在CSDN学Golang(单元测试与性能分析）
一，功能测试
Go语言中的功能测试是一种自动化测试方法，用于确保软件产品的各项功能正常运行。它通过编写测试用例来验证代码的正确性和健壮性。
Go语言内置了一个名为testing的包，该包提供了大量用于编写单元测试和功能测试的函数和工具。
在Go语言中，每个功能测试都必须以Test开头，并接受*testing.T类型的参数。这个参数用于控制测试过程，并提供一些有用的断言函数来验证预期结果是否与实际结果相符合。
下面是一个简单的示例：
func TestAddition(t *testing.T) {
result := add(2, 3)
expected := 5
if result != expected {
t.Errorf("Expected %d but got %d", expected, result)
}
}
func add(a, b int) int {
return a + b
}这个示例定义了一个名为addition()的函数，它将两个整数相加并返回其总和。然后，在TestAddition()函数中调用add()函数并比较预期结果和实际结果。如果它们不匹配，则使用t.Errorf()方法输出错误消息。
当运行go test命令时，会自动执行所有Test开头的函数，并输出相应的结果。例如：
$ go test -v
=== RUN TestAddition
--- PASS: TestAddition (0.00s)
PASS
ok example.com/testing 0.001s在这个输出中，我们可以看到TestAddition()函数已经运行，并成功通过了测试。
二，基准测试
Go语言中的基准测试是一种性能测试方法，用于衡量代码在不同负载下的性能表现。它通过重复运行代码并测量执行时间来计算出平均值、最小值和最大值等指标。
Go语言中，基准测试函数以Benchmark开头，并接受*testing.B类型的参数。这个参数提供了控制测试过程的方法，并提供了一些有用的工具函数来测量代码执行时间和内存使用情况。
下面是一个简单的示例：
func BenchmarkAddition(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
add(2, 3)
}
}
func add(a, b int) int {
return a + b
}这个示例定义了一个名为addition()的函数，它将两个整数相加并返回其总和。然后，在BenchmarkAddition()函数中使用for循环重复调用add()函数，并使用b.N参数控制循环次数。最后，使用b.ReportAllocs()方法报告内存分配情况，并使用b.ResetTimer()方法重置计时器以便进行准确测量。
当运行go test命令时，并添加-bench标志来启动基准测试：
$ go test -bench=.在这个输出中，我们可以看到BenchmarkAddition()函数已经运行，并输出了关于执行时间、内存分配等方面的信息：
BenchmarkAddition-4 1000000000 0.258 ns/op 0 B/op 0 allocs/op在这个输出中，我们可以看到add()函数平均每次执行的时间约为0.258纳秒，并且没有发生内存分配。
三，模糊测试
Go语言中的模糊测试是一种随机化测试方法，它通过生成大量的随机输入数据来发现程序中可能存在的错误或漏洞。模糊测试被广泛用于安全测试和稳定性测试等方面。
Go语言提供了一个名为testing/quick的包，用于编写模糊测试。该包提供了一个函数叫做QuickCheck()，可以帮助我们自动生成随机输入数据，并运行需要进行模糊测试的函数。
下面是一个示例：
func TestAddition(t *testing.T) {
f := func(a, b int) bool {
return add(a, b) == a + b
}
if err := quick.Check(f, nil); err != nil {
t.Error(err)
}
}
func add(a, b int) int {
return a + b
}在这个示例中，我们定义了一个名为add()的函数，它将两个整数相加并返回其总和。然后，在TestAddition()函数中定义了一个f()函数作为参数传递给quick.Check()方法，并使用nil作为可选参数传递给该方法。这个可选参数可以用来配置快速检查过程中的生成器和其他选项。
当运行go test命令时，它将自动执行TestAddition()函数，并使用quick.Check()方法自动生成随机输入数据进行模糊测试：
$ go test -v
=== RUN TestAddition
--- PASS: TestAddition (0.00s)
PASS
ok _/home/user/addition 0.006s在这个输出中，我们可以看到TestAddition()函数已经成功地通过了模糊测试。
需要注意的是，模糊测试只能检测程序中存在的一些问题，并不能保证完全发现所有可能的错误或漏洞。因此，在编写模糊测试时，我们应该尽量覆盖代码中的各种情况，并结合其他测试方法来确保程序质量和稳定性。
四，http测试
在Go语言中，使用testing包进行HTTP测试非常方便。下面是一个简单的HTTP测试示例：
func TestGetUsers(t *testing.T) {
req, err := http.NewRequest("GET", "/users", nil)
if err != nil {
t.Fatal(err)
}
rr := httptest.NewRecorder()
handler := http.HandlerFunc(GetUsersHandler)
handler.ServeHTTP(rr, req)
if status := rr.Code; status != http.StatusOK {
t.Errorf("handler returned wrong status code: got %v want %v",
status, http.StatusOK)
}
expected := `{"users":[{"name":"Alice","age":25},{"name":"Bob","age":30}]}`
if rr.Body.String() != expected {
t.Errorf("handler returned unexpected body: got %v want %v",
rr.Body.String(), expected)
}
}在这个示例中，我们首先创建了一个http.Request对象，并将其传递给httptest.NewRecorder()方法，以便在请求处理期间捕获响应。然后，我们定义了一个处理程序函数GetUsersHandler，并将其作为http.HandlerFunc类型传递给http.ServeHTTP()方法。最后，在执行ServeHTTP()方法之后，我们可以检查响应状态码和响应体是否符合预期。
需要注意的是，在编写HTTP测试时，需要确保实际测试和生产代码完全分离。也就是说，在测试中不应该直接连接真实的数据库或其他外部服务，而应该使用模拟数据或者虚拟服务来进行测试。
另外，对于大型或复杂的HTTP应用程序，可能需要编写多个测试用例来覆盖各种情况和边界条件。为了提高效率，可以考虑使用子测试（sub-tests）来组织测试代码，并使用t.Run()方法运行每个子测试：
func TestGetUsers(t *testing.T) {
t.Run("returns all users", func(t *testing.T) {
// ...
