Go Study Day09 - 单元测试

Go语言中的测试依赖go test命令

go test命令是一个按照一定约定和组织的测试代码的驱动程序。在包目录内，所有以_test.go为后缀名的源代码文件都是go test测试的一部分，不会被go build编译到最终的可执行文件中。一般来说，如果你的文件名为user.go测试文件的名为user_test.go

在*_test.go文件中有三种类型的函数，单元测试函数、基准测试函数和示例函数。

类型	格式	作用
测试函数	函数名前缀为Test	测试程序的一些逻辑行为是否正确
基准函数	函数名前缀为Benchmark	测试函数的性能
示例函数	函数名前缀为Example	为文档提供示例文档

go test命令会遍历所有的*_test.go文件中符合上述命名规则的函数，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。

测试函数

测试函数的格式

每个测试函数必须导入testing包，测试函数的基本格式（签名）如下：

func TestName(t *testing.T){
    // ...
}

测试函数的名字必须以Test开头，可选的后缀名必须以大写字母开头，举几个例子：

func TestAdd(t *testing.T){ ... }
func TestSum(t *testing.T){ ... }
func TestLog(t *testing.T){ ... }

测试函数示例

• 定义业务逻辑

  // split/split.go
  
  package split
  
  import "strings"
  
  // split package with a single split function.
  
  // Split slices s into all substrings separated by sep and
  // returns a slice of the substrings between those separators.
  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
  }
  

• 定义spilt_test.go

  // split/split_test.go
  
  package split
  
  import (
  	"reflect"
  	"testing"
  )
  
  func TestSplit(t *testing.T) { // 测试函数名必须以Test开头，必须接收一个*testing.T类型参数
  	got := Split("a:b:c", ":")         // 程序输出的结果
  	want := []string{"a", "b", "c"}    // 期望的结果
  	if !reflect.DeepEqual(want, got) { // 因为slice不能比较直接，借助反射包中的方法比较
  		t.Errorf("expected:%v, got:%v", want, got) // 测试失败输出错误提示
  	}
  }
  

• 执行test

  go test // 执行测试
  go test -v // 显示详细信息
  go test -v -run="spilt" // -run后跟正则表达式，对匹配到的测试函数测试
  go test -v -run="spilt" utest/spilt // 如果有多个包，指定包名，utest为项目名，spilt为项目的package
  

子测试

t.Run执行子测试，适合对多个测试用例测试，区分每个测试用例

func TestSplit(t *testing.T) {
	type test struct { // 定义test结构体
		input string
		sep   string
		want  []string
	}
	tests := map[string]test{ // 测试用例使用map存储
		"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"}},
	}
	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)
			}
		})
	}
}

此时我们再执行go test命令就能够看到更清晰的输出内容了：

split $ go test -v
=== RUN   TestSplit
=== RUN   TestSplit/leading_sep
=== RUN   TestSplit/simple
=== RUN   TestSplit/wrong_sep
=== RUN   TestSplit/more_sep
--- FAIL: TestSplit (0.00s)
    --- FAIL: TestSplit/leading_sep (0.00s)
        split_test.go:83: expected:[]string{"河有", "又有河"}, got:[]string{"", "河有", "又有河"}
    --- PASS: TestSplit/simple (0.00s)
    --- PASS: TestSplit/wrong_sep (0.00s)
    --- PASS: TestSplit/more_sep (0.00s)
FAIL
exit status 1
FAIL    github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split       0.006s

• 执行某一个子测试用例

go test -v -run=Split/simple只会运行simple对应的子测试用例

测试覆盖率

go test -cover来查看测试覆盖率。例如：

split $ go test -cover
PASS
coverage: 100.0% of statements
ok      github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split       0.005s

基准测试

基准测试就是在一定的工作负载之下检测程序性能的一种方法。基准测试的基本格式如下：

func BenchmarkName(b *testing.B){
    // ...
}

基准测试示例

我们为split包中的Split函数编写基准测试如下：

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

准测试并不会默认执行，需要增加-bench参数，所以我们通过执行go test -bench=Split命令执行基准测试，输出结果如下：

split $ go test -bench=Split
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split
BenchmarkSplit-8        10000000               203 ns/op
PASS
ok      github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split       2.255s

其中BenchmarkSplit-8表示对Split函数进行基准测试，数字8表示GOMAXPROCS的值，这个对于并发基准测试很重要。10000000和203ns/op表示每次调用Split函数耗时203ns，这个结果是10000000次调用的平均值。

我们还可以为基准测试添加-benchmem参数，来获得内存分配的统计数据。

split $ go test -bench=Split -benchmem
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split
BenchmarkSplit-8        10000000               215 ns/op             112 B/op          3 allocs/op
PASS
ok      github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split       2.394s

其中，112 B/op表示每次操作内存分配了112字节，3 allocs/op则表示每次操作进行了3次内存分配。 我们将我们的Split函数优化如下：

func Split(s, sep string) (result []string) {
	result = make([]string, 0, strings.Count(s, sep)+1)
	i := strings.Index(s, sep)
	for i > -1 {
		result = append(result, s[:i])
		s = s[i+len(sep):] // 这里使用len(sep)获取sep的长度
		i = strings.Index(s, sep)
	}
	result = append(result, s)
	return
}

这一次我们提前使用make函数将result初始化为一个容量足够大的切片，而不再像之前一样通过调用append函数来追加。我们来看一下这个改进会带来多大的性能提升：

split $ go test -bench=Split -benchmem
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split
BenchmarkSplit-8        10000000               127 ns/op              48 B/op          1 allocs/op
PASS
ok      github.com/Q1mi/studygo/code_demo/test_demo/split       1.423s

这个使用make函数提前分配内存的改动，减少了2/3的内存分配次数，并且减少了一半的内存分配。

性能比较

// fib.go

// 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)
}

测试函数

// fib_test.go

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) }

测试

go test -bench=.  // 测试全部
go test -bench=Fib40 -benchtime=20s  // 制定测试函数及时间

重置时间

b.ResetTimer之前的处理不会放到执行时间里，也不会输出到报告中，所以可以在之前做一些不计划作为测试报告的操作。例如：

func BenchmarkSplit(b *testing.B) {
	time.Sleep(5 * time.Second) // 假设需要做一些耗时的无关操作
	b.ResetTimer()              // 重置计时器
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		Split("沙河有沙又有河", "沙")
	}

参考

• [1] 李文周的博客 (opens new window)