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什么是单元测试

相信我们做程序员的,对单元测试都不陌生。单元测试一般是用来测试我们的代码逻辑有没有问题,有没有按照我们期望的运行,以保证代码质量。

大多数的单元测试,都是对某一个函数方法进行测试,以尽可能的保证没有问题或者问题可被我们预知。为了达到这个目的,我们可以使用各种手段、逻辑,模拟不同的场景进行测试。

这里我们在package main里定义一个函数Add,求两个数之和的函数,然后我们使用单元测试进行求和逻辑测试。

main.go

func Add(a,b int) int{
	return a+b
}

main_test.go

func TestAdd(t *testing.T) {
	sum := Add(1,2)
	if sum == 3 {
		t.Log("the result is ok")
	} else {
		t.Fatal("the result is wrong")
	}
}

然后我们在终端的项目目录下运行go test -v就可以看到测试结果了。

➜  hello go test -v
=== RUN   TestAdd
--- PASS: TestAdd (0.00s)
        main_test.go:26: the result is ok
PASS
ok      flysnow.org/hello       0.007s

有测试成功PASS标记,并且打印出我们想要的结果。更多关于go test的用法参考以前写的Go开发工具 http://www.flysnow.org/2017/03/08/go-in-action-go-tools.html,这里就不要细说了。

Go语言为我们提供了测试框架,以便帮助我们更容易的进行单元测试,但是要使用这个框架,需要遵循如下几点规则:

  1. 含有单元测试代码的go文件必须以_test.go结尾,Go语言测试工具只认符合这个规则的文件
  2. 单元测试文件名_test.go前面的部分最好是被测试的方法所在go文件的文件名,比如例子中是main_test.go,因为测试的Add函数,在main.go文件里
  3. 单元测试的函数名必须以Test开头,是可导出公开的函数
  4. 测试函数的签名必须接收一个指向testing.T类型的指针,并且不能返回任何值
  5. 函数名最好是Test+要测试的方法函数名,比如例子中是TestAdd,表示测试的是Add这个这个函数

遵循以上规则,我们就可以很容易的编写单元测试了,单元测试的重点在于测试代码的逻辑,场景等,以便尽可能的测试全面,保障代码质量逻辑。

表组测试

还有一种单元测试方法叫表组测试,这个和基本的单元测试非常相似,只不过它是有好几个不同的输入以及输出组成的一组单元测试。

比如上个例子中,我们测试了1+2,如果我们再加上3+4,9+2等,这就有了好几个输入,同时对应的也有好几个输出,这种一次性测试很多个输入输出场景的测试,就是表组测试。

func TestAdd(t *testing.T) {
	sum := Add(1,2)
	if sum == 3 {
		t.Log("the result is ok")
	} else {
		t.Fatal("the result is wrong")
	}
	
	sum=Add(3,4)
	if sum == 7 {
		t.Log("the result is ok")
	} else {
		t.Fatal("the result is wrong")
	}
}

模拟调用

单元测试的原则,就是你所测试的函数方法,不要受到所依赖环境的影响,比如网络访问等,因为有时候我们运行单元测试的时候,并没有联网,那么总不能让单元测试因为这个失败吧?所以这时候模拟网络访问就有必要了。

针对模拟网络访问,标准库了提供了一个httptest包,可以让我们模拟http的网络调用,下面举个例子了解使用。

首先我们创建一个处理HTTP请求的函数,并注册路由

package common

import (
	"net/http"
	"encoding/json"
)

func Routes(){
	http.HandleFunc("/sendjson",SendJSON)
}

func SendJSON(rw http.ResponseWriter,r *http.Request){
	u := struct {
		Name string
	}{
		Name:"张三",
	}

	rw.Header().Set("Content-Type","application/json")
	rw.WriteHeader(http.StatusOK)
	json.NewEncoder(rw).Encode(u)
}

非常简单,这里是一个/sendjsonAPI,当我们访问这个API时,会返回一个JSON字符串。现在我们对这个API服务进行测试,但是我们又不能时时刻刻都启动着服务,所以这里就用到了外部终端对API的网络访问请求。

func init()  {
	common.Routes()
}

func TestSendJSON(t *testing.T){
	req,err:=http.NewRequest(http.MethodGet,"/sendjson",nil)
	if err!=nil {
		t.Fatal("创建Request失败")
	}

	rw:=httptest.NewRecorder()
	http.DefaultServeMux.ServeHTTP(rw,req)

	log.Println("code:",rw.Code)

	log.Println("body:",rw.Body.String())
}

运行这个单元测试,就可以看到我们访问/sendjsonAPI的结果里,并且我们没有启动任何HTTP服务就达到了目的。这个主要利用httptest.NewRecorder()创建一个http.ResponseWriter,模拟了真实服务端的响应,这种响应时通过调用http.DefaultServeMux.ServeHTTP方法触发的。

