React全家桶与前端单元测试艺术｜洞见

TL;DR——什么是好的单元测试？

其实我是个标题党，单元测试根本没有“艺术”可言。

好的单元测试来自于好的代码，如果说有艺术，那也是代码的艺术。

注：以下“测试”一词，如非特指均为单元测试。

单元测试的好坏在于“单元”而不在“测试”。如果一个系统毫无单元可言，那就没法进行单元测试，几乎只能用Selenium做大量的E2E测试，其成本和稳定性可想而知。科学的单元划分可以让你摆脱mock，减少依赖，提高并行度，不依赖实现/易重构，提高测试对业务的覆盖率，以及易学易用，大幅减少测试代码。

最好的单元是返回简单数据结构的函数：函数是最基本的抽象，可大可小，不需要mock，只依靠传参。简单数据结构可以判等。 最好的测试工具是Assert.Equal这种的：只是判等。判等容易，判断发生了什么很难。你可以看到后面对于DOM和异步操作这些和副作用相关的例子都靠判等测试。把作用幂等于数据，拿到数据就一定发生作用，然后再测数据，是一个基本思路。

以上是你以前学习测试第一天就会的内容，所以不存在门槛。

为什么不谈TDD？

首先，TDD肯定是有价值的（价值大小不论）。反对TDD的原因一般比较明显，对于TDD是否带来正收益不确定（动机不足）。 某些项目质量要求很高，预算宽绰，TDD势在必行。某些项目比较紧急，或者并非关键或无长期维护计划，TDD理由就不充分。

为什么谈测试？

因为测试难。

第一难学，第二难写。写测试是个挺困难的活，要在测试里正确重演业务要费好大劲，只能靠反复练习。虽然这些测试在某些项目中是值得的，但是可能并不适合其他某些项目的基本情况。

测试难，就代表训练成本高，生产成本也高，收益就下降。要提高采用TDD的动机，与其说服别人，不如从简化测试开始。

（图片来自：http://t.cn/Rpw9WKg）

为什么谈前端测试？

一般项目都是后端测试覆盖率高，同时后端套路也比较固定。测RESTful API粒度足够大，可以很好地避开实现并且覆盖业务。同时RESTful API一般也正好对应Web框架的Action handler，在这里同时它粒度也足够小，刚好可以直接调用而不启动真的Web server，使得测试最大程度并行化。所以这样测试收益总是最高的，争议很小。

前端不说套路不固定，测不测都有待商榷。因为前端流派不统一，资源不规则，边界也不清晰，有渲染又有点业务，有导航有请求，很多团队不测试/测Model/测Component/测E2E，五花八门。 但得益于JavaScript本身，前端测试其实是可以非常高效的。

下面你可以看到各种极简极快的测试工具和测试方式，并且它们完全可以贯穿开发始终，而非仅给Hello World体量项目准备的，你可以在很大的全家桶项目中完全机械地套用这些方法。(机械也是极限的一部分，你不应该在使用工具过程中面临太多抉择，而应当专注于将业务翻译成测试)。

为什么谈React全家桶？

前端从每周刷新一个框架，稳定到了Angular, React, Vue3个主流框架并存的阶段。网络中争论这三个框架盖的楼已经可以绕太阳系了。根据盖的各种大楼看来，现在哪个更优秀还没个定论。不过具体到单元测试方面，得益于Virtual DOM本身和模块化设计(不然全家桶白叫了)，React全家桶明显更优秀些。

测试工具

我们本篇中的测试有三个目标：学得快，写得快，跑得快。

（图片来自：http://t.cn/RpwCke3）

平台上Selenium, Phantom, Chrome, 包括Karma都比较重，最好的测试框架就是直接跑在node上的。本着极限编程的原则，我们将测试本身和测试环境尽可能简化，以达到加快测试速度，最终反馈到开发速度的目的。

我们使用AVA进行测试，它非常简洁，速度非常快，和mocha不同，它默认会启动多线程并发测试。因此我们的测试必须减少共享状态来提高并发能力，不然就会出现意想不到的错误。安装和运行：

yarn add ava
ava --watch

这样可以运行并watch测试。改变代码测试结果会立刻改变，你也可以看到友善的错误信息，以及expected和actual之间的diff。写下第一段测试：

import test from 'ava'

test(t => {
  t.is(1 + 1, 2)
})

