golang中的单元测试

2024-02-01 12:36:28

golang中的单元测试

优秀的代码习惯一定是伴随着单元测试的，这也是go语言设计的哲学；

国外的很多公司很多优秀的程序员都比较重视TDD，但是在国内十分少见；（TDD：测试驱动开发(test driven devlopment)）

无论如何，学习并使用golang的单元测试，不是浪费时间，而是让你的代码更加优雅健硕！

golang中的单元测试

测试文件

文件名以_test.go为后缀的文件均为测试代码，都会被go test测试捕捉，不会被go build编译；

测试函数

测试文件中的三种函数类型：

  • 单元测试函数：函数名前缀Test；测试程序的逻辑
  • 基准函数：函数名前缀Benchmark；测试函数的性能
  • 示例函数：函数名前缀Example；会出现在godoc中的，为文档提供示例文档

测试命令

Go语言中的测试依赖go test命令；在此命令下添加各种不同的参数以实现不同目的的测试；后面会一一介绍；

go test命令会遍历所有的*_test.go文件中符合上述命名规则的测试函数；

然后生成一个临时的main包用于调用相应的测试函数，然后构建并运行、报告测试结果，最后清理测试中生成的临时文件；

接下来分别介绍单元测试函数、基准函数、示例函数：

单元测试函数

  • 单元测试函数的格式：

    1. func TestName(t *testing.T) {}
    2. 函数的名字必须以Test开头，可选的后缀名必须以大写字母开头
    3. 每个测试函数必须导入testing包；关于testing包中的方法可以去看一下源码；
    4. 参数t用于报告测试失败和附加的日志信息

  • 一个简单的测试函数示例：将输出的结果与预期的结果进行比较

    1. 创建业务函数

      // 文件split/split.go：定义一个split的包，包中定义了一个Split函数
package split

import "strings"

func Split(s, sep string) (result []string) {
	i := strings.Index(s, sep)
	for i > -1 {
		result = append(result, s[:i])
		s = s[i+1:]
		i = strings.Index(s, sep)
	}
	result = append(result, s)
	return
}

    2. 创建测试文件

      // 文件split/split_test.go：创建一个split_test.go的测试文件
package split

import (
	"reflect"
	"testing"
)

// 单元测试函数
// 测试函数名必须以Test开头，必须接收一个*testing.T类型参数
// 1. 直接调用业务函数
// 2. 定义期望结果
// 3. 比较实际结果和期望结果
func TestSplit(t *testing.T) {
	got := Split("a:b:c", ":")      // 调用程序并返回程序结果
	want := []string{"a", "b", "c"} // 期望的结果

	if !reflect.DeepEqual(want, got) { // 因为slice不能直接比较，借助反射包中的方法比较
		t.Errorf("expected:%v, got:%v", want, got) // 如果测试失败输出错误提示
	}
}

// 提供一个失败的单元测试
func TestSplitFail(t *testing.T) {
	got := Split("abcd", "bc")
	want := []string{"a", "d"}

	if !reflect.DeepEqual(want, got) {
		t.Errorf("expected:%v, got:%v", want, got)
	}
}

// 基准测试函数
func BenchmarkSplit(b *testing.B) {

}

// 示例函数
func ExampleSplit() {

}

    3. 执行测试命令

      进入split目录下，直接运行 go test 命令即可；

      如果运行go test -v的话，可以看到更详细的输出结果：知道哪个测试函数没有通过，错在哪里

      === RUN   TestSplit
--- PASS: TestSplit (0.00s)
=== RUN   TestSplitFail
    split_test.go:28: expected:[a d], got:[a cd]
--- FAIL: TestSplitFail (0.00s)
FAIL
exit status 1
FAIL    gotest/split    0.001s

