bats-testing-patterns

Bats テストパターン

Bats（Bash Automated Testing System）を使用してシェルスクリプトの包括的なユニットテストを作成するためのガイダンスです。テストパターン、フィクスチャ、本番環境向けのシェルテストのベストプラクティスを含みます。

このスキルを使用する場面

• シェルスクリプトのユニットテストを作成するとき
• スクリプトにテスト駆動開発（TDD）を導入するとき
• CI/CD パイプラインで自動テストを設定するとき
• エッジケースやエラー条件をテストするとき
• さまざまなシェル環境での動作を検証するとき
• スクリプト向けの保守しやすいテストスイートを構築するとき
• 複雑なテストシナリオ向けのフィクスチャを作成するとき
• 複数のシェル方言（bash、sh、dash）をテストするとき

Bats の基本

Bats とは？

Bats（Bash Automated Testing System）は、シェルスクリプト向けの TAP（Test Anything Protocol）準拠テストフレームワークで、次の機能を提供します。

• シンプルで自然なテスト構文
• CI システムと互換性のある TAP 出力形式
• フィクスチャとセットアップ／ティアダウンのサポート
• アサーションヘルパー
• テストの並列実行

インストール

# macOS with Homebrew
brew install bats-core

# Ubuntu/Debian
git clone https://github.com/bats-core/bats-core.git
cd bats-core
./install.sh /usr/local

# From npm (Node.js)
npm install --global bats

# Verify installation
bats --version

ファイル構成

project/
├── bin/
│   ├── script.sh
│   └── helper.sh
├── tests/
│   ├── test_script.bats
│   ├── test_helper.sh
│   ├── fixtures/
│   │   ├── input.txt
│   │   └── expected_output.txt
│   └── helpers/
│       └── mocks.bash
└── README.md

基本的なテスト構造

シンプルなテストファイル

#!/usr/bin/env bats

# Load test helper if present
load test_helper

# Setup runs before each test
setup() {
    export TMPDIR=$(mktemp -d)
}

# Teardown runs after each test
teardown() {
    rm -rf "$TMPDIR"
}

# Test: simple assertion
@test "Function returns 0 on success" {
    run my_function "input"
    [ "$status" -eq 0 ]
}

# Test: output verification
@test "Function outputs correct result" {
    run my_function "test"
    [ "$output" = "expected output" ]
}

# Test: error handling
@test "Function returns 1 on missing argument" {
    run my_function
    [ "$status" -eq 1 ]
}

アサーションパターン

終了コードのアサーション

#!/usr/bin/env bats

@test "Command succeeds" {
    run true
    [ "$status" -eq 0 ]
}

@test "Command fails as expected" {
    run false
    [ "$status" -ne 0 ]
}

@test "Command returns specific exit code" {
    run my_function --invalid
    [ "$status" -eq 127 ]
}

@test "Can capture command result" {
    run echo "hello"
    [ $status -eq 0 ]
    [ "$output" = "hello" ]
}

出力のアサーション

#!/usr/bin/env bats

@test "Output matches string" {
    result=$(echo "hello world")
    [ "$result" = "hello world" ]
}

@test "Output contains substring" {
    result=$(echo "hello world")
    [[ "$result" == *"world"* ]]
}

@test "Output matches pattern" {
    result=$(date +%Y)
    [[ "$result" =~ ^[0-9]{4}$ ]]
}

@test "Multi-line output" {
    run printf "line1\nline2\nline3"
    [ "$output" = "line1
line2
line3" ]
}

@test "Lines variable contains output" {
    run printf "line1\nline2\nline3"
    [ "${lines[0]}" = "line1" ]
    [ "${lines[1]}" = "line2" ]
    [ "${lines[2]}" = "line3" ]
}

ファイルのアサーション

#!/usr/bin/env bats

@test "File is created" {
    [ ! -f "$TMPDIR/output.txt" ]
    my_function > "$TMPDIR/output.txt"
    [ -f "$TMPDIR/output.txt" ]
}

@test "File contents match expected" {
    my_function > "$TMPDIR/output.txt"
    [ "$(cat "$TMPDIR/output.txt")" = "expected content" ]
}

@test "File is readable" {
    touch "$TMPDIR/test.txt"
    [ -r "$TMPDIR/test.txt" ]
}

@test "File has correct permissions" {
    touch "$TMPDIR/test.txt"
    chmod 644 "$TMPDIR/test.txt"
    [ "$(stat -f %OLp "$TMPDIR/test.txt")" = "644" ]
}

@test "File size is correct" {
    echo -n "12345" > "$TMPDIR/test.txt"
    [ "$(wc -c < "$TMPDIR/test.txt")" -eq 5 ]
}

セットアップとティアダウンのパターン

基本的なセットアップとティアダウン

#!/usr/bin/env bats

setup() {
    # Create test directory
    TEST_DIR=$(mktemp -d)
    export TEST_DIR

