Go 单元测试之mock接口测试

一、gomock 工具介绍

gomock 是一个 Go 语言的测试框架，在实际项目中，需要进行单元测试的时候。却往往发现有一大堆依赖项。这时候就是 Gomock 大显身手的时候了，用于编写单元测试时模拟和测试依赖于外部服务的代码。它允许你创建模拟对象（Mock Objects），这些对象可以预设期望的行为，以便在测试时模拟外部依赖，通常使用它对代码中的那些接口类型进行mock。

原本 Go 团队提供了一个 mock 工具 https://github.com/golang/mock，但在今年放弃维护了，改用 https://github.com/uber-go/mock。

二、安装

要安装 gomock，你可以使用 Go 包管理器 go get：

go install go.uber.org/mock/mockgen@latest

三、使用

首先确保你已经安装了gomock ，并且在项目中执行了go mod tidy

3.1 指定三个参数

在使用 mockgen 生成模拟对象（Mock Objects）时，通常需要指定三个主要参数：

• source：这是你想要生成模拟对象的接口定义所在的文件路径。
• destination：这是你想要生成模拟对象代码的目标路径。
• package：这是生成代码的包名。

3.2 使用命令为接口生成 mock 实现

一旦你指定了上述参数，mockgen 就会为你提供的接口生成模拟实现。生成的模拟实现将包含一个 EXPECT 方法，用于设置预期的行为，以及一些方法实现，这些实现将返回默认值或调用真实的实现。

例如，如果你的接口定义在 ./webook/internal/service/user.go 文件中，你可以使用以下命令来生成模拟对象：

mockgen -source=./webook/internal/service/user.go -package=svcmocks destination=./webook/internal/service/mocks/user.mock.go

3.3 使用make 命令封装处理mock

在实际项目中，你可能会使用 make 命令来自动化构建过程，包括生成模拟对象。你可以创建一个 Makefile 或 make.bash 文件，并添加一个目标来处理 mockgen 的调用。例如：

# Makefile 示例
# mock 目标 ，可以直接使用 make mock命令
.PHONY: mock
# 生成模拟对象
mock:
	@mockgen -source=internal/service/user.go -package=svcmocks -destination=internal/service/mocks/user.mock.go
	@mockgen -package=redismocks -destination=internal/repository/cache/redismocks/cmdable.mock.go github.com/redis/go-redis/v9 Cmdable
	@go mod tidy

最后，只要我们执行make mock 命令，就会生成mock文件。

四、接口单元测试步骤

1. 想清楚整体逻辑
2. 定义想要（模拟）依赖项的interface（接口）
3. 使用mockgen命令对所需mock的interface生成mock文件
4. 编写单元测试的逻辑，在测试中使用mock
5. 进行单元测试的验证

三、小黄书Service层单元测试

这里我们已注册接口为例子，代码如下：

// gmock/webook/backend/internal/web/user.go
func (u *UserHandler) SignUp(ctx *gin.Context) {
	type SignUpReq struct {
		Email           string `json:"email"`
		ConfirmPassword string `json:"confirmPassword"`
		Password        string `json:"password"`
	}

	var req SignUpReq
	// Bind 方法会根据 Content-Type 来解析你的数据到 req 里面
	// 解析错了，就会直接写回一个 400 的错误
	if err := ctx.Bind(&req); err != nil {
		return
	}

	ok, err := u.emailExp.MatchString(req.Email)
	if err != nil {
		ctx.String(http.StatusOK, "系统错误")
		return
	}
	if !ok {
		ctx.String(http.StatusOK, "你的邮箱格式不对")
		return
	}
	if req.ConfirmPassword != req.Password {
		ctx.String(http.StatusOK, "两次输入的密码不一致")
		return
	}
	ok, err = u.passwordExp.MatchString(req.Password)
	if err != nil {
		// 记录日志
		ctx.String(http.StatusOK, "系统错误")
		return
	}
	if !ok {
		ctx.String(http.StatusOK, "密码必须大于8位，包含数字、特殊字符")
		return
	}

	// 调用一下 svc 的方法
	err = u.svc.SignUp(ctx, domain.User{
		Email:    req.Email,
		Password: req.Password,
	})
	if err == service.ErrUserDuplicateEmail {
		ctx.String(http.StatusOK, "邮箱冲突")
		return
	}
	if err != nil {
		ctx.String(http.StatusOK, "系统异常")
		return
	}

	ctx.String(http.StatusOK, "注册成功")
}

执行命令，生成mock文件：

mockgen -source=./webook/internal/service/user.go -package=svcmocks destination=./webook/internal/service/mocks/user.mock.go

