Go语言Mock使用基本指南详解

    当前的实践中问题

    在项目之间依赖的时候我们往往可以通过mock一个接口的实现,以一种比较简洁、独立的方式,来进行测试。但是在mock使用的过程中,因为大家的风格不统一,而且很多使用minimal implement的方式来进行mock,这就导致了通过mock出的实现各个函数的返回值往往是静态的,就无法让caller根据返回值进行的一些复杂逻辑。

    首先来举一个例子

    
    package task
    
    type Task interface {
     Do(int) (string, error)
    }

    通过minimal implement的方式来进行手动的mock

    
    package mock
    
    type MinimalTask struct {
     // filed
    }
    
    func NewMinimalTask() *MinimalTask {
     return &MinimalTask{}
    }
    
    func (mt *MinimalTask) Do(idx int) (string, error) {
     return "", nil
    }

    在其他包使用Mock出的实现的过程中,就会给测试带来一些问题。

    举个例子,假如我们有如下的接口定义与函数定义

    
    package pool
    
    import "github.com/ultramesh/mock-example/task"
    
    type TaskPool interface {
     Run(times int) error
    }
    
    type NewTask func() task.Task

    我们基于接口定义和接口构造函数定义,封装了一个实现

    
    package pool
    
    import (
     "fmt"
     "github.com/pkg/errors"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
    )
    
    type TaskPoolImpl struct {
     pool []task.Task
    }
    
    func NewTaskPoolImpl(newTask NewTask, size int) *TaskPoolImpl {
     tp := &TaskPoolImpl{
      pool: make([]task.Task, size),
     }
     for i := 0; i < size; i++ {
      tp.pool[i] = newTask()
     }
     return tp
    }
    
    func (tp *TaskPoolImpl) Run(times int) error {
     poolLen := len(tp.pool)
     for i := 0; i < times; i++ {
      ret, err := tp.pool[i%poolLen].Do(i)
      if err != nil {
       // process error
       return errors.Wrap(err, fmt.Sprintf("error while run task %d", i%poolLen))
      }
      switch ret {
      case "":
       // process 0
       fmt.Println(ret)
      case "a":
       // process 1
       fmt.Println(ret)
      case "b":
       // process 2
       fmt.Println(ret)
      case "c":
       // process 3
       fmt.Println(ret)
      }
     }
     return nil
    }

    接着我们来写测试的话应该是下面

    
    package pool
    
    import (
     "github.com/golang/mock/gomock"
     "github.com/stretchr/testify/assert"
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "testing"
    )
    
    type TestSuit struct {
     name string
     newTask NewTask
     size int
     times int
    }
    
    func TestTaskPoolRunImpl(t *testing.T) {
    
     testSuits := []TestSuit{
      {
       nam
      e: "minimal task pool",
       newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },
       size: 100,
       times: 200,
      },
     }
    
     for _, suit := range testSuits {
      t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {
       var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)
       err := taskPool.Run(suit.size)
       assert.NoError(t, err)
      })
     }
    }

    这样通过go test自带的覆盖率测试我们能看到TaskPoolImpl实际被测试到的路径为

    可以看到的手动实现MinimalTask的问题在于,由于对于caller来说,callee的返回值是不可控的,我们只能覆盖到由MinimalTask所定死的返回值的路径,此外mock在我们的实践中往往由被依赖的项目来操作,他不知道caller怎样根据返回值进行处理,没有办法封装出一个简单、够用的最小实现供接口测试使用,因此我们需要改进我们mock策略,使用golang官方的mock工具——gomock来进行更好地接口测试。

    gomock实践

    我们使用golang官方的mock工具的优势在于

    • 我们可以基于工具生成的mock代码,我们可以用一种更精简的方式,封装出一个minimal implement,完成和手工实现一个minimal implement一样的效果。
    • 可以允许caller自己灵活地、有选择地控制自己需要用到的那些接口方法的入参以及出参。

    还是上面TaskPool的例子,我们现在使用gomock提供的工具来自动生成一个mock Task

    
    mockgen -destination mock/mock_task.go -package mock -source task/interface.go

    在mock包中生成一个mock_task.go来实现接口Task

    首先基于mock_task.go,我们可以实现一个MockMinimalTask用于最简单的测试

    
    package mock
    
    import "github.com/golang/mock/gomock"
    
    func NewMockMinimalTask(ctrl *gomock.Controller) *MockTask {
     mock := NewMockTask(ctrl)
     mock.EXPECT().Do().Return("", nil).AnyTimes()
     return mock
    }