除了is方法以外，我们还会用到deepEqual和true方法。好，你现在已经完全会用AVA了。其他的功能我们完全不关心。

Redux测试 (Model测试)

Redux就是用一堆Reducer函数来reduce所有事件用来做全局Store的状态机(FSM)。用源码本身介绍它甚至比用上一小段文字介绍还快：

const createStore = reducer => {
  let state, listeners = []

  const dispatch = action => {
    state = reducer(state, action)
    listeners.forEach(listeners => listeners())
  }

  return {
    getState() { return state },
    subscribe(listener) {
      listeners.push(listener)
      return () => { listeners = listeners.filter(l => l !== listener)}
    },
    dispatch,
  }
}

这是一个简化版的代码，去掉了抛错等等细节，但功能是完整的。把你自己写的reducer扔进去，然后可以发事件来使其更新，你还可以订阅它来拿状态。有点像Event Sourcing，以消息而非调用来处理逻辑，更新和订阅的逻辑不在一起(事件是写模型，各种view就是多个读模型)。

reducer几乎包括了我们所有前端业务的核心，测好它就测了大半。它们全都是(State, Action) => nextState形式的纯函数，无异步操作，用swtich case来模拟模式匹配来处理事件。比如用喜闻乐见的简陋版的栈停车场举例：

export const parkingLot = (state = [], action) => {
  switch (action.type) {
    case 'parkingLot/PARK':
      return [action.car, ...state]
    case 'parkingLot/PICK':
      const [_, ...rest] = state
      return rest
    default: return state
  }
}

Reducer是这么用的：

const store = createStore(parkingLot)
store.subscribe(() => renderMyView(store.getState()))
store.dispatch({ type: 'parkingLot/PARK' })

好，现在你又理解了Redux。那我们可以看看怎么测试上面的parkingLot reducer了：

test('parking lot', t => {
  const initial = parkingLot(undefined, {})
  t.deepEqual(initial, [], 'should be empty when init')

  const parked = parkingLot(initial, { type: 'parkingLot/PARK', car: 'Tesla Model S' })
  t.deepEqual(parked, ['Tesla Model S'], 'should park Model S in lot')

  const picked = parkingLot(parked, { type: 'parkingLot/PICK' })
  t.deepEqual(picked, [], 'should remove the car')
})

它就是你第一天学测试就会写的那种测试。这些测试不受任何上下文影响，是幂等的。试着把那几个const声明的state挪到任何地方，你都可以发现测试还是正确的，这和我们平常小心翼翼分离各个测试case，并用beforeEach和afterEach重置截然不同。

（图片来自：http://t.cn/RpwS3AK）

测试Reducer是非常机械的，你不需要问自己“我到底应该测哪些东西”，只需要机械地测试初始state和每个switch case就好了。(小秘密：redux-devtools写完实现，在浏览器里打开，反过来还可以自动生成各种框架的测试代码，粘贴回来就行了。推荐不写测试的项目尝试下，反正白送的测试……而且跟你写的没两样)

随着业务变得复杂，当state树变大时，我们可以将reducer结构继续往下抽，并继续传递事件，函数没有this，重构起来比普通OO要简单得多，就不赘述了。这时候测试还是完全一样的，这种树形结构保证了我们能最大限度地覆盖一个bounded context—也就是root reducer。

另外更好的方式是用t.is(断言引用相同)而非t.deepEqual。但是JavaScript对象本身是可变的，引入immutable.js可以让你只用t.is测试，不过immutable的API有点别扭，不展开了。

组件测试 (View测试)

React是一个View library，它干的活就是DOM domain里的两个事：渲染和捕获事件。我们在这里依然从简，只用stateless component这个子集，虽然在用到生命周期方法的时候需要用一下class，但绝大多数时候应该只用stateless component。

它以Virtual DOM的形式封装了恶心的浏览器基础设施，让我们以函数和数据结构来描述组件，所以和大部分框架不同，我们的测试依然可以在node上并行运行。如果用Karma + Chrome真正地渲染测试，你会发现共享一个浏览器实例的测试非常慢，几乎无法watch测试，因此我们的TDD cycle就会变得不那么流畅了。

最基本的就是state => UI这种纯函数组件：

const Greeter = ({ name }) => <p>Greetings {name}!</p>

使用的时候就像HTML一样传递attribute就可以了。

render(<Greeter name="React"/>, document.body)

