Borderless Gaming单元测试实践：如何为ProcessExtensions编写测试用例
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/bo/Borderless-Gaming 1. 单元测试概述
单元测试（Unit Testing）是软件开发中的一种测试方法，用于验证单个代码单元（如类、方法）的功能是否符合预期。在Borderless Gaming项目中，对ProcessExtensions类编写高质量的单元测试，可以确保进程扩展功能的稳定性和可靠性，减少后续维护成本。
1.1 为什么选择ProcessExtensions作为测试目标
ProcessExtensions类位于BorderlessGaming.Logic/Extensions目录下，提供了进程相关的扩展方法，包括获取进程父ID等核心功能。这些功能直接影响游戏窗口管理的准确性，因此需要严格的单元测试保障。
1.2 测试环境准备
在开始编写测试前，请确保已安装以下工具：
- xUnit - .NET平台流行的单元测试框架
- Moq - 用于模拟依赖对象
- FluentAssertions - 提供更自然的断言语法
通过NuGet安装所需包：
Install-Package xunit -Version 2.4.2
Install-Package xunit.runner.visualstudio -Version 2.4.5
Install-Package Moq -Version 4.18.4
Install-Package FluentAssertions -Version 6.12.0
2. ProcessExtensions类分析
2.1 类结构概览
ProcessExtensions是一个静态类，包含以下关键成员：
| 方法名 | 访问级别 | 描述 |
|---|---|---|
| FindIndexedProcessName | private static | 根据进程ID查找带索引的进程名 |
| FindPidFromIndexedProcessName | private static | 根据带索引的进程名查找父进程ID |
| Parent | public static | 扩展方法，获取进程的父进程 |
2.2 核心逻辑流程图
3. 测试用例设计
3.1 测试策略
针对ProcessExtensions类，我们采用以下测试策略：
- 方法覆盖：确保所有public和private方法都有对应的测试用例
- 边界条件：测试进程不存在、权限不足等异常情况
- 依赖隔离：使用Moq模拟
Process和PerformanceCounter等系统依赖
3.2 测试用例矩阵
| 测试场景 | 输入 | 预期输出 | 测试方法 |
|---|---|---|---|
| 正常进程获取父进程 | 有效进程ID | 父进程对象不为null | Test_Parent_WithValidProcessId |
| 不存在进程获取父进程 | 无效进程ID | 抛出ArgumentException | Test_Parent_WithInvalidProcessId |
| 同名多进程区分 | 多个同名进程 | 返回正确索引的进程名 | Test_FindIndexedProcessName_MultipleInstances |
| PerformanceCounter异常处理 | 性能计数器不可用 | 优雅处理异常 | Test_Parent_PerformanceCounterException |
4. 测试实现
4.1 测试项目结构
在Borderless Gaming解决方案中添加测试项目：
BorderlessGaming/
├── BorderlessGaming.sln
├── BorderlessGaming.Logic/
├── BorderlessGaming/
└── BorderlessGaming.Tests/ // 新增测试项目
├── Extensions/
│ └── ProcessExtensionsTests.cs
└── BorderlessGaming.Tests.csproj
4.2 测试代码实现
using System;
using System.Diagnostics;
using BorderlessGaming.Logic.Extensions;
using Moq;
using Xunit;
using FluentAssertions;
using System.Diagnostics.PerformanceData;
namespace BorderlessGaming.Tests.Extensions
{
public class ProcessExtensionsTests
{
private readonly Mock<Process> _mockProcess;
public ProcessExtensionsTests()
{
_mockProcess = new Mock<Process>();
_mockProcess.SetupGet(p => p.Id).Returns(1234);
_mockProcess.SetupGet(p => p.ProcessName).Returns("BorderlessGaming");
}
[Fact]
public void Parent_WithValidProcess_ReturnsParentProcess()
{
// Arrange
var testProcess = Process.GetCurrentProcess();
// Act
var parentProcess = testProcess.Parent();
// Assert
parentProcess.Should().NotBeNull();
parentProcess.Id.Should().BeGreaterThan(0);
}
[Fact]
public void FindIndexedProcessName_WithMultipleInstances_ReturnsIndexedName()
{
// Arrange
var testProcess = Process.GetCurrentProcess();
// Act
// 使用反射调用私有方法
var method = typeof(ProcessExtensions).GetMethod("FindIndexedProcessName",
System.Reflection.BindingFlags.NonPublic | System.Reflection.BindingFlags.Static);
var result = method.Invoke(null, new object[] { testProcess.Id });
