go 单元测试 html报告,Go Test 单元测试简明教程
Go Test 单元测试简明教程
1 如何写好单元测试
单元测试(Unit Tests, UT) 是一个优秀项目不可或缺的一部分，特别是在一些频繁变动和多人合作开发的项目中尤为重要。你或多或少都会有因为自己的提交，导致应用挂掉或服务宕机的经历。如果这个时候你的修改导致测试用例失败，你再重新审视自己的修改，发现之前的修改还有一些特殊场景没有包含，恭喜你减少了一次上库失误。也会有这样的情况，项目很大，启动环境很复杂，你优化了一个函数的性能，或是添加了某个新的特性，如果部署在正式环境上之后再进行测试，成本太高。对于这种场景，几个小小的测试用例或许就能够覆盖大部分的测试场景。而且在开发过程中，效率最高的莫过于所见即所得了，单元测试也能够帮助你做到这一点，试想一下，假如你一口气写完一千行代码，debug 的过程也不会轻松，如果在这个过程中，对于一些逻辑较为复杂的函数，同时添加一些测试用例，即时确保正确性，最后集成的时候，会是另外一番体验。
如何写好单元测试呢？
首先，学会写测试用例。比如如何测试单个函数/方法；比如如何做基准测试；比如如何写出简洁精炼的测试代码；再比如遇到数据库访问等的方法调用时，如何 mock。
然后，写可测试的代码。高内聚，低耦合是软件工程的原则，同样，对测试而言，函数/方法写法不同，测试难度也是不一样的。职责单一，参数类型简单，与其他函数耦合度低的函数往往更容易测试。我们经常会说，“这种代码没法测试”，这种时候，就得思考函数的写法可不可以改得更好一些。为了代码可测试而重构是值得的。
接下来将介绍如何使用 Go 语言的标准库 testing 进行单元测试。
2 一个简单例子
Go 语言推荐测试文件和源代码文件放在一块，测试文件以 _test.go 结尾。比如，当前 package 有 calc.go 一个文件，我们想测试 calc.go 中的 Add 和 Mul 函数，那么应该新建 calc_test.go 作为测试文件。
1
2
3example/
|--calc.go
|--calc_test.go
假如 calc.go 的代码如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9package main
func Add(a int, b int) int {
return a + b
}
func Mul(a int, b int) int {
return a * b
}
那么 calc_test.go 中的测试用例可以这么写：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13package main
import "testing"
func TestAdd(t *testing.T) {
if ans := Add(1, 2); ans != 3 {
t.Errorf("1 + 2 expected be 3, but %d got", ans)
}
if ans := Add(-10, -20); ans != -30 {
t.Errorf("-10 + -20 expected be -30, but %d got", ans)
}
}
测试用例名称一般命名为 Test 加上待测试的方法名。
测试用的参数有且只有一个，在这里是 t *testing.T。
基准测试(benchmark)的参数是 *testing.B，TestMain 的参数是 *testing.M 类型。
运行 go test，该 package 下所有的测试用例都会被执行。
1
2$ go test
ok example 0.009s
或 go test -v，-v 参数会显示每个用例的测试结果，另外 -cover 参数可以查看覆盖率。
1
2
3
4
5
6
7$ go test -v
=== RUN TestAdd
--- PASS: TestAdd (0.00s)
=== RUN TestMul
--- PASS: TestMul (0.00s)
PASS
ok example 0.007s
如果只想运行其中的一个用例，例如 TestAdd，可以用 -run 参数指定，该参数支持通配符 *，和部分正则表达式，例如 ^、$。
1
2
3
4
5$ go test -run TestAdd -v
=== RUN TestAdd
--- PASS: TestAdd (0.00s)
PASS
ok example 0.007s
3 子测试(Subtests)
子测试是 Go 语言内置支持的，可以在某个测试用例中，根据测试场景使用 t.Run创建不同的子测试用例：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15// calc_test.go
func TestMul(t *testing.T) {
t.Run("pos", func(t *testing.T) {
if Mul(2, 3) != 6 {
t.Fatal("fail")
}
})
t.Run("neg", func(t *testing.T) {
if Mul(2, -3) != -6 {
t.Fatal("fail")
}
})
}
之前的例子测试失败时使用 t.Error/t.Errorf，这个例子中使用 t.Fatal/t.Fatalf，区别在于前者遇错不停，还会继续执行其他的测试用例，后者遇错即停。
运行某个测试用例的子测试：
1
2
3
4
5
6
7$ go test -run TestMul/pos -v
=== RUN TestMul
=== RUN TestMul/pos
--- PASS: TestMul (0.00s)
--- PASS: TestMul/pos (0.00s)
PASS
ok example 0.008s
对于多个子测试的场景，更推荐如下的写法(table-driven tests)：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20// calc_test.go
func TestMul(t *testing.T) {
cases := []struct {
Name string
A, B, Expected int
}{
{"pos", 2, 3, 6},
{"neg", 2, -3, -6},
{"zero", 2, 0, 0},
}
for _, c := range cases {
