可プロセスが適切に機能しているか、またはクロスサイトスクリプティングやSQLインジェクションといった一般的な脆弱性への対策が施されているかなどが含まれます。

この試験は、システムの安全性を保ち、信頼性を確保するために不可欠です。

ユーザーインターフェース

ユーザーインターフェースの試験は、システムの使用感や操作性がエンドユーザーの期待に応えているかを評価します。

この試験項目では、GUI（グラフィカルユーザーインターフェース）の各要素が正しく表示されるか、ユーザー入力が適切に処理されるか、エラーメッセージが分かりやすく適切に表示されるかなど、実際のユーザー体験に基づいた検証を行います。

これにより、製品の使いやすさやアクセシビリティを保証し、最終的なユーザー満足度を向上させることが目的です。

結合テストを成功させるコツ

結合テストはソフトウェア開発において欠かせないものであり、ソフトウェアの異なる部分が連携しながら、正しく機能するかを確認するための重要なステップです。次に、結合テストを有効的に行うための重要なポイントを具体的に解説します。

本番環境と同等の環境にする

結合テストを行う上ではじめに考慮すべきことは、テスト環境が本番環境と同等であるかです。ソフトウェアの実際の運用環境を再現することで、本番時に起こり得る問題を見つけ出す助けとなります。

同じハードウェア、ソフトウェア、さらにはネットワーク環境を用意することが理想で、本番環境における予期しないエラーや不具合を早いうちに察知し、解決策を見つけ出すことが可能です。つまりテスト環境の設定は、本番環境を反映したものでなければなりません。

DBを直接書き換えない

データベース(DB)はソフトウェアの重要な機能であり、設計から実装、運用の段階で重要です。

結合テスト中にDBを直接書き換えてしまうと、他の部分に影響を及ぼしかねません。予期しないトラブルを引き起こす可能性もあるため、手動で書き換える代わりに、自動化ツールや専用のインターフェースを使用することが推奨されます。

猶予のあるスケジュールをもつ

テストプロセスでは、多くの変数が絡み合う複雑な動きが生じます。そのため結合テストで発見する不具合は、予測しきれない場合が多いです。予期しない問題や課題が急に浮上しても慌てず、迅速に対処できる余裕を持つことが大切です。そのためには、余裕を持ったスケジューリングが重要です。

結合テストはソフトウェア開発の中で極めて重要なフェーズであり、基本的なポイントを押さえた手法を用いることが成功へと繋がります。現実的なテスト環境の作成、DBの適切な操作、余裕を持ったスケジューリングなど、これらの要点を心に留めて、ソフトウェアの品質を確保しましょう。

【自動化】結合テストに使えるおすすめツール4選

ソフトウェアの開発工程における結合テストのフェーズは、プロジェクトの成功を大いに左右します。この段階でユーザーインターフェース(UI)の確認を怠ると、最終的な評価が下がる可能性があります。そこで重要なのが、専用のUIテストツールの選択です。

初心者が使いやすいツールを選ぶことは、プロジェクト全体の進行を滑らかに進める意味でも重要です。そして、ツールは業界内での評価も考慮に入れるべきです。

どんなツールが要件を満たしているのか詳しく解説します。

Selenium

Seleniumは、Webアプリケーションのテストを専門に行うツールです。

機能性と多言語対応の柔軟性から広く使われています。オープンソースのため、自由にカスタマイズできることがメリットで、経験者からの支持が高いです。

Cypress（Cypress）

Cypressは、最新のWebアプリケーション向けに仕上げられたテストツールです。

特徴はテストの記述が簡単でありながら、リアルタイムでテストの実行状況を確認できることです。さらに、デバッグも手間がかからず、開発者の作業効率を大きく伸ばすことができます。

Appium（JS Foundation）

Appiumは、モバイルアプリケーションのテスト自動化専用のツールで、iOS、Android、Windowsのネイティブアプリやハイブリッドアプリをカバーできます。

一つのテストコードで複数のプラットフォームをテストできるため、効率的なテスト環境の構築が可能です。

以上のツールは、それぞれ特徴と用途が異なります。適切なツールを選択し、結合テストを円滑に進行させることで、ユーザーが使いやすいソフトウェアを生み出すことが可能です。

BrowserStack（BrowserStack, Inc.）

BrowserStackは、各種のデバイスやブラウザでのウェブアプリケーションの挙動を確認するための、クラウド型のテストプラットフォームです。

多種多様なブラウザやOSの組み合わせによるテストを一元化することが可能なため、結合テストにおいて環境差から生じる問題を素早く把握することができます。

その上で特筆すべきは、実際のデバイスでのテストが行えるという点です。これによって、現実のユーザー環境により近い状況での検証が可能です。

【初心者向け】結合テストに使えるおすすめツール3選

結合テストはソフトウェア開発において、異なるモジュールが正しく連携するかを検証する重要なプロセスです。

特に、初心者の方にとって使いやすい自動化ツールの選択は、テストの効率を大きく向上させます。

ここでは、初心者向けに特に推奨される３つの結合テストツールを比較してみます。

Autify（Autify, Inc）

Autifyは、効率的にテストを実行するツールです。Autifyの最大の魅力は、利用者がプログラミングの知識を必要とせず、直感的な操作のみで自動テストを作成・実行できる点にあります。

特徴は、テストケースの作成や調整が必要な時に非常に役立つことです。さらにAutifyにはAI技術が搭載されており、UIが変更された場合でも素早く対応できるメリットがあります。

