霸王餐接口单元测试：Testcontainers启动Redis/MongoDB多容器联动

霸王餐接口单元测试：Testcontainers启动Redis/MongoDB多容器联动

背景：为什么要在单元测试里跑真Redis/MongoDB

霸王餐核心接口重度依赖Redis分布式锁与MongoDB账单，Mock返存后曾出现“锁超时但测试通过”的生产事故。团队引入Testcontainers，在JUnit5生命周期内拉取官方镜像，启动真实容器，测试结束自动清理，既保留Mock速度，又拿到与生产一致的语义。整套方案本地&CI零配置，平均单条测试耗时1.3s，比Embedded Redis节省40%内存，同时覆盖Lua脚本、事务、TTL、二级索引等特性。

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依赖与版本：Spring Boot 3.2 + JUnit5 + Testcontainers 1.19

<dependency>
    <groupId>org.testcontainers</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>1.19.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.testcontainers</groupId>
    <artifactId>mongodb</artifactId>
    <version>1.19.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.redis</groupId>
    <artifactId>testcontainers-redis</artifactId>
    <version>2.0.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

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全局容器管理：一个测试类生命周期内复用

package juwatech.cn.bwc.test.config;

import org.testcontainers.containers.MongoDBContainer;
import org.testcontainers.containers.GenericContainer;
import org.testcontainers.junit.jupiter.Container;
import org.testcontainers.junit.jupiter.Testcontainers;
import org.testcontainers.utility.DockerImageName;

@Testcontainers
public abstract class AbstractContainerBase {

    static final MongoDBContainer MONGO;
    static final GenericContainer<?> REDIS;

    static {
        MONGO = new MongoDBContainer(DockerImageName.parse("mongo:6"))
                .withReuse(true);          // 配合~/.testcontainers.properties开启重用
        REDIS = new GenericContainer<>(DockerImageName.parse("redis:7-alpine"))
                .withExposedPorts(6379)
                .withReuse(true);
        MONGO.start();
        REDIS.start();
    }

    static String mongoUri() {
        return MONGO.getConnectionString();
    }

    static String redisUri() {
        return "redis://" + REDIS.getHost() + ":" + REDIS.getMappedPort(6379);
    }
}

@Testcontainers注解会在JUnit5扩展里自动监听容器生命周期，测试并行执行时也能保证单例。

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动态属性注入：Spring Boot测试环境零配置

@TestConfiguration
public class ContainerPropertyOverride implements ApplicationContextInitializer<ConfigurableApplicationContext> {

    @Override
    public void initialize(ConfigurableApplicationContext ctx) {
        TestPropertySourceUtils.addInlinedPropertiesToEnvironment(ctx,
                "spring.data.mongodb.uri=" + AbstractContainerBase.mongoUri(),
                "spring.redis.url=" + AbstractContainerBase.redisUri()
        );
    }
}

在测试类头加@ContextConfiguration(initializers = ContainerPropertyOverride.class)，应用层代码零感知，本地&CI共用同一套application.yml。

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典型场景测试：分布式锁+账单写入联动

@DataMongoTest
@AutoConfigureWebMvc
@ContextConfiguration(initializers = ContainerPropertyOverride.class)
class OrderBillLockIT extends AbstractContainerBase {

    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redis;

    @Test
    @DisplayName("同一订单并发请求仅写入一次账单")
    void concurrentCreateShouldLock() throws Exception {
        String orderNo = "OC" + System.nanoTime();
        int threads = 10;

        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(threads);
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threads);
        AtomicInteger success = new AtomicInteger(0);

        for (int i = 0; i < threads; i++) {
            pool.submit(() -> {
                try {
                    OrderDTO dto = orderService.create(orderNo, 123L);
                    if (dto != null) success.incrementAndGet();
                } finally {
                    latch.countDown();
                }
            });
        }
        latch.await();
        pool.shutdown();

        assertThat(success.get()).isEqualTo(1);
        // 账单仅一条
        assertThat(orderService.countBillByOrderNo(orderNo)).isOne();
        // 锁已释放
        assertThat(redis.opsForValue().get("lock:" + orderNo)).isNull();
    }
}

OrderService内使用Redis Lua脚本原子抢锁，成功后在MongoDB插入账单；测试用10线程并发，验证锁语义与数据一致性。

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Lua脚本测试：保证EVALSHA与宕机重放一致

@Test
void luaLockShouldExpire() {
    String key = "testLock";
    String uuid = UUID.fastUUID().toString();
    Boolean ok = redis.execute(RedisScript.of(
            "if redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1],'NX','PX',ARGV[2]) then return 1 else return 0 end",
            Boolean.class), List.of(key), uuid, 1000);

    assertThat(ok).isTrue();
    Awaitility.await().timeout(Duration.ofMillis(1100))
             .untilAsserted(() -> assertThat(redis.hasKey(key)).isFalse());
}

Testcontainers Redis与生产版本一致，Lua语法、TTL语义均可验证。

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MongoDB二级索引：容器初始化即创建

@TestConfiguration
public class MongoIndexCreator {

    @Autowired
    private MongoTemplate mongo;

    @PostConstruct
    public void initIndex() {
        mongo.indexOps(OrderBill.class)
             .ensureIndex(new Index().on("orderNo", Sort.Direction.ASC).unique());
        mongo.indexOps(OrderBill.class)
             .ensureIndex(new Index().on("createdTime", Sort.Direction.DESC));
    }
}

测试跑之前索引已就绪，避免“本地快、CI慢”的隐式全表扫描。

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数据清理：@Transactional Mongo+Redis双回滚

MongoDB使用@DataMongoTest自带事务模板；Redis借助RedisTemplate.exec()在@AfterEach回滚KEY：

@AfterEach
void tearDown() {
    mongo.getDb().drop();
    redis.execute((RedisCallback<Object>) con -> {
        con.flushDb();
        return null;
    });
}

每条测试结束即回归白纸，并行执行无交叉污染。

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CI并行优化：JUnit5并行+Testcontainers重用

.github/workflows/test.yml

- name: Unit Test
  run: ./mvnw test -Dspring.test.context.cache.maxSize=32 -Djunit.jupiter.execution.parallel.enabled=true -Djunit.jupiter.execution.parallel.mode.default=concurrent

并在~/.testcontainers.properties打开testcontainers.reuse.enable=true，二次运行耗时由50s降至12s。

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异常模拟：Redis宕机容器秒级重启

@Test
void shouldFallbackWhenRedisDown() {
    REDIS.close();                     // 手动停止
    assertThatCode(() -> orderService.create("O123", 123L))
            .doesNotThrowAnyException();
}

测试结束Testcontainers JUnit扩展自动重新创建容器，后续用例无感恢复。

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本地开发：Testcontainers Desktop一键调试

安装Testcontainers Desktop后，可在IDE直接Attach容器，使用MongoDB Compass或RedisInsight查看数据，方便断点调试复杂聚合。

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性能数据

• 单测平均耗时：1.3s（含容器启动）
• 并行200条测试：12s
• 内存峰值：1.8GB（比Embedded Redis+Flapd Mongo省40%）
• 覆盖率：行级87%，分支79%，生产零事故

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