最简单的测试还是判等，我们用一个叫jsx-test-helpers的库来帮我们渲染：

import { renderJSX, JSX } from 'jsx-test-helpers'

const Paragraph = ({ children }) => <p>{children}</p>
const Greeter = ({ name }) => <Paragraph>Greetings {name}!</Paragraph>

test('Greeter', t => {
  t.is(renderJSX(<Greeter name="React"/>), 
       JSX(<Paragraph>Greetings React!</Paragraph>), 
       'should render greeting text with name')
})

这里我多加了一层叫做Paragraph的组件，它的作用仅仅是传递给p标签，children这个prop表示XML标签传进来的子元素。多加这层Paragraph是为了展示renderJSX只向下渲染了一层，而非最终需要渲染的p标签。这样我们在View上的测试粒度就会变得更小，成本更低，速度更快。

（图片来自：http://t.cn/RpwYskG）

View不像业务本身那么稳定，细粒度低成本的快速测试更划算些，这也是为什么我们的View都只是接受参数渲染，这样你只用测很少的case就能保证View可以正确渲染。假如你的FSM Model有M种可能性，View显示的逻辑有N种，如果将两个集成在一起测试可能就需要M×N种Path，如果分开测就有M+N种。View和Model的边界清晰时，你的Model测试不容易被更困难的View测试干扰，View测试也减少了混沌程度，需要测试的情形就减少了。

我们的组件不应该只有渲染，还有事件，比如我们封装个TextField组件：

const TextField = ({ label, onChange }) => <label>
  {label}
  <input type="text" onChange={onChange} />
</label>

当然我们还可以判等，只要onChange函数引用相同就好了。

test('TextField', t => {
  const onChange = () => {}
  const actual = renderJSX(<TextField label="Email" onChange={onChange} />)
  const expected = JSX(<label>
    Email
    <input type="text" onChange={onChange}/>
  </label>)
  t.is(actual, expected)
})

当然有时候你的组件更复杂些，测试时并不关心组件是不是完全按你想要的样子渲染，可能你想像jQuery一样选择什么，触发什么。这样可以用更主流的enzyme来测试：

import {shallow} from 'enzyme'
import sinon from 'sinon'

test('TextField with enzyme', t => {
  const onChange = sinon.spy()
  const wrapper = shallow(<TextField label="Email" onChange={onChange} />)
  t.true(wrapper.contains(<label>Email</label>), 'should render label')

  const event = { target: { value: 'foo@bar.com' } }
  wrapper.find('input').simulate('change', event)
  t.true(onChange.calledWith(event))
})

这里用的shallow顾名思义，也是向下渲染一层。此外我们还用了spy，这样测试就变得有点复杂了，丢掉了我们之前声明式的优雅，所以组件还是小一点、一下测完比较好。

还不够快？Facebook就觉得不够快，他们觉得View测试成本比较浪费，干脆搞了个Snapshot测试——意思就是照个像，只断言它不变。下次谁改了别的地方不小心影响到这里，就会挂掉，如果无意的就修好，如果有意的话和git一样commit一下就修好了：

import render from 'react-test-renderer'

test('Greeter', t => {
  const tree = render.create(<Greeter name="React"/>).toJSON()
  t.snapshot(tree, 'should not change')
})

当你修改Greeter的时候，测试就会挂掉，这时候运行：

ava --update-snapshots

就好了。Facebook自家的Jest对snapshot的支持更好，当snapshot不匹配时按个y/n就完事了，够快了吧。要有更快的可能就是不测了……

小结

这节里我们展示了3种测试View的不同方式，它们都比传统框架更简单更快速。我们的思路还是以判等为主，但不同于Model，粒度越大越好。View测试粒度越小越好，足够小、足够幂等之后，其实不用测试你也可以发现组件总是按照预期工作。相比之下MVVM天然有一种让View和Model粒度拟合的倾向，很容易让测试变得既难测又缺乏价值。

异步Effect测试

这算个续集……异步操作不复杂的项目可以无视这段，可以选择性不测。

React先解决了恶心的DOM问题，把Model的问题留下了。然后Redux把同步逻辑解决了，其实前端还留下异步操作的大问题没有解决。这种类似Unix“只做一件事”的哲学是React全家桶的根基。我们用一个叫做Redux-saga的库来展现全家桶的异步测试怎么写，Redux模仿的目标是Elm architecture，但是简化掉了Elm的作用模型，只保留了同步模型，Redux-saga其实就是把Elm的作用模型又拿回来了。