    于是这样我们就可以实现一个MockMinimalTask用来做一些测试

    
    package pool
    
    import (
     "github.com/golang/mock/gomock"
     "github.com/stretchr/testify/assert"
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "testing"
    )
    
    type TestSuit struct {
     name string
     newTask NewTask
     size int
     times int
    }
    
    func TestTaskPoolRunImpl(t *testing.T) {
    
     testSuits := []TestSuit{
      //{
      // name: "minimal task pool",
      // newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },
      // size: 100,
      // times: 200,
      //},
     {
       name: "mock minimal task pool",
       newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },
       size: 100,
       times: 200,
      },
     }
    
     for _, suit := range testSuits {
      t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {
       var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)
       err := taskPool.Run(suit.size)
       assert.NoError(t, err)
      })
     }
    }

    我们使用这个新的测试文件进行覆盖率测试

    可以看到测试结果是一样的,那当我们想要达到更高的测试覆盖率的时候应该怎么办呢?我们进一步修改测试

    
    package pool
    
    import (
     "errors"
     "github.com/golang/mock/gomock"
     "github.com/stretchr/testify/assert"
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "testing"
    )
    
    type TestSuit struct {
     name string
     newTask NewTask
     size int
     times int
     isErr bool
    }
    
    func TestTaskPoolRunImpl_MinimalTask(t *testing.T) {
    
     ctrl := gomock.NewController(t)
     defer ctrl.Finish()
    
     testSuits := []TestSuit{
      //{
      // name: "minimal task pool",
      // newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },
      // size: 100,
      // times: 200,
      //},
      {
       name: "mock minimal task pool",
       newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },
       size: 100,
       times: 200,
      },
      {
       name: "return err",
       newTask: func() task.Task {
        mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)
      // 加入了返回错误的逻辑
        mockTask.EXPECT().Do(gomock.Any()).Return("", errors.New("return err")).AnyTimes()
        return mockTask
       },
       size: 100,
       times: 200,
       isErr: true,
      },
     }
    
     for _, suit := range testSuits {
      t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {
       var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)
       err := taskPool.Run(suit.size)
       if suit.isErr {
        assert.Error(t, err)
       } else {
        assert.NoError(t, err)
       }
      })
     }
    }

    这样我们就能够覆盖到error的处理逻辑

    甚至我们可以更trick的方式来将所有语句都覆盖到,代码中的testSuits改成下面这样

    
    package pool
    
    import (
     "errors"
     "github.com/golang/mock/gomock"
     "github.com/stretchr/testify/assert"
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "testing"
    )
    
    type TestSuit struct {
     name string
     newTask NewTask
     size int
     times int
     isErr bool
    }
    
    func TestTaskPoolRunImpl_MinimalTask(t *testing.T) {
    
     ctrl := gomock.NewController(t)
     defer ctrl.Finish()
    
     strs := []string{"a", "b", "c"}
     count := 0
     size := 3
     rounds := 1
    
     testSuits := []TestSuit{
      //{
      // name: "minimal task pool",
      // newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },
      // size: 100,
      // times: 200,
      //},
      {
       name: "mock minimal task pool",
       newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },
       size: 100,
       times: 200,
      },
      {
       name: "return err",
       newTask: func() task.Task {
        mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)
        mockTask.EXPECT().Do(gomock.Any()).Return("", errors.New("return err")).AnyTimes()
        return mockTask
       },
       size: 100,
       times: 200,
       isErr: true,
      },
      {
       name: "check input and output",
       newTask: func() task.Task {
        mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)
      // 这里我们通过Do的设置检查了mackTask.Do调用时候的入参以及调用次数
      // 通过Return来设置发生调用时的返回值
        mockTask.EXPECT().Do(count).Return(strs[count%3], nil).Times(rounds)
        count++
        return mockTask
       },
       size: size,
       times: size * rounds,
       isErr: false,
      },
     }
     var taskPool TaskPool
     for _, suit := range testSuits {
      t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {
       taskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)
       err := taskPool.Run(suit.times)
       if suit.isErr {
        assert.Error(t, err)
       } else {
        assert.NoError(t, err)
       }
    
      })
     }
    }

    这样我们就可以覆盖到所有语句

    思考Mock的意义

    之前和一些同学讨论过,我们为什么要使用mock这个问题,发现很多同学的觉得写mock的是约定好接口,然后在面向接口做开发的时候能够方便测试,因为不需要接口实际的实现,而是依赖mock的Minimal Implement就可以进行单元测试。我认为这是对的,但是同时也觉得mock的意义不仅仅是如此。

