VisualStudio中的单元测试

1. VisualStuio中的测试资源管理器、CodeLens和ReSharper

上一篇文章重温了《单元测试的艺术》里提到的单元测试的技术及原则。这篇文章实践使用VisualStudio 2019进行单元测试。

在VisualStudio中通常都会使用“测试资源管理器”进行单元测试。

Professional和Enterprise版本可以使用CodeLens,这大大方便了测试的运行与调试。

但CodeLens的图标常常刷不出来,一些第三方插件(如ReSharper)会更好用。

2. Live Unit Test

VisualStudio可以使用Live Unit Test(实时单元测试),这个功能需要Enterprise版本。

Live Unit Testing 是 Visual Studio 2017 中引入的一种技术。 进行代码更改时,它会自动执行单元测试。

实时单元测试:

  • 让你更有信心地对代码进行重构和更改。 Live Unit Testing 在编辑代码时自动执行所有受影响的测试,确保所做更改不会中断测试。
  • 指示单元测试是否充分覆盖代码,并显示未被单元测试覆盖的代码。 Live Unit Testing 以图形方式实时描绘代码覆盖率,以便一眼就能看到每行代码覆盖的测试数,目和未被任何单元测试覆盖的行。

Live Unit Testing是个很好的功能,唯一的障碍是,如果解决方案中包含了集成测试会导致Live Unit Testing响应变慢。解决方案是创建一个不包含集成测试项目的解决方案,或者在解决方案资源管理器中右键单击想要排除的每个测试项目,然后依次选择“实时测试” > “排除”,这样Live Unit Test就不会对这些项目进行测试。

3. 代码覆盖率

还是Enterprise版本的功能,Visual Studio的代码覆盖率工具可以很直观地查看到单元测试的代码覆盖率。

4. Microsoft Fakes

微软有他自己的隔离框架Microsoft Fakes(在公司名称后面加Fakes,这命名真是超烂)。不过Fakes不怎么建议使用。

Fakes有两种风格:

  • Stub(存根) 将类替换为可实现同一接口的小型替代项。
  • Shim(填充码) 在运行时修改应用的编译代码,这样就可以运行测试提供的垫片代码,而不用执行指定的方法调用。 填充码可用于替换对无法修改的程序集(如 .NET 程序集)的调用。

一般原则是,为在 Visual Studio 解决方案中进行的调用使用存根,并为对其他引用的程序集的调用使用填充码。 这是因为在你自己的解决方案中,通过按照存根要求的方式定义接口来分离组件是一个很好的做法。 但是,外部程序集(如 System.dll)通常没有单独的接口定义,因此必须改用填充码。

其他需要注意的事项还有:

  • 性能。 填充码运行较慢,因为它们在运行时会重新编写你的代码。 存根没有这项性能开销,与虚方法运行的速度一样快。
  • 静态方法和密封类型方法。 你只能使用存根实现接口。 因此,存根类型不能用于静态方法、非虚方法、密封虚方法、密封类型中的方法,等等。
  • 内部类型。 存根和填充码都可用于可通过程序集特性 InternalsVisibleToAttribute 访问的内部类型。
  • 私有方法。 如果方法签名中的所有类型都是可见的,则填充码可替换对私有方法的调用。 存根只能替换可见方法。
  • 接口和抽象方法。 存根提供了可用于测试的接口和抽象方法的实现。 填充码无法检测接口和抽象方法,因为它们没有方法体。

但是由于不建议使用Fakes,所以基本上都会用NSub创建伪对象,Fakes的价值在于Shim,它有些别的隔离框架没有的独特功能。

下面已LogAn项目为例讲解Fakes的用法。首先在单元测试的引用列表右键选中LogAn项目,选择“添加 Fakes 程序集”,然后重新生成方案,这时候可见到项目中多了LogAn.Fakes的引用,以及多了一些Fakes的文件。

使用Stub的单元测试代码如下:

ICalculator calculator = new Fakes.StubICalculator
{
    AddInt32Int32 = (arg1, arg2) => 3
};

Assert.AreEqual(calculator.Add(1, 2), 3);

重温一下NSub的相同功能:

_calculator = Substitute.For<ICalculator>();
_calculator.Add(1, 2).Returns(3);
Assert.AreEqual(_calculator.Add(1, 2), 3);

和NSub不同,Fakes提供的功能少了很多,不仅如此,每次更改项目都可能要重新添加Fakes引用(至少我在编译服务器上的项目老是因为Fakes出错)。所以一般不建议使用Fakes做Stub的功能。但是官方文档中外部程序集(如 System.dll)通常没有单独的接口定义,因此必须改用填充码 这句话却没有错,反正System.dll之类的第三方程序集又不可能经常改变,所以也没有需要重新添加Fakes程序集这个烦恼。下面介绍一下Shim的使用。

假设有一个类:

public static class Y2KChecker
{
    public static void Check()
    {
        if (DateTime.Now == new DateTime(2000, 1, 1))
            throw new ApplicationException("y2kbug!");
    }
}

由于它依赖于DateTime.Now,而假设我们没办法更改这段代码,为了对它进行单元测试我们必须使用Shim破除对DateTime.Now的依赖。首先选中System引用并右键选择添加Fake程序集,然后在测试代码的ShimsContext中插入Shim:

using (ShimsContext.Create())
{
    // Arrange:
    System.Fakes.ShimDateTime.NowGet = () => new DateTime(2000, 1, 1);

    // Act and Assert::
    Assert.ThrowsException<ApplicationException>(Y2KChecker.Check);
}

如上面代码所示,Shim可以伪造DateTime.Now的值,这对单元测试提供了极大的方便。

5. 结语

虽然Fakes中的Stub不好用,但Shim还是挺有趣的,我建可以同时使用NSub和Fakes里的Shim。善用VisualStudio的各种工具可以大大提升单元测试的效率,不过基本上这些工具都只在Enterprise版本中提供。

有趣的是MSTest自己也没有用Fakes,很多时候都是用moq。(例如PlatformServiceProviderTests.cs)

另外VisualStudio还有一些有趣的工具辅助单元测试,例如walterlv的这篇博客(不再为命名而苦恼!使用 MSTestEnhancer 单元测试扩展,写契约就够了)介绍了一种更直观的单元测试编写方式,不放试一试:

6. 参考

测试工具 - Visual Studio Microsoft Docs

单元测试 - Visual Studio Microsoft Docs

用 Microsoft Fakes 隔离测试代码 - Visual Studio Microsoft Docs

了解如何使用实时单元测试测试代码 - Visual Studio Microsoft Docs

代码覆盖率测试 - Visual Studio Microsoft Docs

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