  • 其他go test命令

    go test -run=?：run对应一个正则表达式，只有函数名匹配上的测试函数才会被go test命令执行；

    // 比如以上代码执行命令：go test -v -run=Fail
// 表示本次只运行 能正则匹配到Fail的 测试函数
=== RUN   TestSplitFail
    split_test.go:28: expected:[a d], got:[a cd]
--- FAIL: TestSplitFail (0.00s)
FAIL
exit status 1
FAIL    gotest/split    0.001s

    go test -short：跳过测试函数中包含testing.Short()函数的测试函数；一般用于跳过执行起来太耗时的测试函数；比如：

    // 修改以上示例代码中的TestSplitFail函数如下
func TestSplitFail(t *testing.T) {
	if testing.Short() {
		t.Skip("short模式下会跳过该测试用例")
	}
	got := Split("abcd", "bc") // 调用程序并返回程序结果
	want := []string{"a", "d"} // 期望的结果

	if !reflect.DeepEqual(want, got) { // 因为slice不能直接比较，借助反射包中的方法比较
		t.Errorf("expected:%v, got:%v", want, got) // 如果测试失败输出错误提示
	}
}

// 然后执行命令`go test -v -short`打印如下结果：
=== RUN   TestSplit
--- PASS: TestSplit (0.00s)
=== RUN   TestSplitFail
    split_test.go:25: short模式下会跳过该测试用例
--- SKIP: TestSplitFail (0.00s)
PASS
ok      gotest/split    0.002s

    go test -cover测试覆盖率：覆盖率是指测试代码覆盖的业务代码的占比；

    go test -cover -coverprofile=c.out将覆盖率相关的信息输出到当前文件夹下面的c.out文件中;

    再然后执行go tool cover -html=c.out，使用cover工具来处理生成的记录信息，该命令会打开本地的浏览器窗口生成一个HTML报告；

  • 子测试：对多组测试用例能够清晰准确的进行错误定位

    Go1.7+中新增了子测试，我们可以按照如下方式使用t.Run执行子测试：

    func TestSplit(t *testing.T) {
	type test struct {
		input string
		sep   string
		want  []string
	}
	// 定义多组测试用例
	tests := map[string]test{
		"simple":      {input: "a:b:c", sep: ":", want: []string{"a", "b", "c"}},
		"wrong sep":   {input: "a:b:c", sep: ",", want: []string{"a:b:c"}},
		"more sep":    {input: "abcd", sep: "bc", want: []string{"a", "d"}},
		"leading sep": {input: "沙河有沙又有河", sep: "沙", want: []string{"河有", "又有河"}},
	}

	// t.Run就是子测试
	for name, tc := range tests {
		t.Run(name, func(t *testing.T) { // 使用t.Run()执行子测试
			got := Split(tc.input, tc.sep)
			if !reflect.DeepEqual(got, tc.want) {
				t.Errorf("expected:%#v, got:%#v", tc.want, got)
			}
		})
	}
}

// 执行 go test -v
=== RUN   TestSplit
=== RUN   TestSplit/simple
=== RUN   TestSplit/wrong_sep
=== RUN   TestSplit/more_sep
    split_test.go:34: expected:[]string{"a", "d"}, got:[]string{"a", "cd"}
=== RUN   TestSplit/leading_sep
    split_test.go:34: expected:[]string{"河有", "又有河"}, got:[]string{"", "\xb2\x99河有", "\xb2\x99又有河"}
--- FAIL: TestSplit (0.00s)
    --- PASS: TestSplit/simple (0.00s)
    --- PASS: TestSplit/wrong_sep (0.00s)
    --- FAIL: TestSplit/more_sep (0.00s)
    --- FAIL: TestSplit/leading_sep (0.00s)
FAIL
exit status 1
FAIL    gotest/split    0.002s