    在我看来,面向接口开发的实践中,你应该时刻对接口的输入和输出保持敏感,更进一步的说,在进行单元测试的时候,你需要知道在给定的用例、输入下,你的包会对起使用的接口方法输入什么,调用几次,然后返回值可能是什么,什么样的返回值对你有影响,如果你对这些不了解,那么我觉得或者你应该去做更多地尝试和了解,这样才能尽可能通过mock设计出更多的单测用例,做更多且谨慎的检查,提高测试代码的覆盖率,确保模块功能的完备性。

    Mock与设计模式

    mock与单例

    客观来讲,借助go语言官方提供的同步原语sync.Once,实现单例、使用单例是很容易的事情。在使用单例实现的过程中,单例的调用者往往逻辑中依赖提供的get方法在需要的时候获取单例,而不会在自身的数据结构中保存单例的句柄,这也就导致我们很难类比前面介绍的case,使用mock进行单元测试,因为caller没有办法控制通过get方法获取的单例。

    既然是因为没有办法更改单例返回,那么解决这个问题最简单的方式就是我们就应改提供一个set方法来设置更改单例。假设我们需要基于上面的case实现一个单例的TaskPool。假设我们定义了PoolImpl实现了Pool的接口,在创建单例的时候我们可能是这么做的(为了方便说明,这里我们用最早手工写的基于MinimalTask来写TaskPool的单例)

    
    package pool
    
    import (
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "sync"
    )
    
    var once sync.Once
    var p TaskPool
    
    func GetTaskPool() TaskPool{
     once.Do(func(){
      p = NewTaskPoolImpl(func() task.Task {return mock.NewMinimalTask()},10)
     })
     return p
    }

    这个时候问题就来了,假设某个依赖于TaskPool的模块中有这么一段逻辑

    
    package runner
    
    import (
     "fmt"
     "github.com/pkg/errors"
     "github.com/ultramesh/mock-example/pool"
    )
    
    func Run(times int) error {
     // do something
     fmt.Println("do something")
    
     // call pool
     p := pool.GetTaskPool()
     err := p.Run(times)
     if err != nil {
      return errors.Wrap(err, "task pool run error")
     }
    
     // do something
     fmt.Println("do something")
     return nil
    }

    那么这个Run函数的单测应该怎么写呢?这里的例子还比较简单,要是TaskPool的实现还要依赖一些外部配置文件,实际情形就会更加复杂,当然我们在这里不讨论这个情况,就是举一个简单的例子。在这种情况下,如果单例仅仅只提供了get方法的话是很难进行解耦测试的,如果使用GetTaskPool势必会给测试引入不必要的复杂性,我们还需要提供一个单例的实现者提供一个set方法来解决单元测试解耦的问题。将单例的实现改成下面这样,对外暴露一个单例的set方法,那么我们就可以通过set方法来进行mock。

    
    import (
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/task"
     "sync"
    )
    
    var once sync.Once
    var p TaskPool
    
    func SetTaskPool(tp TaskPool) {
     p = tp
    }
    
    func GetTaskPool() TaskPool {
     once.Do(func(){
      if p != nil {
       p = NewTaskPoolImpl(func() task.Task {return mock.NewMinimalTask()},10)
      }
      
     })
     return p
    }

    使用mockgen生成一个MockTaskPool实现

    
    mockgen -destination mock/mock_task_pool.go -package mock -source pool/interface.go

    类似的,基于前面介绍的思想我们基于自动生成的代码实现一个MockMinimalTaskPool

    
    package mock
    
    import "github.com/golang/mock/gomock"
    
    func NewMockMinimalTaskPool(ctrl *gomock.Controller) *MockTaskPool {
     mock := NewMockTaskPool(ctrl)
     mock.EXPECT().Run(gomock.Any()).Return(nil).AnyTimes()
     return mock
    }

    基于MockMinimalTaskPool和单例暴露出的set方法,我们就可以将TaskPool实现的逻辑拆除,在单测中只测试自己的代码

    
    package runner
    
    import (
     "github.com/golang/mock/gomock"
     "github.com/stretchr/testify/assert"
     "github.com/ultramesh/mock-example/mock"
     "github.com/ultramesh/mock-example/pool"
     "testing"
    )
    
    func TestRun(t *testing.T) {
    
     ctrl := gomock.NewController(t)
     defer ctrl.Finish()
    
     p := mock.NewMockMinimalTaskPool(ctrl)
    
     pool.SetTaskPool(p)
    
     err := Run(100)
     assert.NoError(t, err)
    }

    到此这篇关于Go语言Mock使用基本指南详解的文章就介绍到这了,更多相关Go语言Mock使用内容请搜索lingkb以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持lingkb!