Behavior Driven Development

Behavior Driven Development (BDD, deutsch verhaltensgetriebene Softwareentwicklung), auch als Specification Driven Development (SDD, deutsch anforderungsgetriebene Softwareentwicklung) bezeichnet, ist eine Technik der agilen Softwareentwicklung, welche die Zusammenarbeit zwischen Qualitätsmanagement und Business-Analyse in Softwareentwicklungsprojekten stärkt. Beim Behavior Driven Development werden während der Anforderungsanalyse die Aufgaben, Ziele und Ergebnisse der Software in einer bestimmten Textform festgehalten, die später als automatisierte Tests ausgeführt werden kann. Damit kann die Software auf ihre korrekte Implementierung getestet werden. Die Softwareanforderungen werden dabei meist in „Wenn-dann“-Sätzen basierend auf der Sprache des Domain-driven Designs verfasst. Damit soll der Übergang zwischen der Sprache der Definition der fachlichen Anforderungen und der Programmiersprache, mittels derer die Anforderungen umgesetzt werden, erleichtert werden.

Behavior Driven Development wurde erstmals 2003 durch Dan North als Antwort auf testgetriebene Entwicklung beschrieben und hat sich seit damals weiterentwickelt. Dan North entwickelte auch das erste Framework für die Umsetzung von BDD, JBehave.

Techniken des Behavior Driven Developments

Behavior Driven Development besteht aus folgenden Elementen:

• Starke Einbeziehung der Stakeholder in den Prozess durch sogenannte Outside-In-Softwareentwicklung. Diese ist fokussiert auf die Erfüllung der Anforderungen der Auftraggeber, Enduser, Betrieb und Insider.
• Textuelle Beschreibung des Verhaltens der Software und von Softwareteilen durch Fallbeispiele. Verwendung genormter Schlüsselwörter zur Markierung von Vorbedingungen, externen Verhaltens und gewünschten Verhaltens der Software.
• Automatisierung dieser Fallbeispiele unter Verwendung von Mock-Objekten zur Simulation von noch nicht implementierten Softwareteilen.
• Sukzessive Implementierung der Softwareteile und Ersetzung der Mock-Objekte.

Dadurch entsteht eine automatisiert prüfbare Beschreibung der umzusetzenden Software, welche jederzeit die Korrektheit der bereits umgesetzten Teile der Software überprüfen lässt.

Wichtig ist hierbei, dass die Beschreibung nicht die Implementierung der Anwendung vorgibt, sondern den Zweck der Anwendung in Form von Anwendungsbeispielen.

“In addition to making it harder to focus on important issues, test scripts that describe how over-constrain the implementation. By specifying how something should be done, these tests don’t allow developers to find a better solution for the same problem. If specifications only cover what should be done then developers have more freedom to implement good solutions.”

„Zusätzlich dazu, dass es schwieriger ist, sich auf wichtige Fragen zu konzentrieren, überspezifizieren Testskripte, welche das wie beschreiben, die Implementierung. Durch das Beschreiben wie etwas gemacht werden sollte, erlauben diese Tests es Entwicklern nicht, bessere Lösungen für dasselbe Problem zu finden. Wenn Spezifikationen nur beschreiben was gemacht werden soll, dann haben Entwickler mehr Freiheit gute Lösungen zu implementieren.“

– Gojko Adzic: Bridging the Communication Gap

Beispiel in der Beschreibungssprache Gherkin

Beim Behavior Driven Development werden die Anforderungen an die Software mittels Beispielen, sogenannten Szenarien beschrieben. Üblicherweise wird für die Beschreibung dieser Szenarien ein bestimmtes Format vorgegeben, damit später die automatisierte Überprüfung der Szenarien einfach umzusetzen ist. Eines dieser Formate ist die Beschreibungssprache „Gherkin“. Sie wird auch in verschiedenen Behavior-Driven-Development-Implementierungen verwendet. Diese Sprache gibt es sowohl mit englischen Schlüsselwörtern (Given, When, Then, And, …), deutschen (Gegeben, Wenn, Dann, Und, …) und in weiteren Sprachen.

Beispielsweise könnte die Anforderung „Rückgegebene und umgetauschte Ware kommt wieder ins Lager“ mit folgenden Szenarien beschrieben werden:

Szenario 1: Rückgegebene Ware kommt wieder ins Lager

• Gegeben ist, dass ein Kunde eine schwarze Hose gekauft hat
• Und wir daraufhin 3 schwarze Hosen im Lager hatten,
• Wenn er die Hose zurückgibt und dafür einen Gutschein erhält,
• Dann werden wir 4 schwarze Hosen im Lager haben.