    # Source script under test
    source "${BATS_TEST_DIRNAME}/../bin/script.sh"
}

teardown() {
    # Clean up temporary directory
    rm -rf "$TEST_DIR"
}

@test "Test using TEST_DIR" {
    touch "$TEST_DIR/file.txt"
    [ -f "$TEST_DIR/file.txt" ]
}

リソースを使ったセットアップ

#!/usr/bin/env bats

setup() {
    # Create directory structure
    mkdir -p "$TMPDIR/data/input"
    mkdir -p "$TMPDIR/data/output"

    # Create test fixtures
    echo "line1" > "$TMPDIR/data/input/file1.txt"
    echo "line2" > "$TMPDIR/data/input/file2.txt"

    # Initialize environment
    export DATA_DIR="$TMPDIR/data"
    export INPUT_DIR="$DATA_DIR/input"
    export OUTPUT_DIR="$DATA_DIR/output"
}

teardown() {
    rm -rf "$TMPDIR/data"
}

@test "Processes input files" {
    run my_process_script "$INPUT_DIR" "$OUTPUT_DIR"
    [ "$status" -eq 0 ]
    [ -f "$OUTPUT_DIR/file1.txt" ]
}

グローバルなセットアップ／ティアダウン

#!/usr/bin/env bats

# Load shared setup from test_helper.sh
load test_helper

# setup_file runs once before all tests
setup_file() {
    export SHARED_RESOURCE=$(mktemp -d)
    echo "Expensive setup" > "$SHARED_RESOURCE/data.txt"
}

# teardown_file runs once after all tests
teardown_file() {
    rm -rf "$SHARED_RESOURCE"
}

@test "First test uses shared resource" {
    [ -f "$SHARED_RESOURCE/data.txt" ]
}

@test "Second test uses shared resource" {
    [ -d "$SHARED_RESOURCE" ]
}

モックとスタブのパターン

関数のモック

#!/usr/bin/env bats

# Mock external command
my_external_tool() {
    echo "mocked output"
    return 0
}

@test "Function uses mocked tool" {
    export -f my_external_tool
    run my_function
    [[ "$output" == *"mocked output"* ]]
}

コマンドのスタブ

#!/usr/bin/env bats

setup() {
    # Create stub directory
    STUBS_DIR="$TMPDIR/stubs"
    mkdir -p "$STUBS_DIR"

    # Add to PATH
    export PATH="$STUBS_DIR:$PATH"
}

create_stub() {
    local cmd="$1"
    local output="$2"
    local code="${3:-0}"

    cat > "$STUBS_DIR/$cmd" <<EOF
#!/bin/bash
echo "$output"
exit $code
EOF
    chmod +x "$STUBS_DIR/$cmd"
}

@test "Function works with stubbed curl" {
    create_stub curl "{ \"status\": \"ok\" }" 0
    run my_api_function
    [ "$status" -eq 0 ]
}

変数のスタブ

#!/usr/bin/env bats

@test "Function handles environment override" {
    export MY_SETTING="override_value"
    run my_function
    [ "$status" -eq 0 ]
    [[ "$output" == *"override_value"* ]]
}

@test "Function uses default when var unset" {
    unset MY_SETTING
    run my_function
    [ "$status" -eq 0 ]
    [[ "$output" == *"default"* ]]
}

フィクスチャの管理

フィクスチャファイルの使用

#!/usr/bin/env bats

# Fixture directory: tests/fixtures/

setup() {
    FIXTURES_DIR="${BATS_TEST_DIRNAME}/fixtures"
    WORK_DIR=$(mktemp -d)
    export WORK_DIR
}

teardown() {
    rm -rf "$WORK_DIR"
}

@test "Process fixture file" {
    # Copy fixture to work directory
    cp "$FIXTURES_DIR/input.txt" "$WORK_DIR/input.txt"

    # Run function
    run my_process_function "$WORK_DIR/input.txt"

    # Compare output
    diff "$WORK_DIR/output.txt" "$FIXTURES_DIR/expected_output.txt"
}

動的なフィクスチャの生成

#!/usr/bin/env bats

generate_fixture() {
    local lines="$1"
    local file="$2"

    for i in $(seq 1 "$lines"); do
        echo "Line $i content" >> "$file"
    done
}

@test "Handle large input file" {
    generate_fixture 1000 "$TMPDIR/large.txt"
    run my_function "$TMPDIR/large.txt"
    [ "$status" -eq 0 ]
    [ "$(wc -l < "$TMPDIR/large.txt")" -eq 1000 ]
}

高度なパターン

エラー条件のテスト

#!/usr/bin/env bats

@test "Function fails with missing file" {
    run my_function "/nonexistent/file.txt"
    [ "$status" -ne 0 ]
    [[ "$output" == *"not found"* ]]
}

