OpenIM 单元测试设计

这一节主要介绍 OpenIM 的单元测试设计,单元测试比较简单,所以侧重于设计和技巧,下一节主要是讲 e2e 设计,e2e 侧重于设计和实现,框架选型

单元测试是软件开发中非常关键的一部分,它帮助开发者确保代码的每个小部分(单元)都能按预期工作。单元测试通常对函数、方法或类进行测试。对于 OpenIM 这样的即时通讯工具,单元测试的设计非常重要,因为它需要确保消息传递、用户状态管理等核心功能的稳定性和可靠性。

这里我需要交代一个背景知识,那就是单元测试里的“单元”是什么?

如果你问不同的开发人员,可能会得到非常不一样的答案。在过程语言里,比如 C、脚本语言,单元应该就是一个函数,单元测试就是调用这个函数,验证它的输出。而面向对象语言,C++ 或者 Java,单元是一个 Prod

Kubernetes 的测试设计

Kubernetes测试文档提供了项目中使用的测试策略的全面概述。它涵盖了不同类型的测试,如单元测试,集成测试和端到端(E2E)测试。以下是对每种方法的简要描述:

  • 单元测试:这些测试针对最小的代码单元运行,以验证单个函数或API调用。他们经常使用mock对象来模拟Kubernetes API交互。
  • 集成测试:这些测试验证多个组件是否按预期一起工作。他们可以测试Kubernetes API行为,而不需要完整的集群设置,从而在范围和速度之间实现平衡。
  • 端到端测试:E2E测试从头到尾模拟真实的用户场景。它们对于确保整个应用程序按预期工作至关重要。

注意,如何理解集成测试,集成测试处于单元测试和端到端测试的中间。

单元测试也可以测试外部依赖,我们在前面讲过可以 Mock 外部依赖,如果我把 Database、MessageBus 都 Mock 了,那不就也可以做单元测试了么?

你能想到这一层,说明你已经关注概念背后真正的事情了。是的,如果所有的外部服务都 Mock 了,集成测试就变成了单元测试,往另外一个方向,如果所有的外部服务都是真实的,集成测试又变成了端到端的测试。集成测试就是处在单元测试和端到端测试中间的一个状态。

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目录结构:

  • conformance:包含扫描 e2e 测试源代码以获取一致性测试声明的工具。
  • e2e:端到端测试相关包。
  • framework:提供用于使用 Ginkgo 构建和运行 E2E 测试的帮助程序代码。
  • Framework/config:简化配置选项的声明。
  • Framework/ginkgowrapper:包装 Ginkgo 的 Fail 和 Skip 函数,以对结构化数据进行恐慌。
  • network:包括 Kubernetes 网络的端到端测试。
  • storage:包含卷测试,包括 configmap 测试。
  • Upgrades:提供一个框架来测试跨不同类型升级的 Kubernetes 功能。
  • e2e_node:包含特定于节点的端到端测试。

E2E 的目录结构如下:

test/e2e/
├── common/                  # 通用测试,这些测试用例可以在各种环境中运行
├── framework/               # 端到端测试的框架代码,包含测试用例的辅助函数和结构
├── network/                 # 网络相关的端到端测试
├── node/                    # 针对节点相关特性的测试
├── storage/                 # 存储相关的测试
├── kubectl/                 # kubectl 命令行工具的测试
├── scalability/             # 测试集群的伸缩性
├── upgrade/                 # 集群升级相关的测试
└── ...                      # 其他特定类型的测试目录

Base

单元测试设计技巧:

  1. 使用 Table-Driven Tests: Go语言非常适合编写表格驱动的测试,这样可以用不同的输入和预期输出来测试同一段代码的不同场景。
  2. 测试边界条件: 确保测试涵盖各种边界条件,如空输入、极大或极小的数值、非预期类型的输入等。
  3. 模拟依赖: 使用像 GoMock 或 Testify 等库来模拟外部依赖,这样可以测试代码单元而不依赖于外部系统。
  4. 并行测试: 利用 Go 语言的并发特性来同时运行多个测试,缩班测试执行时间。
  5. 覆盖率检查: 使用 go test -cover 来检查代码覆盖率,确保测试尽可能多的代码路径。
  6. 基准测试: 对于性能关键代码,使用 testing 包提供的基准测试功能来检测性能。
  7. 错误处理测试: 确保测试了错误路径,不仅是正常路径。要检查是否正确处理了预期的错误。
  8. 代码质量工具: 使用 linters 和静态分析工具来帮助发现潜在的问题。
  9. 持续集成 (CI): 集成到 CI/CD 流程中,确保每次提交都运行测试,并且测试失败时拦截构建。

单元测试案例设计:

对于 OpenIM,测试案例应涉及以下几个方面:

  1. 消息传递: 测试消息能否正确发送和接收,包括不同类型的消息(如文本、图片等)。
  2. 用户管理: 测试用户的创建、更新、删除功能。
  3. 群组管理: 测试群组的创建、更新、删除,以及成员管理功能。
  4. 认证和授权: 测试用户认证和访问控制功能。
  5. 连接管理: 测试长连接的维护、心跳处理以及重连策略。
  6. 数据持久化: 测试数据库交互是否正确,包括数据的CRUD操作。
  7. 错误处理: 确保系统能够恰当地处理和反馈错误情况。

示例测试案例(Table-Driven Test):

func TestSendMessage(t *testing.T) {
    cases := []struct {
        name      string
        message   Message
        wantErr   bool
    }{
        {"EmptyMessage", Message{}, true},
        {"ValidTextMessage", Message{Type: "text", Content: "Hello, world"}, false},
        // 更多测试案例...
    }

    for _, c := range cases {
        t.Run(c.name, func(t *testing.T) {
            err := SendMessage(c.message)
            if (err != nil) != c.wantErr {
                t.Errorf("SendMessage(%v) returned error: %v, wantErr %v", c.message, err, c.wantErr)
            }
        })
    }
}