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什么是单元测试

单元测试(unit testing),是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。单元就是人为规定的最小的被测功能模块。单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动,软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。

在php里边,最小单元可以指一个函数、或者类,需要验证的就是每个函数,每个类的功能与我们预想的一致。

单元测试有什么意义

  • 可以减少一些细节错误的发生,比如应该报错的情况没有报错,入参、结果是否与需求对应上等。
  • 便于日后修改维护,实际工作中存在不少情况是做出了一版功能,但是上线后需要对里边的细节进行调整,有单元测试的话改起来会更加放心,并且完善单元测试的过程也是进一步理解需求的过程。
  • 更容易发现平时无法走到的异常分支,而这个分支的处理逻辑可能人工测试需要经历很多步骤才能走到,省时间

最近在工作中也尝试着为开发中的功能写单元测试,切实意识到了单元测试的好处,需求里边有一个比较复杂的时间推算逻辑,最开始自认为各种情况考虑周全然后劈里啪啦写完,不过运行了事先写好的单元测试之后,依旧发现了几个隐藏比较深问题(再自信也得过一遍测试啊)。
修复问题后提测的过程中遇到了需求变更,不少关键代码需要改动,正常这种情况自测的话会很费劲,因为需要数据库找各种各样情况的数据去跑接口,然后数据对不上改完还得重新跑接口自测。但是这次先把单元测试规定正确后,放心大胆的按照自己的想法改造代码,经历了 改代码 > 跑测试 > 改代码 > 跑测试的循环后,快速交付了需求。

单元测试的一些概念

之前也接触过php、python、JS之类的语言,对这些语言的单元测试也有一定了解,下边先看一下单元测试中通用的一些概念。

断言

想要更加细致的了解断言的话,这里推荐一篇博客:https://www.jianshu.com/p/9b8c88deed6a
在软件测试特别是在单元测试时,必用的一个功能就是“断言”(Assert),顾名思义,编写程序时,常会做出一定的假设,那断言就是用来捕获假设的异常。
下边举个栗子:
一个简单的函数 add() 拥有两个参数,功能是返回两个参数的和,当我需要验证这个函数的正确性的时候就需要模拟两个入参并 判断函数的返回值是否为两个入参之和,判断返回值是否准确这个过程即为断言。

function add($a, $b)
{
    return $a + $b;
}

基境

每一个单元测试方法都是一个独立的个体,每次单元测试完毕,需要将数据恢复到正确的状态中,不至于被其他测试方法给影响。
在phpunit中,给出的 TestCase 基类即有两个方法,setUpsetDown 分别用于为每个单元测试创建测试对象和清理测试对象

数据供给器

对同一类情况进行测试,通常可以用数据供给器传入不同入参和相应的预期返回值。
测试方法可以接受任意参数。这些参数由数据供给器方法提供。在phpunit中使用 @dataProvider 标注来指定使用哪个数据供给器方法。

php如何集成单元测试

PHP的单元测试依赖一个测试框架:phpunit(官方文档:https://phpunit.readthedocs.io/zh_CN/latest/index.html

如何安装

可以通过phar的方式安装

$  wget https://phar.phpunit.de/phpunit-7.0.phar
$  chmod +x phpunit-7.0.phar
$  sudo mv phpunit-7.0.phar /usr/local/bin/phpunit
$  phpunit --version

也可以通过 composer 进行统一管理

$ composer require phpunit/phpunit

composer.json 中会出现如下依赖

{
    "require": {
        "phpunit/phpunit": "^7.5"
    }
}

并且会出现 vendor/bin/phpunit 文件,直接运行即可

如何编写单元测试

所有类需要继承 PHPUnit\Framework\TestCasesetUp 函数用于初始化测试对象,setDown 函数用于清理测试对象,更多规范
更具体写法可以查看底部的 举个栗子

phpunit常用断言方法

更多断言方法详见 phpunit 官方文档,基本都能顾名思义。

断言函数 作用 示例
assertEquals(\$except, \$value) 断言相等 $this->assertEquals(2, 1 + 1)
assertEmpty($value) 断言为空 $this->assertEmpty([])
assertNotEmpty($value) 断言不为空 $this->assertNotEmpty([1, 2, 3])
assertTrue($value) 断言为真 $this->assertTrue(1 === 1)
assertFalse($value) 断言为假 $this->assertFalse(1 === ‘1’)
expectException(\Exception $e) 断言本次测试会出现特定异常 $this->expectException(\Exception::class); throw new \Exception(‘测试’, 1002);
expectExceptionCode($code) 断言异常状态码 $this->expectExceptionCode(1002); throw new \Exception(‘测试’, 1002);
expectExceptionMessage($msg) 断言异常信息 $this->expectExceptionMessage(‘测试’); throw new \Exception(‘测试’, 1002);
expectOutputString($msg) 断言输出 $this->expectOutputString(‘Hello’);echo “Hello”;
getActualOutput() 获取实际输出

