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testing - 单元测试

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2023-12-01

testing 为 Go 语言 package 提供自动化测试的支持。通过 go test 命令，能够自动执行如下形式的任何函数：

func TestXxx(*testing.T)

注意：Xxx 可以是任何字母数字字符串，但是第一个字母不能是小些字母。

在这些函数中，使用 Error, Fail 或相关方法来发出失败信号。

要编写一个新的测试套件，需要创建一个名称以 _test.go 结尾的文件，该文件包含 TestXxx 函数，如上所述。 将该文件放在与被测试的包相同的包中。该文件将被排除在正常的程序包之外，但在运行 “go test” 命令时将被包含。 有关详细信息，请运行 “go help test” 和 “go help testflag” 了解。

如果有需要，可以调用 *T 和 *B 的 Skip 方法，跳过该测试或基准测试：

func TestTimeConsuming(t *testing.T) {
    if testing.Short() {
        t.Skip("skipping test in short mode.")
    }
    ...
}

第一个单元测试

要测试的代码：

func Fib(n int) int {
        if n < 2 {
                return n
        }
        return Fib(n-1) + Fib(n-2)
}

测试代码：

func TestFib(t *testing.T) {
	var (
		in       = 7
		expected = 13
	)
	actual := Fib(in)
	if actual != expected {
		t.Errorf("Fib(%d) = %d; expected %d", in, actual, expected)
	}
}

执行 go test .，输出：

$ go test .
ok  	chapter09/testing	0.007s

表示测试通过。

我们将 Sum 函数改为：

func Fib(n int) int {
        if n < 2 {
                return n
        }
        return Fib(n-1) + Fib(n-1)
}

再执行 go test .，输出：

$ go test .
--- FAIL: TestSum (0.00s)
	t_test.go:16: Fib(10) = 64; expected 13
FAIL
FAIL	chapter09/testing	0.009s

Table-Driven Test

测试讲究 case 覆盖，按上面的方式，当我们要覆盖更多 case 时，显然通过修改代码的方式很笨拙。这时我们可以采用 Table-Driven 的方式写测试，标准库中有很多测试是使用这种方式写的。

func TestFib(t *testing.T) {
	var fibTests = []struct {
		in       int // input
		expected int // expected result
	}{
		{1, 1},
		{2, 1},
		{3, 2},
		{4, 3},
		{5, 5},
		{6, 8},
		{7, 13},
	}

	for _, tt := range fibTests {
		actual := Fib(tt.in)
		if actual != tt.expected {
			t.Errorf("Fib(%d) = %d; expected %d", tt.in, actual, tt.expected)
		}
	}
}

因为我们使用的是 t.Errorf，其中某个 case 失败，并不会终止测试执行。

T 类型

单元测试中，传递给测试函数的参数是 *testing.T 类型。它用于管理测试状态并支持格式化测试日志。测试日志会在执行测试的过程中不断累积，并在测试完成时转储至标准输出。

当一个测试的测试函数返回时，又或者当一个测试函数调用 FailNow、 Fatal、Fatalf、SkipNow、Skip 或者 Skipf 中的任意一个时，该测试即宣告结束。跟 Parallel 方法一样，以上提到的这些方法只能在运行测试函数的 goroutine 中调用。

至于其他报告方法，比如 Log 以及 Error 的变种， 则可以在多个 goroutine 中同时进行调用。

报告方法

上面提到的系列包括方法，带 f 的是格式化的，格式化语法参考 fmt 包。

T 类型内嵌了 common 类型，common 提供这一系列方法，我们经常会用到的（注意，这里说的测试中断，都是指当前测试函数）：

1）当我们遇到一个断言错误的时候，标识这个测试失败，会使用到：

Fail: 测试失败，测试继续，也就是之后的代码依然会执行
FailNow: 测试失败，测试中断

在 FailNow 方法实现的内部，是通过调用 runtime.Goexit() 来中断测试的。

2）当我们遇到一个断言错误，只希望跳过这个错误，但是不希望标识测试失败，会使用到：

SkipNow: 跳过测试，测试中断

在 SkipNow 方法实现的内部，是通过调用 runtime.Goexit() 来中断测试的。

3）当我们只希望打印信息，会用到:

Log: 输出信息
Logf: 输出格式化的信息

注意：默认情况下，单元测试成功时，它们打印的信息不会输出，可以通过加上 -v 选项，输出这些信息。但对于基准测试，它们总是会被输出。

4）当我们希望跳过这个测试，并且打印出信息，会用到：

Skip: 相当于 Log + SkipNow
Skipf: 相当于 Logf + SkipNow

5）当我们希望断言失败的时候，标识测试失败，并打印出必要的信息，但是测试继续，会用到：

Error: 相当于 Log + Fail
Errorf: 相当于 Logf + Fail

6）当我们希望断言失败的时候，标识测试失败，打印出必要的信息，但中断测试，会用到

Fatal: 相当于 Log + FailNow
Fatalf: 相当于 Logf + FailNow

Parallel 测试

包中的 Parallel 方法用于表示当前测试只会与其他带有 Parallel 方法的测试并行进行测试。

下面的例子演示的 Parallel 的使用：

var (
	data   = make(map[string]string)
	locker sync.RWMutex
)

func WriteToMap(k, v string) {
	locker.Lock()
	defer locker.Unlock()
	data[k] = v
}

func ReadFromMap(k string) string {
	locker.RLock()
	defer locker.RUnlock()
	return data[k]
}