Szenario 2: Umgetauschte Ware kommt wieder ins Lager

• Gegeben ist, dass ein Kunde einen blauen Rock gekauft hat
• Und wir daraufhin 2 blaue Röcke
• Und 3 schwarze Röcke im Lager hatten,
• Wenn er den blauen Rock gegen einen schwarzen Rock tauscht,
• Dann werden wir 3 blaue Röcke
• Und 2 schwarze Röcke auf Lager haben.

Jedes Szenario ist ein Beispiel, welches einen spezifischen Verhaltensaspekt der Applikation illustriert. Bei der Diskussion der Szenarien sollten sich die Teilnehmer fragen, ob die Ergebnisse der Szenarien immer in dem gegebenen Kontext auftreten. Damit können weitere Szenarien zur Klärung der Anforderung entstehen. Beispielsweise könnte ein Fachwissender erkennen, dass zurückgegebene oder umgetauschte Ware nur dann ins Lager kommt, wenn sie nicht fehlerhaft ist. Die oben genannten Szenarien müssten dann entsprechend ergänzt werden.

Die Wörter Gegeben, Wenn und Dann werden verwendet, um die Szenarien deutlich zu machen, sie sind aber nicht unumgänglich.

Umsetzung mit Mock-Objekten

Die definierten Szenarien können anschließend, noch vor Beginn der Implementierung, mit automatisierten Tests versehen werden. Diese testen die Software, während die noch nicht umgesetzten Teile mit Hilfe von Mock-Objekten simuliert werden. Diese Mock-Objekte können entweder händisch erstellt oder über ein Mocking-Framework wie beispielsweise Mockito oder EasyMock generiert werden. Die Mock-Objekte können nach Fertigstellung der entsprechenden Softwareteile ersetzt werden. Diese Mock-Objekte sind auch für die Entwicklung von Unit-Tests während der Implementierung hilfreich. Diese Vorgangsweise unterstützt die Entstehung von kleinen und lose gekoppelten Modulen und Klassen.

Werkzeuge

Beim Einsatz von Behavior Driven Development benötigt man Werkzeuge („Frameworks“), für die man das Verhalten der in den Szenarien auftretenden Schritte programmiert, sodass das Werkzeug die Szenarien interpretieren und gegen die umgesetzte Applikation ausführen kann. Die Werkzeuge selbst sind oft nur für bestimmte Programmiersprachen geeignet. Die bekanntesten Vertreter sind JBehave, Framework for Integrated Test (FIT), FitNesse, Concordion für Java und RBehave, sowie Cucumber für Ruby, Java und JavaScript.

C++

• Catch

Ruby

• RBehave

Python

• Aloe
• Behave
• radish

.NET

• NBehave
• MSpec / Machine.Specifications
• Specflow und Pickles
• Concordion.NET
• FSpec
• NaturalSpec
• TickSpec
• SubSpec

Java

• JBehave
• Jnario
• JGiven

JavaScript / TypeScript

• Jasmine
• Mocha in Kombination mit Chai und Sinon.js

Scala

• ScalaTest

PHP

• Behat
• Codeception

Go

• Ginkgo

iOS

• Kiwi

Plattformübergreifend

• Cucumber
• Squish
• Yulup

Literatur

• David Chelimsky, Dave Astels, Zach Dennis, Aslak Hellesøy, Bryan Helmkamp, Dan North: The RSpec Book. Behaviour-Driven Development with RSpec, Cucumber, and Friends. Pragmatic, Lewisville TX 2010, ISBN 978-1-934356-37-1 (englisch, online [abgerufen am 12. November 2011]). 
• Aslak Hellesoy, Matt Wynne: The Cucumber Book. Behaviour-Driven Development for Testers and Developers (= Pragmatic Programmers). Pragmatic Bookshelf, Dallas TX u. a. 2012, ISBN 978-1-934356-80-7 (englisch). 

Weblinks

• Dan North: Introducing BDD. Better Software Magazin, März 2006, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Gregory Brown: Behavior Driven Development Using Ruby (Part 1). O’Reilly, 9. August 2007, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Gregory Brown: Behavior Driven Development Using Ruby (Part 2). O’Reilly, 30. August 2007, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Andrew Glover: In pursuit of code quality: Adventures in behavior-driven development. Isn’t it time you learned how to JBehave? IBM Developer Works, 18. September 2007, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Pramodkumar J Sadalage: Behavior Driven Database Development (BDDD). Methods and Tools, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Scott Bellware: Good Test, Better Code. From Unit Testing to Behavior-Driven Development. Agile Scrum Videos and Tutorials, 13. August 2009, abgerufen am 12. November 2011 (englisch). 
• Behavior Driven Design with Specflow. Tekpub, abgerufen am 30. Januar 2013. 
• bdd.tips – Tutorial zur Umsetzung von BDD GUI Tests, abgerufen am 19. Januar 2017.