TDD学习笔记(二)单元测试

单元测试

定义

单元测试最早来源于Kent Beck,他在开发SmallTalk中引入了这个概念,随着软件工程学的不断发展,使得单元测试已经成为软件编程中一项非常有用的实践。

在维基百科中,“单元测试”是这样定义的:

一个单元测试是一段代码(通常是一个方法),这段代码调用另一段代码,然后检验某些假设的正确性。如果这些假设是错误的,单元测试就失败了。一个单元可以是一个方法或一个函数。

而《单元测试的艺术》作者Roy Osherove则认为,一个单元不仅仅是一个方法,也有可能是包括实现某个功能的多个类和函数。

什么是好的单元测试

Roy Osherove同时也认为,一个单元测试应该具备以下特征:

  1. 它应该是自动化的,可重复执行。
  2. 它应该很容易实现;
  3. 它应该第二天还有意义;
  4. 任何人都应该能一键运行它;
  5. 它应该运行很快;
  6. 它的结果应该是稳定的(如果运行之间没有进行修改的话,多次运行一个测试应该总是能够返回同样的结果)
  7. 它应该能完全控制被测试的单元;
  8. 它应该是完全隔离的(独立于其他测试的运行);
  9. 如果它失败了,我们应该很容易发现什么是期待的结果,进而定位问题所在。

几种概念

这篇博客中,作者对Fake、Mock、Stub进行了对比。

Fakes(伪造)

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Fake创建的对象,看似跟原对象一致,但是简化了原来对象的某些行为,使得我们在进行代码过程中,无需通过启动数据库或其他外部组件,即可对服务进行集成测试。

Mock(模拟)

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mock是在调用方法中,注入“模拟”的完整的被调用者对象,并在Test方法中,通过注入的这个模拟对象来执行对应的操作。

Stub(打桩)

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存根是预先定义一个方法的返回值,以便我们在调用该方法时,返回存根对象,这样使我们的代码不会以不改变原方法、或对原方法产生副作用的情况下,实现某方法。

横切关注点

部分关注点「横切」程序代码中的数个模块,即在多个模块中都有出现,它们即被称作「横切关注点(Cross-cutting concerns, Horizontal concerns)」。

横切关注点也是面向对象编程中的概念,我们通俗意义上理解的AOP框架,可以理解为解决横切关注点问题的一种框架。

日志、异常处理、服务调用、方法调用链路都是大家会遇到的一类关注点问题,而而在《单元测试的艺术》这本书中,作者也指出“时间”(DateTime)也同样是一种问题。例如,如果我们在代码中普遍使用了系统默认的DateTime.Now,那么假设我们要测试代码在元旦和非元旦日期中的不同行为时,是不是手动把系统时间修改为指定的时间?这显然是的代码不利于维护,也不利于代码的可测试性。

通过定义了一个SystemTime 对象来解决这个问题,确实是一种非常不错的方法。

 [TestFixture]
    public class TimeLoggerTests
    {
        [Test]
        public void SettingingSystemTime_Always_ChangesTime()
        {
            SystemTime.Set(new DateTime(2000, 1, 1));
            string output = TimeLogger.CreateMessage("a");
            StringAssert.Contains("01.01.2000", output);
        }
    }
 public class SystemTime
    {
        private static DateTime _dateTime;
        public static void Set(DateTime custom)
        {
            _dateTime = custom;
        }
        public static void Reset()
        {
            _dateTime = DateTime.MinValue;
        }
        public static DateTime Now
        {
            get
            {
                if (_dateTime != DateTime.MinValue)
                {
                    return _dateTime;
                }
                return DateTime.Now;
            }
        }
        
    }

测试框架

测试框架是用来辅助开发者进行单元测试的代码库。在.NET开发环境下,我们常见的的测试框架可以分成以下两种类型:

单元测试框架

单元测试框架框架是帮助开发者进行单元测试的代码库和模块,它也可以作为自动编译过程的一个步骤运行测试。单元测试的框架如此之多,而在.NET中,常见的主要包括这几种:

1、MSTest:这是Visual Studio中最常见的测试框架,在除Visual Studio2019以前的版本中,创建的单元测试项目自带的就是这种测试框架。

2、XUnit:XUnit是一个大家族,在Java、.NET、等多种技术语言下都有XUnit的身影。

3、NUnit:在许多介绍单元测试的书籍中,都会采用NUnit作为示例,在本文中,也主要介绍这种框架。

隔离(模拟)框架

隔离(模拟)是一种可编程的API,使用这种API可以使得创建为对象比手工编写简便、快速和容易。常见的隔离(模拟)框架包括以下几种:

1、Moq:在.NET中常见的Mock框架。

2、NSubstitute:在《单元测试的艺术》一书中,作者Roy Osherove着重介绍过这种测试隔离框架,也经常和Moq框架一起进行比较

3、Microsoft Fakes:也是一种模拟框架,经常被用于和上述模拟框架对比

4、FakeItEasy、EasyMoq、JustMock框架:其他模拟框架。

编写良好测试代码中常见的问题

如何给测试方法命名

方法的命名一直是困扰开发者的难题,尤其是单元测试方法。我们该如何给单元测试方法命名呢?目前我了解到两种不同的命名方法:

假设,现有一个新增方法为:

public int Add(int x,int y)

一种是Should开头的单元测试命名方法,可以命名为

Should_Returns_Sum_When_Add_Numbers();

另外一种是在《单元测试的艺术》这本书中作者用到的命名方法,作者将单元测试命名为三个部分,分别为:被测试方法名,测试场景,预期行为,将三个部分用下划线“_”分开,例如MethodUnderTest_Scenario_Behavior()。按照这个命名方法,上述方法可以被命名为:

Add_Nums_Returns_ResultsOfInteger();

静态类或单例如何进行单元测试

静态类

在.NET Framework中经常互相静态类和静态对象,这无形中给我们的单元测试过程带来了不少困扰。我们可以采取以下方式对这些静态类进行测试。

1、静态类应该只限于静态的方法,例如像StringExtension这样的扩展方法,这种方式是可以直接进行测试的。

2、对于历史代码中为包含不少静态成员的“静态”对象,应该将其改成有IoC框架注入的单例对象,这样就能使用mock的方式进行单元测试。

3、对于无法修改的静态对象,我们可以考虑将其隔离。

单例

而对于单例代码,则可以采用将单例逻辑和单例持有者分开的方式,让代码更易于测试。

public class MySingleton
{
       private static MySingleton _instance;
       public static MySingleton Instance
       {
           get
           {
               if (_instance == null)
               {
                   _instance = new MySingleton();
               }
               return _instance;
           }
       }
       public void Foo()
       {


       }
}

修改后:

 public class MySingletonLogic
    { 
        public void Foo()
        {


        }
    }
    public class MySingletonHolder
    {
        private static MySingletonLogic _instance;
        public static MySingletonLogic Instance
        {
            get
            {
                if (_instance == null)
                {
                    _instance = new MySingletonLogic();
                }
                return _instance;
            }
        } 
    }

通过这种方式的改造,使得我们能够非常方便的对Foo方法进行测试了。

何时开始进行单元测试?

最好的时机就是当下,当你需要键入一行逻辑代码时,先写一个测试方法,按照TDD的流程进行开发,将有利于你的代码开发过程处于“自信满满”的状态,而且还能减少代码调试的时间,进而提高代码开发的效率。

posted @ 2020-04-30 19:10  溪源More  阅读(105)  评论(0编辑  收藏