测试代码：

var pairs = []struct {
	k string
	v string
}{
	{"polaris", "徐新华"},
	{"studygolang", "Go语言中文网"},
	{"stdlib", "Go语言标准库"},
	{"polaris1", "徐新华1"},
	{"studygolang1", "Go语言中文网1"},
	{"stdlib1", "Go语言标准库1"},
	{"polaris2", "徐新华2"},
	{"studygolang2", "Go语言中文网2"},
	{"stdlib2", "Go语言标准库2"},
	{"polaris3", "徐新华3"},
	{"studygolang3", "Go语言中文网3"},
	{"stdlib3", "Go语言标准库3"},
	{"polaris4", "徐新华4"},
	{"studygolang4", "Go语言中文网4"},
	{"stdlib4", "Go语言标准库4"},
}

// 注意 TestWriteToMap 需要在 TestReadFromMap 之前
func TestWriteToMap(t *testing.T) {
	t.Parallel()
	for _, tt := range pairs {
		WriteToMap(tt.k, tt.v)
	}
}

func TestReadFromMap(t *testing.T) {
	t.Parallel()
	for _, tt := range pairs {
		actual := ReadFromMap(tt.k)
		if actual != tt.v {
			t.Errorf("the value of key(%s) is %s, expected: %s", tt.k, actual, tt.v)
		}
	}
}

试验步骤：

  1. 注释掉 WriteToMap 和 ReadFromMap 中 locker 保护的代码，同时注释掉测试代码中的 t.Parallel，执行测试，测试通过，即使加上 -race，测试依然通过；
  2. 只注释掉 WriteToMap 和 ReadFromMap 中 locker 保护的代码，执行测试，测试失败（如果未失败，加上 -race 一定会失败）；

如果代码能够进行并行测试，在写测试时，尽量加上 Parallel，这样可以测试出一些可能的问题。

关于 Parallel 的更多内容，会在 子测试 中介绍。

当你写完一个函数，结构体，main之后，你下一步需要的就是测试了。testing包提供了很简单易用的测试包。

写一个基本的测试用例

测试文件的文件名需要以_test.go为结尾，测试用例需要以TestXxxx的样式存在。

比如我要测试utils包的sql.go中的函数：

func GetOne(db *sql.DB, query string, args ...interface{}) (map[string][]byte, error) {

就需要创建一个sql_test.go

package utils

import (
    "database/sql"
    _ "fmt"
    _ "github.com/go-sql-driver/mysql"
    "strconv"
    "testing"
)

func Test_GetOne(t *testing.T) {
    db, err := sql.Open("mysql", "root:123.abc@tcp(192.168.33.10:3306)/test")
    defer func() {
        db.Close()
    }()
    if err != nil {
        t.Fatal(err)
    }

    // 测试empty
    car_brand, err := GetOne(db, "select * from user where id = 999999")
    if (car_brand != nil) || (err != nil) {
        t.Fatal("emtpy测试错误")
    }
}

testing的测试用例形式#

测试用例有四种形式： TestXxxx(t *testing.T) // 基本测试用例 BenchmarkXxxx(b *testing.B) // 压力测试的测试用例 Example_Xxx() // 测试控制台输出的例子 TestMain(m *testing.M) // 测试Main函数

给个Example的例子:（Example需要在最后用注释的方式确认控制台输出和预期是不是一致的）

func Example_GetScore() {
    score := getScore(100, 100, 100, 2.1)
    fmt.Println(score)
    // Output:
    // 31.1
}

testing的变量#

gotest的变量有这些：

  • test.short : 一个快速测试的标记，在测试用例中可以使用testing.Short()来绕开一些测试
  • test.outputdir : 输出目录
  • test.coverprofile : 测试覆盖率参数，指定输出文件
  • test.run : 指定正则来运行某个/某些测试用例
  • test.memprofile : 内存分析参数，指定输出文件
  • test.memprofilerate : 内存分析参数，内存分析的抽样率
  • test.cpuprofile : cpu分析输出参数，为空则不做cpu分析
  • test.blockprofile : 阻塞事件的分析参数，指定输出文件
  • test.blockprofilerate : 阻塞事件的分析参数，指定抽样频率
  • test.timeout : 超时时间
  • test.cpu : 指定cpu数量
  • test.parallel : 指定运行测试用例的并行数

testing包内的结构#

  • B : 压力测试
  • BenchmarkResult : 压力测试结果
  • Cover : 代码覆盖率相关结构体
  • CoverBlock : 代码覆盖率相关结构体
  • InternalBenchmark : 内部使用的结构
  • InternalExample : 内部使用的结构
  • InternalTest : 内部使用的结构
  • M : main测试使用的结构
  • PB : Parallel benchmarks 并行测试使用结果
  • T : 普通测试用例
  • TB : 测试用例的接口

testing的通用方法#

T结构内部是继承自common结构，common结构提供集中方法，是我们经常会用到的：

当我们遇到一个断言错误的时候，我们就会判断这个测试用例失败，就会使用到：

Fail  : case失败，测试用例继续
FailedNow : case失败，测试用例中断

当我们遇到一个断言错误，只希望跳过这个错误，但是不希望标示测试用例失败，会使用到：

SkipNow : case跳过，测试用例不继续

当我们只希望在一个地方打印出信息，我们会用到:

Log : 输出信息
Logf : 输出有format的信息

当我们希望跳过这个用例，并且打印出信息:

Skip : Log + SkipNow
Skipf : Logf + SkipNow

当我们希望断言失败的时候，测试用例失败，打印出必要的信息，但是测试用例继续：

Error : Log + Fail
Errorf : Logf + Fail

当我们希望断言失败的时候，测试用例失败，打印出必要的信息，测试用例中断：

Fatal : Log + FailNow
Fatalf : Logf + FailNow

扩展阅读

GO 中如何进行单元测试

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