接着我们编写单元测试，代码如下：

// gmock/webook/backend/internal/web/user_test.go
package web

import (
	"bytes"
	"context"
	"errors"
	"github.com/gin-gonic/gin"
	"github.com/stretchr/testify/assert"
	"github.com/stretchr/testify/require"
	"go.uber.org/mock/gomock"
	"golang.org/x/crypto/bcrypt"
	"net/http"
	"net/http/httptest"
	"testing"
	"webook/internal/domain"
	"webook/internal/service"
	svcmocks "webook/internal/service/mocks"
)

func TestEncrypt(t *testing.T) {
	_ = NewUserHandler(nil, nil)
	password := "hello#world123"
	encrypted, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(password), bcrypt.DefaultCost)
	if err != nil {
		t.Fatal(err)
	}
	err = bcrypt.CompareHashAndPassword(encrypted, []byte(password))
	assert.NoError(t, err)
}

func TestNil(t *testing.T) {
	testTypeAssert(nil)
}

func testTypeAssert(c any) {
	_, ok := c.(*UserClaims)
	println(ok)
}

func TestUserHandler_SignUp(t *testing.T) {
	testCases := []struct {
		name string

		mock func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService

		reqBody string

		wantCode int
		wantBody string
	}{
		{
			name: "注册成功",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				usersvc.EXPECT().SignUp(gomock.Any(), domain.User{
					Email:    "123@qq.com",
					Password: "hello#world123",
				}).Return(nil)
				// 注册成功是 return nil
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello#world123",
	"confirmPassword": "hello#world123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "注册成功",
		},
		{
			name: "参数不对，bind 失败",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				// 注册成功是 return nil
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello#world123"
`,
			wantCode: http.StatusBadRequest,
		},
		{
			name: "邮箱格式不对",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@q",
	"password": "hello#world123",
	"confirmPassword": "hello#world123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "你的邮箱格式不对",
		},
		{
			name: "两次输入密码不匹配",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello#world1234",
	"confirmPassword": "hello#world123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "两次输入的密码不一致",
		},
		{
			name: "密码格式不对",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				return usersvc
			},
			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello123",
	"confirmPassword": "hello123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "密码必须大于8位，包含数字、特殊字符",
		},
		{
			name: "邮箱冲突",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				usersvc.EXPECT().SignUp(gomock.Any(), domain.User{
					Email:    "123@qq.com",
					Password: "hello#world123",
				}).Return(service.ErrUserDuplicateEmail)
				// 注册成功是 return nil
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello#world123",
	"confirmPassword": "hello#world123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "邮箱冲突",
		},
		{
			name: "系统异常",
			mock: func(ctrl *gomock.Controller) service.UserService {
				usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)
				usersvc.EXPECT().SignUp(gomock.Any(), domain.User{
					Email:    "123@qq.com",
					Password: "hello#world123",
				}).Return(errors.New("随便一个 error"))
				// 注册成功是 return nil
				return usersvc
			},

			reqBody: `
{
	"email": "123@qq.com",
	"password": "hello#world123",
	"confirmPassword": "hello#world123"
}
`,
			wantCode: http.StatusOK,
			wantBody: "系统异常",
		},
	}

	for _, tc := range testCases {
		t.Run(tc.name, func(t *testing.T) {
			ctrl := gomock.NewController(t)
			defer ctrl.Finish()
			server := gin.Default()
			// 用不上 codeSvc
			h := NewUserHandler(tc.mock(ctrl), nil)
			h.RegisterRoutes(server)

			req, err := http.NewRequest(http.MethodPost,
				"/users/signup", bytes.NewBuffer([]byte(tc.reqBody)))
			require.NoError(t, err)
			// 数据是 JSON 格式
			req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
			// 这里你就可以继续使用 req

			resp := httptest.NewRecorder()
			// 这就是 HTTP 请求进去 GIN 框架的入口。
			// 当你这样调用的时候，GIN 就会处理这个请求
			// 响应写回到 resp 里
			server.ServeHTTP(resp, req)

			assert.Equal(t, tc.wantCode, resp.Code)
			assert.Equal(t, tc.wantBody, resp.Body.String())

		})
	}
}

func TestMock(t *testing.T) {
	ctrl := gomock.NewController(t)
	defer ctrl.Finish()

	usersvc := svcmocks.NewMockUserService(ctrl)

	usersvc.EXPECT().SignUp(gomock.Any(), gomock.Any()).
		Return(errors.New("mock error"))

	//usersvc.EXPECT().SignUp(gomock.Any(), domain.User{
	//	Email: "124@qq.com",
	//}).Return(errors.New("mock error"))

	err := usersvc.SignUp(context.Background(), domain.User{
		Email: "123@qq.com",
	})
	t.Log(err)
}