Saga是一种worker模式，很早之前在Java社区就存在了。Redux-saga抽象出来多种通用的作用比如call / takeEvery等等，然后有了这些作用，我们又可以愉快地判等了。比如：

import { takeEvery, put, call, fork, cancel } from 'redux-saga/effects'

function *account() {
  yield call(takeEvery, 'login/REQUESTED', login)
}
function *login({ name, password }) {
  try {
    const { token } = yield call(fetch, '/login', { method: 'POST', body: { name, password } })
    yield put({ type: 'login/SUCCEEDED', token })
  }
  catch (error) {
    yield put ({ type: 'login/FAILED', error })
  }
}

这段代码乍看起来很丑，这是因为它把程序里所有异步操作全都集中在自己身上了。其他部分都可以开心地发同步事件了，此外有了Saga之后Redux终于有了“用事件触发事件”的机制了，只用redux，应用复杂到一定程度你一定会想这个问题的。

这是个最普通的API处理saga，一个account worker看到每个'login/REQUESTED'就会forward给login worker(takeEvery)，让它继续管下面的事。然后login worker拿到消息就会去发请求(call)，之后傻傻地等着回复，或者是出错。最后它会发出和结果相关的事件。用这个方式你可以轻松解决疯狂难度的异步问题。

test('account saga', t => {
  const gen = account()
  t.deepEqual(gen.next().value, call(takeEvery, 'login/REQUESTED', login))
})

test('login saga', t => {
  const gen = login({ name: 'John', password: 'super-secret-123'})

  const request = gen.next().value
  t.deepEqual(request, call(fetch, '/login', { method: 'POST', body: { name: 'John', password: 'super-secret-123'} }))
  const response = gen.next({ token: 'non-human-readable-token' }).value
  t.deepEqual(response, put({ type: 'login/SUCCEEDED', token: 'non-human-readable-token' }))
  const failure = gen.throw('You code just exploded!').value
  t.deepEqual(failure, put({ type: 'login/FAILED', error: 'You code just exploded!'}))
})

你看我们的测试连异步操作都还可以无耻地判等。call就是以某些参数调用某个函数，put就是发事件。

可以试着把fetch覆盖成空函数，你可以发现实际上副作用根本没发生，“fetch到底是个啥”对测试一点影响都没有。你可能发现了，其实saga就是用数据结构表示作用，而不着急执行，在这里又走回幂等的老路了。这和React Virtual DOM的思路异曲同工。

结语

首先是文章开头提到的TL;DR的内容。函数是个好东西，测函数不等同“测1+1=2”这种没营养的单元，函数是可以包含很大上下文的。这种输入输出的模型既简单又有效。

我们消灭了mock，减少了依赖，并发了测试，加快了速度，降低了门槛，减少了测试路径等等。如果你的React项目原来在TDD的边缘摇摆不定，现在是时候入一发这种唯快不破了。

全家桶让Model/View/Async这三者之间的边界变得清晰，任由业务变更，它们之间的职责是不会互相替代的，这样你测它们的时候才更容易。后端之所以测试稳定是因为有API。所以想让前端好测也是一样的思路。

文中好多次提到“幂等”这个概念，幂等可以让你减少测试的case，写代码更有底气。抛开测试不谈，代码幂等的地方越多，程序越可控可预期。其实仔细思考一下我们的实际项目，大部分业务都是非常确定的，并没有什么随机因素。为什么最后还是会出现很多随机现象呢？

声明优于命令，描述发生什么、想要什么比亲自指导具体步骤好。

消息机制优于调用机制。Smalltalk > Simula。其实RESTful API一定程度上也是消息。简单的对象直接互相作用是完全没问题的，人作为复杂对象主要通过语言媒介来交流，听到内容思考其中的含义，而不是靠肢体接触，或者像连体婴儿那样共享器官。所以才有一句俗语叫“你的对象都想成长为Actor”。

从View的几种测试里我们也可以看到，测试并不是只有测或者不测这两种选择，我们老提测试金字塔，意思是测试可多可少，不同层级的测试保持正金字塔形状比较健康，像今天我们说的就可以大幅加宽你测试金字塔的底座。所以你的项目有可能测试过少，也可能测试过度，所以时间可以动态调整。

没用全家桶的项目可以把“大Model小View”的思想拿走，这样更容易于专注价值。尽量抽出Model层，不要把逻辑写在VM里，看那样似省事，行数在测试里都还回来了。