@test "Function fails with invalid input" {
    run my_function ""
    [ "$status" -ne 0 ]
}

@test "Function fails with permission denied" {
    touch "$TMPDIR/readonly.txt"
    chmod 000 "$TMPDIR/readonly.txt"
    run my_function "$TMPDIR/readonly.txt"
    [ "$status" -ne 0 ]
    chmod 644 "$TMPDIR/readonly.txt"  # Cleanup
}

@test "Function provides helpful error message" {
    run my_function --invalid-option
    [ "$status" -ne 0 ]
    [[ "$output" == *"Usage:"* ]]
}

依存関係を含むテスト

#!/usr/bin/env bats

setup() {
    # Check for required tools
    if ! command -v jq &>/dev/null; then
        skip "jq is not installed"
    fi

    export SCRIPT="${BATS_TEST_DIRNAME}/../bin/script.sh"
}

@test "JSON parsing works" {
    skip_if ! command -v jq &>/dev/null
    run my_json_parser '{"key": "value"}'
    [ "$status" -eq 0 ]
}

シェル互換性のテスト

#!/usr/bin/env bats

@test "Script works in bash" {
    bash "${BATS_TEST_DIRNAME}/../bin/script.sh" arg1
}

@test "Script works in sh (POSIX)" {
    sh "${BATS_TEST_DIRNAME}/../bin/script.sh" arg1
}

@test "Script works in dash" {
    if command -v dash &>/dev/null; then
        dash "${BATS_TEST_DIRNAME}/../bin/script.sh" arg1
    else
        skip "dash not installed"
    fi
}

並列実行

#!/usr/bin/env bats

@test "Multiple independent operations" {
    run bash -c 'for i in {1..10}; do
        my_operation "$i" &
    done
    wait'
    [ "$status" -eq 0 ]
}

@test "Concurrent file operations" {
    for i in {1..5}; do
        my_function "$TMPDIR/file$i" &
    done
    wait
    [ -f "$TMPDIR/file1" ]
    [ -f "$TMPDIR/file5" ]
}

テストヘルパーパターン

test_helper.sh

#!/usr/bin/env bash

# Source script under test
export SCRIPT_DIR="${BATS_TEST_DIRNAME%/*}/bin"

# Common test utilities
assert_file_exists() {
    if [ ! -f "$1" ]; then
        echo "Expected file to exist: $1"
        return 1
    fi
}

assert_file_equals() {
    local file="$1"
    local expected="$2"

    if [ ! -f "$file" ]; then
        echo "File does not exist: $file"
        return 1
    fi

    local actual=$(cat "$file")
    if [ "$actual" != "$expected" ]; then
        echo "File contents do not match"
        echo "Expected: $expected"
        echo "Actual: $actual"
        return 1
    fi
}

# Create temporary test directory
setup_test_dir() {
    export TEST_DIR=$(mktemp -d)
}

cleanup_test_dir() {
    rm -rf "$TEST_DIR"
}

CI/CD との統合

GitHub Actions ワークフロー

name: Tests

on: [push, pull_request]

jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
      - uses: actions/checkout@v3

      - name: Install Bats
        run: |
          npm install --global bats

      - name: Run Tests
        run: |
          bats tests/*.bats

      - name: Run Tests with Tap Reporter
        run: |
          bats tests/*.bats --tap | tee test_output.tap

Makefile との統合

.PHONY: test test-verbose test-tap

test:
	bats tests/*.bats

test-verbose:
	bats tests/*.bats --verbose

test-tap:
	bats tests/*.bats --tap

test-parallel:
	bats tests/*.bats --parallel 4

coverage: test
	# Optional: Generate coverage reports

ベストプラクティス

1. 各テストで1つのことを検証する - 単一責任の原則に従います
2. 内容がわかるテスト名を付ける - 何をテストするのかを明確にします
3. テスト後にクリーンアップする - ティアダウンで一時ファイルを必ず削除します
4. 成功パスと失敗パスの両方をテストする - 正常系だけをテストしないようにします
5. 外部依存関係をモックする - テスト対象のユニットを分離します
6. 複雑なデータにはフィクスチャを使う - テストの可読性が高まります
7. CI/CD でテストを実行する - リグレッションを早期に検出します
8. シェル方言ごとにテストする - 移植性を確保します
9. テストを高速に保つ - 可能な場合は並列実行します
10. 複雑なテストのセットアップを文書化する - 特殊なパターンの理由を説明します

リソース

• Bats GitHub: https://github.com/bats-core/bats-core
• Bats ドキュメント: https://bats-core.readthedocs.io/
• TAP プロトコル: https://testanything.org/
• テスト駆動開発: https://en.wikipedia.org/wiki/Test-driven_development