TestCafe（Developer Express Inc.）

TestCafeはJavaScript製で、ブラウザ上で動作するツールです。専用のプラグインやブラウザ拡張が不要な点と、複数のブラウザでのテストが簡単に行える点が特徴です。

初心者にも優しく、安定したテストを実行できます。

Testablish（株式会社SRA）

さいごに紹介するのが、初心者から中級者まで手軽に扱える「Testablish」です。株式会社SRAが提供する初心者にも使いやすい総合テストツールです。

Testablishを使用すれば、テストの計画から実行、管理までを一貫してサポートします。さまざまなテストシナリオを管理できるほか、バグの報告や追跡が容易にできます。操作は非常にシンプルで、すぐに使いこなすことができます。

以上が、結合テストを行うための総合ツールの一部です。各ツールは特性や機能が異なるため、一つのツールが全てのシチュエーションに適するわけではありません。それぞれのプロジェクトや状況に応じて、適切なツールを選択することが品質高い結合テストを達成する助けとなります。

【テストシナリオ作成】結合テストに使えるおすすめツール6選

結合テストの際、正確で効率的なテストシナリオの作成は開発の品質を保証する上で極めて重要です。

適切なテストツールを使用することで、複数のシステムコンポーネントが互いに適切に連携して機能するかを確認できます。

ここでは、テストシナリオ作成におすすめの6つのツールを比較してみます。

T-DASH（バルテス株式会社）

バルテス株式会社の「T-DASH」は、テストプロジェクト全体の管理を重視するユーザーにおすすめしたいツールです。

T-DASHを用いると、テストケースの作成から結果の分析まで一元的に管理可能です。すべてのテスト結果を一つの場所に集約することで、問題点の把握や進捗の確認がリアルタイムで行えます。これにより、迅速な問題解決や適時なフィードバックが可能となるため、品質向上に役立ちます。

Ranorex（テクマトリックス株式会社）

Ranorexは、自動テストの可能な統合テストツールです。特徴は、デスクトップからウェブ、さらにはモバイルといった異なるプラットフォームのアプリケーションテストをサポート可能です。

また、ユーザーシナリオを自動的にテスト化する機能も存在し、テストケースの作成及び編集をドラッグ＆ドロップの操作で行うことが可能です。

結合テストの手間を大いに削減し、効率的なテストを実施できます。

MagicPod（株式会社MagicPod）

MagicPodは、AI技術を活用して自動でテストケースを作成するツールです。ユーザーの行動を記録し、その情報を元にテストケースを自動で生成します。特定のフローが正確に動作するかどうかを確認することが容易となります。さらに、AIが提供する提案を活用することで、テストの品質を一層向上させることが可能です。

紹介した各ツールは、結合テストの質と効率を向上できます。プロジェクトの環境や必要性に照らして、最適なツールを選びましょう。

ATgo（六元素情報システム株式会社）

次に紹介するのが、六元素情報システム株式会社の「ATgo」です。テストデータ生成やテストシナリオの自動化に優れています。

たとえば、同じ条件でのテストを繰り返したい場合や、多角的な観点からテストを行いたい場合に、テストに適したテストデータの生成が必要となります。テストデータの準備は非常に手間がかかる作業ですが、ATgoならデータを自動で生成できます。

さらに、テストシナリオの作成を自動化する機能も持っています。ユーザーが行いたいテストの大まかな流れを作成するだけで、あとはシステムが適切なシナリオを自動的に作成します。これにより、高速で精密なテストが可能です。

UiPath Test Suite（UiPath株式会社）

RPA（ロボットプロセス自動化）は大手プロバイダーの一つであるUiPathが提供している「UiPath Test Suite」はRPAの能力をフルに活用できます。

ツールの特徴として、自動テスト作成が可能な点が挙げられます。自動化の力でテスト項目を一つひとつ確認する手間を省けるため、大規模なシステムのテストに要する時間を大幅に短縮することが可能です。

また、RPAを活用したビジネスプロセスの自動化と同時にテスト自動化も実施できます。たとえば、業務ロボットが動作した結果を自動的にテストするなど、運用とテストを一体化することによって、より効率的な開発サイクルを実現します。

mabl（mabl Inc.）

mablは、ユーザーのブラウザ操作を学習して、データに基づいてテストケースを作り出せるテスト自動化ツールです。

AIを導入することで高い精度のテストを可能にし、同時にリアルタイムでの分析も実現します。結果、テストの質を向上させる強力なサポートが期待できます。

まとめ：結合テストはツールを利用して効率化

本記事では、結合テストの基本的な概念や目的、さまざまな種類と手法、実施プロセスやポイントを詳しく解説しました。

結合テストはソフトウェア開発における重要なフェーズで、デバッグや品質管理のために欠かせない工程です。

各種テストツールを駆使し、効率的かつ的確なテストを行い、製品の品質と信頼性を高めることが重要です。

本番環境と同等の環境でテストを行うことや、DBの書き換えを避けること、余裕を持ったスケジュールを組むこと等も実施時のポイントとして心掛けましょう。

また、紹介したようなテストツールを活用することでより質の高い結合テストを実現できます。

ソフトウェア開発を検討される際には、豊富な実績を持つ株式会社Jiteraにお問い合わせください。技術力と開発スピードを兼ね備えたソリューションをご提供いたします。