Exploration of UI-E2E-Testing Challenges in Web Applications

Kurzfassung

In dieser Bachelorarbeit werden die praktischen Challenges des UI-basierten End-to-End-Testings in aktuellen Webanwendungen analysiert. Es wird untersucht, wie verschiedene Testautomatisierungsstrukturen reagieren, wenn sich die Benutzeroberfläche ändert, die Anwendung langsamer wird oder typische Zuverlässigkeitsprobleme auftreten. Diese Arbeit vereint eine theoretische Analyse des Softwaretestings und des E2E-Testings mit einer kontrollierten praktischen Fallstudie, die auf einer Gym-Course-Manager-Anwendung basiert.

Drei Ansätze werden gegenübergestellt: direkte skriptbasierte Selenium-Tests, das Page Object Model und eine Abstraktionsschicht, die von MCP inspiriert ist. Die Anwendung wird gezielt durch sogenannte Challenge Injections verändert, wie Brittle Locators, DOM Churn, Code Duplication, Testabhängigkeiten, Assertability-Probleme, Flakiness, Performance-Einschränkungen und das Fehlen von Self-Healing. Die Bewertung erfolgt anhand quantitativer Kennzahlen wie Lines of Code Changed, Stabilität und Robustheit gegenüber DOM-Evolution, ergänzt durch qualitative Einschätzungen zur Wartbarkeit und zum Implementierungsaufwand.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass man direkte skriptbasierte Tests zwar leicht erstellen kann, sie jedoch sehr anfällig für Änderungen der Benutzeroberfläche sind. Die Wartbarkeit wird durch das Page Object Model verbessert, weil es Locators und Aktionen zentralisiert. Der MCP-inspirierte Ansatz (Model Context Protocol) bietet eine stärkere Abstraktion zwischen der fachlichen Testabsicht (Business-level test intent) und den technischen Low-Level-Browser-Interaktionen, wodurch er in verschiedenen Herausforderungsszenarien robuster reagiert. Insgesamt belegt die Abschlussarbeit, dass die gewählte Testarchitektur einen maßgeblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und den Wartungsaufwand (Maintenance Cost) von UI-E2E-Testsuiten ausübt.

Abstract

This thesis explores practical challenges of UI-based E2E testing in modern web applications. It focuses on how different test automation structures behave when the user interface changes, slows down, or exposes common reliability problems. The study combines a theoretical discussion of software testing and E2E testing with a controlled practical case study based on a Gym Course Manager application.

Three approaches are compared: direct script-based Selenium tests, the Page Object Model, and an MCP-inspired abstraction layer. The application is intentionally modified through challenge injections, including Brittle Locators, DOM churn, code duplication, test dependencies, assertability issues, flakiness, performance constraints, and Lack of Self-Healing. The evaluation uses quantitative metrics such as lines of code changed, stability, and robustness against DOM evolution, supported by qualitative observations about maintainability and implementation effort.

The results show that direct script-based tests are simple to create but highly sensitive to UI changes. The Page Object Model improves maintainability by centralising locators and actions. The MCP-inspired approach provides a stronger abstraction between business-level test intent and low-level browser interactions, making it more robust in several challenge scenarios. Overall, the thesis demonstrates that test architecture strongly influences the reliability and maintenance cost of UI E2E test suites.