// Assert
result.Should().BeOfType<string>();
result.As<string>().Should().StartWith(testProcess.ProcessName);
}
[Fact]
public void Parent_WithInvalidProcessId_ThrowsException()
{
// Arrange
var invalidProcessId = -1;
// Act
Action act = () => Process.GetProcessById(invalidProcessId).Parent();
// Assert
act.Should().Throw<ArgumentException>()
.WithMessage("Process ID is invalid");
}
[Fact(Skip = "需要在无权限环境下测试")]
public void Parent_WithoutPerformanceCounterAccess_HandlesExceptionGracefully()
{
// Arrange
var restrictedProcess = new Mock<Process>();
restrictedProcess.SetupGet(p => p.Id).Returns(9999);
restrictedProcess.SetupGet(p => p.ProcessName).Returns("RestrictedProcess");
// Act
Action act = () => restrictedProcess.Object.Parent();
// Assert
act.Should().NotThrow<UnauthorizedAccessException>();
act.Should().NotThrow<System.ComponentModel.Win32Exception>();
}
}
}
4.3 依赖模拟技巧
对于PerformanceCounter的模拟，可以使用以下方法隔离系统依赖：
private Mock<PerformanceCounter> CreateMockPerformanceCounter(string category, string counter, string instance, float returnValue)
{
var mockCounter = new Mock<PerformanceCounter>(category, counter, instance);
mockCounter.Setup(c => c.NextValue()).Returns(returnValue);
return mockCounter;
}
5. 测试执行与结果分析
5.1 运行测试命令
在项目根目录执行以下命令运行测试：
dotnet test BorderlessGaming.Tests/BorderlessGaming.Tests.csproj --logger "console;verbosity=detailed"
5.2 测试覆盖率报告
使用Coverlet生成覆盖率报告：
dotnet test /p:CollectCoverage=true /p:CoverletOutputFormat=lcov /p:CoverletOutput=./coverage/
预期覆盖率目标：
- 方法覆盖率：100%
- 分支覆盖率：≥90%
- 行覆盖率：≥95%
5.3 常见测试问题及解决方案
| 问题 | 解决方案 |
|---|---|
| PerformanceCounter权限不足 | 在测试项目app.config中添加性能计数器访问权限 |
| 进程ID动态变化 | 使用当前进程ID进行测试或模拟进程对象 |
| 多线程环境测试不稳定 | 添加适当的线程等待或使用同步机制 |
6. 持续集成集成
将单元测试集成到CI流程中，在BorderlessGaming.sln解决方案中添加以下步骤：
# .github/workflows/ci.yml
steps:
- name: Run tests
run: dotnet test --configuration Release --collect:"XPlat Code Coverage"
- name: Publish coverage
uses: codecov/codecov-action@v3
with:
file: ./BorderlessGaming.Tests/TestResults/**/coverage.cobertura.xml
7. 最佳实践总结
7.1 单元测试编写原则
- 单一职责：每个测试方法只测试一个功能点
- 独立性：测试用例之间互不依赖
- 可重复性：相同输入应始终产生相同结果
- 清晰性：测试名称应明确表达测试意图
7.2 ProcessExtensions测试要点
- 使用反射测试私有方法时，注意方法签名变更风险
- 涉及系统API的测试应添加适当的异常处理
- 多进程环境测试需考虑进程名索引的正确性
- 性能计数器相关测试应在不同系统环境中验证
7.3 未来改进方向
- 添加更多异常场景测试
- 实现属性注入以替换静态依赖
- 使用代码生成工具自动创建基础测试用例
- 增加性能测试验证方法执行效率
8. 附录：测试工具安装指南
8.1 本地开发环境设置
# 克隆仓库
git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/bo/Borderless-Gaming
# 进入测试项目目录
cd Borderless-Gaming/BorderlessGaming.Tests
# 安装测试依赖
dotnet restore
# 运行测试
dotnet test
8.2 测试配置文件示例
<!-- BorderlessGaming.Tests/app.config -->
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="EnablePerformanceCounterTesting" value="true" />
<add key="TestProcessName" value="BorderlessGaming" />
</appSettings>
</configuration>
通过以上单元测试实践，我们可以确保ProcessExtensions类的可靠性，为Borderless Gaming项目提供更稳定的进程管理功能。高质量的单元测试不仅能够捕获潜在缺陷，还能提高代码可读性和可维护性，是开源项目持续发展的重要保障。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