基准函数

在一定的工作负载之下检测程序性能；

基本格式如:func BenchmarkName(b *testing.B){}

  • 以Benchmark为前缀，后面跟着首字母大写

  • 必须要有testing.B类型的参数；

  • 基准测试必须要执行b.N次，这样的测试才有对照性，b.N的值是系统根据实际情况去调整的（见后面使用示例）

  • 关于testing.B的方法可以参考源码

  • 一个简单的基准函数的示例：

    1. 创建测试函数（继续接着上面的示例代码）

      func BenchmarkSplit(b *testing.B) {
    // 注意b.N
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		Split("沙河有沙又有河", "沙")
	}
}

    2. 执行测试命令-bench=$正则匹配

      // go test -bench=Split
goos: windows
goarch: amd64
pkg: go-test/split
cpu: Intel(R) Core(TM) i5-6200U CPU @ 2.30GHz
BenchmarkSplit-4         4017925               311.9 ns/op
PASS
ok      go-test/split      1.976s

      以上输出了电脑的一些信息；

      其中BenchmarkSplit-4中的4表示GOMAXPROCS的值；

      4017925表示调用该函数的次数；

      311.9 ns/op调用该函数的平均耗时；

      // `go test -bench=Split -benchmem`增加了内存分配的统计数据
goos: windows
goarch: amd64
pkg: go-test/split
cpu: Intel(R) Core(TM) i5-6200U CPU @ 2.30GHz
BenchmarkSplit-4         3995856               300.9 ns/op           112 B/op          3 allocs/op
PASS
ok      go-test/split      1.890s

      其中112 B/op表示每次操作内存分配了112字节；

      3 allocs/op表示每次操作进行了3次内存分配；

  • 性能比较函数

    1. 基准函数只能给出绝对耗时；实际中我们可能想知道不同操作的相对耗时；
    2. 性能比较函数通常是一个带有参数的函数，被多个不同的Benchmark函数传入不同的值来调用；

  • 一个简单的基准测试中的性能比较函数示例：

    1. 创建一个fib目录，并新建一个fib.go文件

      package fib

// Fib 是一个计算第n个斐波那契数的函数
func Fib(n int) int {
	if n < 2 {
		return n
	}
	return Fib(n-1) + Fib(n-2)
}

    2. 同目录下创建一个测试函数文件fib_test.go

      package fib

import (
	"testing"
)

func benchmarkFib(b *testing.B, n int) {
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		Fib(n)
	}
}

func BenchmarkFib1(b *testing.B)  { benchmarkFib(b, 1) }
func BenchmarkFib2(b *testing.B)  { benchmarkFib(b, 2) }
func BenchmarkFib3(b *testing.B)  { benchmarkFib(b, 3) }
func BenchmarkFib10(b *testing.B) { benchmarkFib(b, 10) }
func BenchmarkFib20(b *testing.B) { benchmarkFib(b, 20) }
func BenchmarkFib40(b *testing.B) { benchmarkFib(b, 40) }

    3. 执行测试命令

      // go test -bench=Fib
goos: windows
goarch: amd64
pkg: go-test/fib
cpu: Intel(R) Core(TM) i5-6200U CPU @ 2.30GHz
BenchmarkFib1-4         470478618                2.393 ns/op
BenchmarkFib2-4         178773399                6.737 ns/op
BenchmarkFib3-4         100000000               12.60 ns/op
BenchmarkFib10-4         3025942               421.8 ns/op
BenchmarkFib20-4           24792             55344 ns/op
BenchmarkFib40-4               2         724560000 ns/op
PASS
ok      go-interview/fib        11.675s

      BenchmarkFib40-4 2 724560000 ns/op：第一个是对应的比较函数；第二个是执行的次数；第三个是执行的平均时间；

      由此可见fib函数入参值越大，函数执行的效率越低；

  • 基准测试命令除了以上这些外还有一些其他的参数做其他用处：比如这些参数benchtime,ResetTimer,RunParallel,SetParallelism,cpu,setup,teardown,TestMain，可以了解一下

示例函数

示例函数能够作为文档直接使用，例如基于web的godoc中能把示例函数与对应的函数或包相关联

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