})
t.Run("returns empty list if no users found", func(t *testing.T) {
// ...
})
// ...
}通过这种方式，我们可以更好地管理和组织大型HTTP测试套件，并快速定位问题。
五，pprof性能分析
在Go语言中，pprof是一个非常强大的性能分析工具，可以用来识别程序中的瓶颈和内存泄漏等问题。本文将对pprof进行详细解析。
原理
pprof基于采样技术实现性能分析。采样技术会定时中断程序执行，并记录当前正在执行的函数、调用栈信息、堆栈使用情况等数据。通过对这些采样数据进行统计和分析，就可以得到程序运行时每个函数的耗时、CPU占用率、内存占用情况等信息。
使用方法
启动pprof接口
首先，在需要进行性能分析的代码中导入net/http/pprof包，并启动http接口：
import (
"log"
"net/http"
_ "net/http/pprof" // 导入pprof包，启用http接口
)
func main() {
go func() {
log.Println(http.ListenAndServe("localhost:6060", nil))
}()
}这里我们将http接口监听在了本地6060端口上。
生成pprof文件
在你希望进行性能分析的代码处添加trace代码：
func doSomething() {
for i := 0; i < 100000; i++ {
// 添加trace代码
if i%100 == 0 {
f, _ := os.Create(fmt.Sprintf("/tmp/profile-%d.pprof", i))
pprof.StartCPUProfile(f)
defer pprof.StopCPUProfile()
}
// ...
}
}在每个100次迭代后，我们将会生成一个pprof文件。这个文件可以在后续使用pprof工具进行分析。
使用pprof工具
通过以下命令使用pprof工具进行性能分析：
go tool pprof /path/to/executable /path/to/profile.pprof其中，/path/to/executable是你的程序可执行文件路径，/path/to/profile.pprof是你刚刚生成的pprof文件路径。
进入pprof交互模式后，输入help可以查看所有支持的命令：
(pprof) help
Commands:
callgrind Outputs a graph in callgrind format.
comments Output all profile comments to stdout.
disasm Disassemble program at symbol+offset range.
dot Outputs a graph in DOT format.
eog View graph through eog.
evince View graph through evince.
file Read a profile from a file.
focus Focus on subgraph reachable from named nodes only.
gexec Executes specified command with remapping of Go source paths based on the profile's mapping information. Currently this only works for cpu profiles (e.g., no go routine data). For example, to launch "go tool pprof" use "gexec go tool pprof [opts]"; the options will be passed through directly to "go tool pprof".
gif Outputs an annotated callgraph in GIF format.
help Provide help on specified commands, or list available commands
if none is specified.
list Output annotated source for functions matching regexp.
peek Output callers/callees of functions matching regexp.
png Outputs an annotated callgraph in PNG format.
proto Outputs a profile in compressed protobuf format.
ps Outputs a graph in PostScript format.
quit Exit pprof.
raw Outputs a text representation of the raw profile sample
stream. Intended only for low-level debugging use; requires
intimate knowledge of the profile.proto schema and is not
guaranteed to remain stable across releases.
report Report generation commands:
weblist generate annotated source for functions matching regexp,
generates output suitable for "go tool pprof -http :8080"
text generate text report (the default)
pdf generate pdf report
svg generate svg report
tags list all tags in the profile其中，最常用的命令包括：
- top：显示耗时最多的函数列表。
- list function：显示指定函数的源代码和调用情况。
- web：在web浏览器中打开图形化视图。
另外，pprof还提供了其他强大的功能，例如火焰图、堆对象统计等。具体使用方法可以参考官方文档。
总结
pprof是一个非常强大的性能分析工具，可以帮助我们发现程序中的瓶颈和内存泄漏等问题。通过对pprof工具的学习和掌握，我们可以更好地优化Go程序的性能。