四、flags

gomock 有一些命令行标志，可以帮助你控制生成过程。这些标志通常在 gomock 工具的帮助下使用，例如 gomock generate。

mockgen 命令用来为给定一个包含要mock的接口的Go源文件，生成mock类源代码。它支持以下标志：

• -source：包含要mock的接口的文件。
• -destination：生成的源代码写入的文件。如果不设置此项，代码将打印到标准输出。
• -package：用于生成的模拟类源代码的包名。如果不设置此项包名默认在原包名前添加mock_前缀。
• -imports：在生成的源代码中使用的显式导入列表。值为foo=bar/baz形式的逗号分隔的元素列表，其中bar/baz是要导入的包，foo是要在生成的源代码中用于包的标识符。
• -aux_files：需要参考以解决的附加文件列表，例如在不同文件中定义的嵌入式接口。指定的值应为foo=bar/baz.go形式的以逗号分隔的元素列表，其中bar/baz.go是源文件，foo是-source文件使用的文件的包名。
• -build_flags：（仅反射模式）一字不差地传递标志给go build
• -mock_names：生成的模拟的自定义名称列表。这被指定为一个逗号分隔的元素列表，形式为Repository = MockSensorRepository,Endpoint=MockSensorEndpoint，其中Repository是接口名称，mockSensorrepository是所需的mock名称(mock工厂方法和mock记录器将以mock命名)。如果其中一个接口没有指定自定义名称，则将使用默认命名约定。
• -self_package：生成的代码的完整包导入路径。使用此flag的目的是通过尝试包含自己的包来防止生成代码中的循环导入。如果mock的包被设置为它的一个输入(通常是主输入)，并且输出是stdio，那么mockgen就无法检测到最终的输出包，这种情况就会发生。设置此标志将告诉 mockgen 排除哪个导入
• -copyright_file：用于将版权标头添加到生成的源代码中的版权文件
• -debug_parser：仅打印解析器结果
• -exec_only：（反射模式） 如果设置，则执行此反射程序
• -prog_only：（反射模式）只生成反射程序；将其写入标准输出并退出。
• -write_package_comment：如果为true，则写入包文档注释 (godoc)。（默认为true）

五、打桩（stub）

在测试中，打桩是一种测试术语，用于为函数或方法设置一个预设的返回值，而不是调用真实的实现。在 gomock 中，打桩通常通过设置期望的行为来实现。
例如，您可以为 myServiceMock 的 DoSomething 方法设置一个期望的行为，并返回一个特定的错误。这可以通过调用 myServiceMock.EXPECT().DoSomething().Return(error) 来实现。
在单元测试中，使用 gomock 可以帮助你更有效地模拟外部依赖，从而编写更可靠和更高效的测试。通常用来屏蔽或补齐业务逻辑中的关键代码方便进行单元测试。

屏蔽：不想在单元测试用引入数据库连接等重资源

补齐：依赖的上下游函数或方法还未实现

gomock支持针对参数、返回值、调用次数、调用顺序等进行打桩操作。

参数

参数相关的用法有：

• gomock.Eq(value)：表示一个等价于value值的参数
• gomock.Not(value)：表示一个非value值的参数
• gomock.Any()：表示任意值的参数
• gomock.Nil()：表示空值的参数
• SetArg(n, value)：设置第n（从0开始）个参数的值，通常用于指针参数或切片

六、总结

6.1 测试用例定义

测试用例定义，最完整的情况下应该包含：

• 名字：简明扼要说清楚你测试的场景，建议用中文。
• 预期输入：也就是作为你方法的输入。如果测试的是定义在类型上的方法，那么也可以包含类型实例。
• 预期输出：你的方法执行完毕之后，预期返回的数据。如果方法是定义在类型上的方法，那么也可以包含执行之后的实例的状态。
• mock：每一个测试需要使用到的mock状态。单元测试里面常见，集成测试一般没有。
• 数据准备：每一个测试用例需要的数据。集成测试里常见。
• 数据清理：每一个测试用例在执行完毕之后，需要执行一些数据清理动作。集成测试里常见。

如果你要测试的方法很简单，那么你用不上全部字段。

6.2 设计测试用例

测试用例定义和运行测试用例都是很模板化的东西。测试用例就是要根据具体的方法来设计。

• 如果是单元测试：看代码，最起码做到分支覆盖。
• 如果是集成测试：至少测完业务层面的主要正常流程和主要异常流程。

单元测试覆盖率做到80%以上，在这个要求之下，只有极少数的异常分支没有测试。其它测试就不是我们研发要考虑的了，让测试团队去搞。

6.3 执行测试用例代码

测试用例定义出来之后，怎么执行这些用例，就已经呼之欲出了。

这里分成几个部分：

• 初始化 mock 控制器，每个测试用例都有独立的 mock 控制器。
• 使用控制器 ctrl 调用 tc.mock，拿到 mock 的 UserService 和 CodeService。
• 使用 mock 的服务初始化 UserHandler，并且注册路由。
• 构造 HTTP 请求和响应 Recorder。
• 发起调用 ServeHTTP。

6.4 运行测试用例

测试里面的testCases是一个匿名结构体的切片，所以运行的时候就是直接遍历。

那么针对每一个测试用例：

• 首先调用mock部分，或者执行before。
• 执行测试的方法。
• 比较预期结果。
• 调用after方法。

注意运行的时候，先调用了t.Run，并且传入了测试用例的名字。

6.5 不是所有的场景都很好测试

即便你的代码写得非常好，但是有一些场景基本上不可能测试到。如图中的error分支，就是属于很难测试的。

因为bcrypt包你控制不住，Generate这个方法只有在超时的时候才会返回error。那么你不测试也是可以的，代码review可以确保这边正确处理了error。

记住：没有测试到的代码，一定要认真review。

小黄书单元测试代码：https://github.com/tao-xiaoxin/demo/tree/main/gotest/gmock/webook/backend

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