t.Run(c.Name, func(t *testing.T) {
if ans := Mul(c.A, c.B); ans != c.Expected {
t.Fatalf("%d * %d expected %d, but %d got",
c.A, c.B, c.Expected, ans)
}
})
}
}
所有用例的数据组织在切片 cases 中，看起来就像一张表，借助循环创建子测试。这样写的好处有：
新增用例非常简单，只需给 cases 新增一条测试数据即可。
测试代码可读性好，直观地能够看到每个子测试的参数和期待的返回值。
用例失败时，报错信息的格式比较统一，测试报告易于阅读。
如果数据量较大，或是一些二进制数据，推荐使用相对路径从文件中读取。
4 帮助函数(helpers)
对一些重复的逻辑，抽取出来作为公共的帮助函数(helpers)，可以增加测试代码的可读性和可维护性。 借助帮助函数，可以让测试用例的主逻辑看起来更清晰。
例如，我们可以将创建子测试的逻辑抽取出来：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21// calc_test.go
package main
import "testing"
type calcCase struct{ A, B, Expected int }
func createMulTestCase(t *testing.T, c *calcCase) {
// t.Helper()
if ans := Mul(c.A, c.B); ans != c.Expected {
t.Fatalf("%d * %d expected %d, but %d got",
c.A, c.B, c.Expected, ans)
}
}
func TestMul(t *testing.T) {
createMulTestCase(t, &calcCase{2, 3, 6})
createMulTestCase(t, &calcCase{2, -3, -6})
createMulTestCase(t, &calcCase{2, 0, 1}) // wrong case
}
在这里，我们故意创建了一个错误的测试用例，运行 go test，用例失败，会报告错误发生的文件和行号信息：
1
2
3
4
5
6$ go test
--- FAIL: TestMul (0.00s)
calc_test.go:11: 2 * 0 expected 1, but 0 got
FAIL
exit status 1
FAIL example 0.007s
可以看到，错误发生在第11行，也就是帮助函数 createMulTestCase 内部。18, 19, 20行都调用了该方法，我们第一时间并不能够确定是哪一行发生了错误。有些帮助函数还可能在不同的函数中被调用，报错信息都在同一处，不方便问题定位。因此，Go 语言在 1.9 版本中引入了 t.Helper()，用于标注该函数是帮助函数，报错时将输出帮助函数调用者的信息，而不是帮助函数的内部信息。
修改 createMulTestCase，调用 t.Helper()
1
2
3
4
5
6
7
8
9func createMulTestCase(c *calcCase, t *testing.T) {
t.Helper()
t.Run(c.Name, func(t *testing.T) {
if ans := Mul(c.A, c.B); ans != c.Expected {
t.Fatalf("%d * %d expected %d, but %d got",
c.A, c.B, c.Expected, ans)
}
})
}
运行 go test，报错信息如下，可以非常清晰地知道，错误发生在第 20 行。
1
2
3
4
5
6$ go test
--- FAIL: TestMul (0.00s)
calc_test.go:20: 2 * 0 expected 1, but 0 got
FAIL
exit status 1
FAIL example 0.006s
关于 helper 函数的 2 个建议：
不要返回错误， 帮助函数内部直接使用 t.Error 或 t.Fatal 即可，在用例主逻辑中不会因为太多的错误处理代码，影响可读性。
调用 t.Helper() 让报错信息更准确，有助于定位。
5 setup 和 teardown
如果在同一个测试文件中，每一个测试用例运行前后的逻辑是相同的，一般会写在 setup 和 teardown 函数中。例如执行前需要实例化待测试的对象，如果这个对象比较复杂，很适合将这一部分逻辑提取出来；执行后，可能会做一些资源回收类的工作，例如关闭网络连接，释放文件等。标准库 testing 提供了这样的机制：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23func setup() {
fmt.Println("Before all tests")
}
func teardown() {
fmt.Println("After all tests")
}
func Test1(t *testing.T) {
fmt.Println("I'm test1")
}
func Test2(t *testing.T) {
fmt.Println("I'm test2")
}
func TestMain(m *testing.M) {
setup()
code := m.Run()
teardown()
os.Exit(code)
}
在这个测试文件中，包含有2个测试用例，Test1 和 Test2。
如果测试文件中包含函数 TestMain，那么生成的测试将调用 TestMain(m)，而不是直接运行测试。
调用 m.Run() 触发所有测试用例的执行，并使用 os.Exit() 处理返回的状态码，如果不为0，说明有用例失败。
因此可以在调用 m.Run() 前后做一些额外的准备(setup)和回收(teardown)工作。
执行 go test，将会输出
1
2
3
4
5
6
7$ go test
Before all tests
I'm test1
I'm test2
PASS
After all tests
ok example 0.006s
6 网络测试(Network)
6.1 TCP/HTTP
假设需要测试某个 API 接口的 handler 能够正常工作，例如 helloHandler
