Go 语言进阶单元测试示例详解

时间:2023-02-03 Java星辰人气:0

前言

本文从单元测试实践角度出发，提升对代码质量的意识。

本文内容主要包括：单元测试、Mock测试、基准测试。

测试

测试可以提高代码的质量、减少事故的发生。

测试又分为：回归测试、集成测试、单元测试。

回归测试是指对QA手动回归一些特定场景，可以理解为我们说的手动点点。

集成测试是指对系统功能维度做验证，比如对服务暴露的接口验证，一般是自动化的验证。

单元测试是指在开发阶段，开发者对单独的函数、模块做验证，写一些测试用例。

单元测试

单元测试组成部分：输入、输出、测试单元、与期望的校对，测试单元又包括函数、接口、模块、复杂的聚合函数等。

通过单元测试的输出再与期望输出进行校对，来验证代码的正确性。通过单元测试可以保证代码的质量，也可以在一定程度上提升效率，比如通过运行单元测试可以快速定位到有问题的代码。

规则

单元测试的编写有一定的规则：

所有测试文件以 _test.go 结尾
测试方法名以Test开头，参数要用testing func TestXxx(t *testing.T)
测试初始化逻辑放到TestMain中
通过go test命令进行测试

示例

import "testing"
func TestHelloTom(t *testing.T) {
    output := HelloTom()
    expectOutPut := "Tom"
    if output != expectOutPut {
        t.Errorf("Expected %s do not match actual %s", expectOutPut, output)
    }
}
func HelloTom() string {
    return "Jerry"
}

通过go test命令运行得到以下结果，从测试结果里可以看出，我们期望得到的是Tom，但实际得到的却是Jerry。

--- FAIL: TestHelloTom (0.00s)
helloTom_test.go:9: Expected Tom do not match actual Jerry
FAIL
exit status 1
FAIL    learning/mytesting      0.496s

assert

另外我们可以使用开源的assert包，来代替我们自己的if判断。

func TestHelloTom(t *testing.T) {
    output := HelloTom()
    expectOutPut := "Tom"
    assert.Equal(t, expectOutPut, output)
}

再次通过go test命令运行得到以下结果，输出了更详细的堆栈信息。

覆盖率

如何评估单元测试呢？是通过代码覆盖率来评估的，评估的标准包括：

衡量代码是否经过了足够的测试
评价项目的测试水准
评估项目是否达到了高水平的测试等级

下面通过一个例子来看下代码覆盖率:

// judgepass.go
func JudgePassLine(score int16) bool {
    if score >= 16 {
        return true
    }
    return false
}
// judgepass_test.go
func TestJudgePassLineTrue(t *testing.T) {
    isPass := JudgePassLine(70)
    assert.Equal(t, true, isPass)
}

通过命令来看覆盖率go test judgepass_test.go judgepass.go --cover

输出结果为：

ok command-line-arguments 0.327s coverage: 66.7% of statements

可以看到，提示出的代码覆盖率为66.7%，因为只走了一个if分支。如果要想达到100%的代码覆盖率的话，就要把所有的分支都要覆盖到。

一般的覆盖率为50%~60%，较高的覆盖率要达到80%+。要注意：测试分支相互独立、要全面覆盖，测试单元粒度要足够小，满足函数单一职责。

依赖

一个实际项目不可能只是一个简单的单体函数，肯定会很复杂，存在其他的依赖，比如依赖数据库、redis、文件等外部依赖。

单元测试一般有两个目标：幂等、稳定。

幂等：重复执行一个用例、调用一个接口，返回的结果是一样的。

稳定：单元测试是相互隔离的，在任何时间都能独立运行。

Mock

如果单元测试用到数据库、redis等，在单元测试里直接连接会涉及到网络传输，这是不稳定的，所以要用到Mock机制。

开源Mock框架：github.com/bouk/monkey

这个Mock包可以对函数或方法进行打桩，打桩就是用一个函数A来替换一个函数B。

monkey的实现原理主要是在运行时，通过Go的unsafe包能够将内存中函数的地址替换为运行时函数的地址，最终调用的是打桩函数，从而实现Mock的功能。

Mock常用方法：Patch、Unpatch。

Patch方法有两个参数，target为替换的函数(原函数)，replacement为要替换成的函数。

func Patch(target, replacement interface{}) *PatchGuard {
    t := reflect.ValueOf(target)
    r := reflect.ValueOf(replacement)
    patchValue(t, r)
    return &amp;PatchGuard{t, r}
}

Unpatch为测试结束之后，要把打的桩给卸载掉。

func Unpatch(target interface{}) bool {
    return unpatchValue(reflect.ValueOf(target))
}

下面通过Mock来模拟对文件的操作。

func TestProcessFirstLineWithMock(t *testing.T) {
    monkey.Patch(ReadFirstLine, func() string {
        return "line110"
    })
    defer monkey.Unpatch(ReadFirstLine)
    line := ProcessFirstLine()
    assert.Equal(t, "line000", line)
}
func ReadFirstLine() string {
    open, err := os.Open("log")
    defer open.Close()
    if err != nil {
        return ""
    }
    scanner := bufio.NewScanner(open)
    for scanner.Scan() {
        return scanner.Text()
    }
    return ""
}
func ProcessFirstLine() string {
    line := ReadFirstLine()
    destLine := strings.ReplaceAll(line, "11", "00")
    return destLine
}

该测试用例对ProcessFirstLine函数进行测试，这个函数调用了ReadFirstLine函数，涉及到文件的操作，通过Mock对文件的操作进行打桩，这样就避免了其他进程对文件操作的影响。

基准测试

Go还提供了基准测试框架，可以测试一段程序的性能、CPU消耗，可以对代码做性能分析，测试方法与单元测试类似。

基准测试规则：

基准测试以Benchmark为前缀
需要一个*testing.B类型的参数b
基准测试必须要执行b.N次

下面通过一个模拟负载均衡的例子，来看下基准测试：

var ServerIndex [10]int
func InitServerIndex() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        ServerIndex[i] = i + 100
    }
}
func Select() int {
    return ServerIndex[rand.Intn(10)]
}
func BenchmarkSelect(b *testing.B) {
    InitServerIndex()
    b.ResetTimer()
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Select()
    }
}
func BenchmarkSelectParallel(b *testing.B)  {
    InitServerIndex()
    b.ResetTimer()
    b.RunParallel(func (pb *testing.PB)  {
        for pb.Next() {
            Select()
        }
    })
}

通过命令 go test -bench=. 运行测试，输出结果如下：

goos: darwin
goarch: amd64
pkg: learning/bench
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.70GHz
BenchmarkSelect-8 50264580 23.47 ns/op
BenchmarkSelectParallel-8 13717840 133.4 ns/op
PASS
ok learning/bench 4.559s

BenchmarkSelect-8 表示对Select函数进行基准测试，数字8表示 GOMAXPROCS 的值。

23.47 ns/op 表示每次调用Select函数耗时23.47ns。

50264580 这是50264580次调用的平均值。

字节开源的go框架：github.com/bytedance/g…

引用 Go 语言进阶与依赖管理

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