如何运行单元测试

# 运行全部测试
phpunit
# 运行某个分组的单元测试
phpunit --group GroupA
# 运行指定测试类的所有测试用例
phpunit tests/xxxxTest.php
# 运行所有测试类中满足filter条件的方法
phpunit --filter xxxFunc
# 运行某个测试类中满足filter条件的

phpunit.xml 是什么

phpunit.xml 是一个XML格式的配置文件,能够配置单元测试中的一些默认行为,比如环境变量、启动文件、日志记录等,官方文档如下https://phpunit.readthedocs.io/zh_CN/latest/configuration.html
一个样例配置如下所示:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--phpunit标签是配置中的核心,这里配置了启动文件 "./tests/bootstrap.php"-->
<phpunit backupGlobals="false"
         backupStaticAttributes="false"
         bootstrap="./tests/bootstrap.php"
         colors="true"
         convertErrorsToExceptions="true"
         convertNoticesToExceptions="true"
         convertWarningsToExceptions="true"
         processIsolation="false"
         stopOnFailure="false">
    <!--测试套件:非常多的测试用例放在一起即可成为测试套件,执行时会扫描包含的所有 *Test.php文件-->
    <testsuites>
        <testsuite name="Unit">
            <directory suffix="Test.php">./tests/Unit</directory>
        </testsuite>
    </testsuites>
    <filter>
        <!--这里配置了白名单,只有这里边的代码会被统计覆盖率-->
        <whitelist processUncoveredFilesFromWhitelist="true">
            <directory suffix=".php">./app/library</directory>
            <directory suffix=".php">./app/models</directory>
        </whitelist>
    </filter>
    <!--这里配置了PHP的环境变量-->
    <php>
        <server name="APP_ENV" value="product"/>
        <server name="BCRYPT_ROUNDS" value="4"/>
        <server name="CACHE_DRIVER" value="array"/>
        <server name="MAIL_DRIVER" value="array"/>
        <server name="QUEUE_CONNECTION" value="sync"/>
        <server name="SESSION_DRIVER" value="array"/>
    </php>
    <!--这里是日志记录,把覆盖率信息保存到 ./tests/codeCoverage-->
    <logging>
        <log type="coverage-html" target="./tests/codeCoverage"/>
    </logging>
</phpunit>

如何查看代码覆盖率

执行 phpunit 之后,根据 <logging> 中的配置,会自动生成代码覆盖率信息至 ./tests/codeCoverage/,打开其中 index.html 即可查看覆盖率信息。

举个栗子

以一个简单的斐波拉契数列计算函数为例

斐波那契数列由0和1开始,之后的斐波那契系数就是由之前的两数相加而得出。

输入输出分析

根据函数特点,我们可以通过验证已知情况和特殊情况的方式去验证,经过分析结果如下

正常输入的已知情况:

入参 预期返回 描述
0 0 规则
1 1 规则
2 1 0 + 1 = 1
3 2 1 + 1 = 2
4 3 1 + 2 = 3
5 5 2 + 3 = 5
6 8 3 + 5 = 8
12 144 55 + 89 = 144

异常输入的情况处理

处理为0,或者抛出异常均可

入参 预期返回 描述
-1 0 非正常输入处理为0
0 非正常输入处理为0
1.1 0 非正常输入处理为0
‘文字’ 0 非正常输入处理为0

编写测试类

tests/FunctionTest.php

use PHPUnit\Framework\TestCase;
class FunctionsTest extends TestCase
{
    /**
     * @dataProvider fibon_normal_provider
     * @param $input
     * @param $except
     */
    public function test_fibon_normal($input, $except)
    {
        $this->assertEquals($except, fibon($input));
    }

    public function fibon_normal_provider()
    {
        return [
            [0, 0],
            [1, 1],
            [2, 1],
            [3, 2],
            [4, 3],
            [5, 5],
            [6, 8],
            [12, 144],
        ];
    }

    /**
     * @dataProvider fibon_error_provider
     * @param $input
     * @param $except
     */
    public function test_fibon_error($input, $except)
    {
        $this->assertEquals($except, fibon($input));
    }

    public function fibon_error_provider()
    {
        return [
            [-1, 0],
            [1.1, 0],
            ['', 0],
            ['文字', 0],
        ];
    }
}

函数功能实现

(PS:此法效率很差,约莫是O(n^2)的复杂度,仅用于此处演示)
functions.php

function fibon($a)
{
    if (!is_int($a)) {
        return 0;
    }
    if ($a <= 0) {
        return 0;
    } elseif ($a == 1) {
        return 1;
    } else {
        return fibon($a - 1) + fibon($a - 2);
    }
}

运行结果

vagrant@homestead:~/code/bmtrip/platoReceivable$ phpunit tests/FunctionsTest.php --filter test_fibon
PHPUnit 7.5.14 by Sebastian Bergmann and contributors.

............                                                      12 / 12 (100%)

Time: 5.77 seconds, Memory: 26.00 MB

OK (12 tests, 12 assertions)

Generating code coverage report in HTML format ... done

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