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还有一个模拟调用的方式,是真的在测试机上模拟一个服务器,然后进行调用测试。

func mockServer() *httptest.Server {
	//API调用处理函数
	sendJson := func(rw http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		u := struct {
			Name string
		}{
			Name: "张三",
		}

		rw.Header().Set("Content-Type", "application/json")
		rw.WriteHeader(http.StatusOK)
		json.NewEncoder(rw).Encode(u)
	}
	//适配器转换
	return httptest.NewServer(http.HandlerFunc(sendJson))
}

func TestSendJSON(t *testing.T) {
	//创建一个模拟的服务器
	server := mockServer()
	defer server.Close()
	//Get请求发往模拟服务器的地址
	resq, err := http.Get(server.URL)
	if err != nil {
		t.Fatal("创建Get失败")
	}
	defer resq.Body.Close()

	log.Println("code:", resq.StatusCode)
	json, err := ioutil.ReadAll(resq.Body)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	log.Printf("body:%s\n", json)
}

模拟服务器的创建使用的是httptest.NewServer函数,它接收一个http.Handler处理API请求的接口。 代码示例中使用了Hander的适配器模式,http.HandlerFunc是一个函数类型,实现了http.Handler接口,这里是强制类型转换,不是函数的调用,关于这个适配器的更多信息,可以参考我以前写的一篇文章:接口型函数,http://www.flysnow.org/2016/12/30/golang-function-interface.html

这个创建的模拟服务器,监听的是本机IP127.0.0.1,端口是随机的。接着我们发送Get请求的时候,不再发往/sendjson,而是模拟服务器的地址server.URL,剩下的就和访问正常的URL一样了,打印出结果即可。

测试覆盖率

我们尽可能的模拟更多的场景来测试我们代码的不同情况,但是有时候的确也有忘记测试的代码,这时候我们就需要测试覆盖率作为参考了。

由单元测试的代码,触发运行到的被测试代码的代码行数占所有代码行数的比例,被称为测试覆盖率,代码覆盖率不一定完全精准,但是可以作为参考,可以帮我们测量和我们预计的覆盖率之间的差距,go test工具,就为我们提供了这么一个度量测试覆盖率的能力。

main.go

func Tag(tag int){
	switch tag {
	case 1:
		fmt.Println("Android")
	case 2:
		fmt.Println("Go")
	case 3:
		fmt.Println("Java")
	default:
		fmt.Println("C")

	}
}

main_test.go

func TestTag(t *testing.T) {
	Tag(1)
	Tag(2)

}

现在我们使用go test工具运行单元测试,和前几次不一样的是,我们要显示测试覆盖率,所以要多加一个参数-coverprofile,所以完整的命令为:go test -v -coverprofile=c.out-coverprofile是指定生成的覆盖率文件,例子中是c.out,这个文件一会我们会用到。现在我们看终端输出,已经有了一个覆盖率。

=== RUN   TestTag
Android
Go
--- PASS: TestTag (0.00s)
PASS
coverage: 60.0% of statements
ok      flysnow.org/hello       0.005s

coverage: 60.0% of statements,60%的测试覆盖率,还没有到100%,那么我们看看还有那些代码没有被测试到。这就需要我们刚刚生成的测试覆盖率文件c.out生成测试覆盖率报告了。生成报告有go为我们提供的工具,使用go tool cover -html=c.out -o=tag.html,即可生成一个名字为tag.html的HTML格式的测试覆盖率报告,这里有详细的信息告诉我们哪一行代码测试到了,哪一行代码没有测试到。

测试覆盖率报告

从上图中可以看到,标记为绿色的代码行已经被测试了;标记为红色的还没有测试到,有2行的,现在我们根据没有测试到的代码逻辑,完善我的单元测试代码即可。

func TestTag(t *testing.T) {
	Tag(1)
	Tag(2)
	Tag(3)
	Tag(6)

}

单元测试完善为如上代码,再运行单元测试,就可以看到测试覆盖率已经是100%了,大功告成。

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