测试-慢服务快速测试：为何应选用已验证的模拟对象-优快云博客

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慢服务快速测试：为何应选用已验证的模拟对象

假设你的代码需要与某些缓慢或昂贵的外部服务交互 —— 比如 Twitter API。到了编写测试时，你将面临一个两难的选择：

一方面，直接与真实 API 交互会使测试变得缓慢、难以执行且不稳定。
另一方面，如果使用虚假或模拟的测试替身，你如何确保代码在现实世界中真正有效？毕竟，假的就是假的。你的代码并未与真实对象进行交互。

您追求的是正确性与速度：确信测试通过后代码能在生产环境中运行，同时拥有一个快速且稳健的测试套件。

解决方案是一种特殊的测试替身：经过验证的假对象。与常规测试替身不同，后者是用任意对象替换真实对象，而经过验证的假对象则需证明其行为与真实对象完全一致。

在本文中，我将探讨：

测试替身的简要介绍。
如何编写一个已验证的假对象，及其独特之处。
已验证假对象的局限性及其适用场景。

使用测试替身进行测试

在探讨验证假对象之前，我们先简要了解为何测试替身如此有用。假设你有一个想要测试的 MessageService 类，它依赖于 TwitterClient。

MessageService → TwitterClient

你可以这样编写测试：

Tests → MessageService → TwitterClient

但这样一来，你的测试最终会与真实的 Twitter API 进行交互。因此，你转而创建一个 FakeTwitterClient，并在测试中使用它：

Tests → MessageService → FakeTwitterClient

现在，您的测试无需与 Twitter API 交互即可验证 MessageService 的功能。

唯一的问题是：你在假设 TwitterClient 和 FakeTwitterClient 的行为相同，却没有任何证据支持这一点。确实，像 Python 中的 mock 库这样的工具让这一点变得稍微容易些，但充其量它们只能确保你匹配了函数签名。

它们并不验证任何关于行为的内容。

从模拟对象到验证过的模拟对象

为了让 FakeTwitterClient 成为一个可信的验证假体，你需要编写一套额外的测试，这套测试需同时针对 TwitterClient 和 FakeTwitterClient 运行。这些测试旨在验证你期望两种实现都应遵循的某种契约或接口。

对两种实现运行相同的测试，确保两个版本的行为一致：

TwitterContractTests → TwitterClient

TwitterContractTests → FakeTwitterClient

一个详细的示例

假设 TwitterClient 是这样的：

class TwitterClient(object):
    """A client for the Twitter API."""
    def tweet(self, message):
        """Tweet a message for the user."""
        # ... implementation ...
        
    def list_tweets(self):
        """Return a list of the user's tweets."""
        # ... implementation ...

该客户端提供了一种行为保证，某种形式的契约：如果一条消息被发布，它将会出现在推文列表中。你可以将这个契约编码成一个测试：

def test_tweet_listed(client):
    "A tweeted messages shows up in the list of messages."
    message = generate_random_message()
    client.tweet(message)
    assert message in client.list_tweets()

您希望 FakeTwitterClient 能提供相同的保证，以便您可以放心地将其作为 TwitterClient 的直接替代品使用。因此，您实现了一个 FakeTwitterClient，它遵循这一契约：

class FakeTwitterClient(object):
    """A fake client."""
    def __init__(self):
        self.messages = []

    def tweet(self, message):
        """Tweet a message for the user."""
        self.messages.append(message)

    def list_tweets(self):
        """Return a list of the user's tweets."""
        return self.messages

关键点在于：你需要运行‘test_tweet_listed‘两次，一次针对真实客户端，另一次针对模拟客户端，以确保两者行为一致。

针对 FakeTwitterClient 运行的 test_tweet_listed 版本，仅是一个快速的内存测试，因此任何人都可以在任何地方运行它。

针对真实客户端运行的版本需采用真实的 Twitter 登录（可能为某种测试账户）。这意味着其运行速度会较慢，且不适宜开发者频繁使用。因此，TwitterClient 的合约验证测试可配置为仅在 CI 服务器上每晚执行一次，或在相关代码变更时运行。

一旦你让 test_tweet_listed 针对两个类运行，你就有了 TwitterClient 和 FakeTwitterClient 行为一致的保证。这意味着你可以确信，即使 MessageService 的测试依赖于 FakeTwitterClient 而非真实服务，这些测试也是有效的。