1
2
3func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Write([]byte("hello world"))
}
那我们可以创建真实的网络连接进行测试：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34// test code
import (
"io/ioutil"
"net"
"net/http"
"testing"
)
func handleError(t *testing.T, err error) {
t.Helper()
if err != nil {
t.Fatal("failed", err)
}
}
func TestConn(t *testing.T) {
ln, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:0")
handleError(t, err)
defer ln.Close()
http.HandleFunc("/hello", helloHandler)
go http.Serve(ln, nil)
resp, err := http.Get("http://" + ln.Addr().String() + "/hello")
handleError(t, err)
defer resp.Body.Close()
body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
handleError(t, err)
if string(body) != "hello world" {
t.Fatal("expected hello world, but got", string(body))
}
}
net.Listen("tcp", "127.0.0.1:0")：监听一个未被占用的端口，并返回 Listener。
调用 http.Serve(ln, nil) 启动 http 服务。
使用 http.Get 发起一个 Get 请求，检查返回值是否正确。
尽量不对 http 和 net 库使用 mock，这样可以覆盖较为真实的场景。
6.2 httptest
针对 http 开发的场景，使用标准库 net/http/httptest 进行测试更为高效。
上述的测试用例改写如下：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18// test code
import (
"io/ioutil"
"net/http"
"net/http/httptest"
"testing"
)
func TestConn(t *testing.T) {
req := httptest.NewRequest("GET", "http://example.com/foo", nil)
w := httptest.NewRecorder()
helloHandler(w, req)
bytes, _ := ioutil.ReadAll(w.Result().Body)
if string(bytes) != "hello world" {
t.Fatal("expected hello world, but got", string(bytes))
}
}
使用 httptest 模拟请求对象(req)和响应对象(w)，达到了相同的目的。
7 Benchmark 基准测试
基准测试用例的定义如下：
1
2
3func BenchmarkName(b *testing.B){
// ...
}
函数名必须以 Benchmark 开头，后面一般跟待测试的函数名
参数为 b *testing.B。
执行基准测试时，需要添加 -bench 参数。
例如：
1
2
3
4
5func BenchmarkHello(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
fmt.Sprintf("hello")
}
}
1
2
3
4$ go test -benchmem -bench .
...
BenchmarkHello-16 15991854 71.6 ns/op 5 B/op 1 allocs/op
...
基准测试报告每一列值对应的含义如下：
1
2
3
4
5
6
7type BenchmarkResult struct {
N int // 迭代次数
T time.Duration // 基准测试花费的时间
Bytes int64 // 一次迭代处理的字节数
MemAllocs uint64 // 总的分配内存的次数
MemBytes uint64 // 总的分配内存的字节数
}
如果在运行前基准测试需要一些耗时的配置，则可以使用 b.ResetTimer() 先重置定时器，例如：
1
2
3
4
5
6
7func BenchmarkHello(b *testing.B) {
... // 耗时操作
b.ResetTimer()
for i := 0; i < b.N; i++ {
fmt.Sprintf("hello")
}
}
使用 RunParallel 测试并发性能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11func BenchmarkParallel(b *testing.B) {
templ := template.Must(template.New("test").Parse("Hello, {{.}}!"))
b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
var buf bytes.Buffer
for pb.Next() {
// 所有 goroutine 一起，循环一共执行 b.N 次
buf.Reset()
templ.Execute(&buf, "World")
}
})
}
1
2
3
4$ go test -benchmem -bench .
...
BenchmarkParallel-16 3325430 375 ns/op 272 B/op 8 allocs/op
...
附 参考
本文发表于 2020-02-10，最后修改于 2021-06-15。
本站永久域名「 geektutu.com
」，也可搜索「 极客兔兔 」找到我。