从单元测试中思考依赖反转的重要性
前几天某个服务 ut 失败，导致别人无法构建。查看下源代码以及 ut case, 发现槽点蛮多，分享下如何修复，写单测要注意的一些点，由此引出设计模式中的概念依赖反转、依赖注入、控制反转
失败 case
func toSeconds(in int64) int64 {
if in > time.Now().Unix() {
nanosecondSource := time.Unix(0, in)
if dateIsSane(nanosecondSource) {
return nanosecondSource.Unix()
}
millisecondSource := time.Unix(0, in*int64(time.Millisecond))
if dateIsSane(millisecondSource) {
return millisecondSource.Unix()
}
// default to now rather than sending something stupid
return time.Now().Unix()
}
return in
}
func dateIsSane(in time.Time) bool {
return (in.Year() >= (time.Now().Year()-1) &&
in.Year() <= (time.Now().Year()+1))
}
函数 toSeconds 接收一个时间参数，可能是秒、毫秒和其它时间，经过判断后返回秒值
......
{
desc: "less than now",
args: 1459101327,
expect: 1459101327,
},
{
desc: "great than year",
args: now.UnixNano()/6000*6000 + 7.55424e+17,
expect: now.Unix(),
},
......
上面是 test case table, 最后报错 great than year 断言失败了。简单的看下实现逻辑就能发现，函数是想修正到秒值，但假如刚好 go gc STW 100ms, 就会导致 expect 与实际结果不符
如何从根本上修复问题呢？要么修改函数签名，外层传入 time.Now()
func toSeconds(in int64, now time.Time) int64 {
......
}
要么将 time.Now 函数定义成当前包内变量，写单测时修改 now 变量
var now = time.Now
func toSeconds(in int64) int64 {
if in > now().Unix() {
......
}
以上两种方式都比较常见，本质在于单测 ut 不应该依赖于当前系统环境，比如 mysql, redis, 时间等等，应该仅依赖于输入参数，同时函数执行多次结果应该一致。去年遇到过 CI 机器换了，新机器没有 redis/mysql, 导致一堆 ut failed, 这就是不合格的写法
如果依赖环境的资源，那么就变成了集成测试。如果进一步再依赖业务的状态机，那么就变成了回归测试，可以说是层层递进的关系。只有做好代码的单测，才能进一步确保其它测试正常。同时也不要神话单测，过份追求 100% 覆盖
依赖注入
刚才我们非常自然的引入了设计模式中，非常重要的 依赖注入 Dependenccy injection 概念
func toSeconds(in int64, now time.Time) int64
简单的讲，toSeconds 函数调用系统时间 time.Now, 我们把依赖以参数的形式传给 toSeconds 就是注入依赖，定义就这么简单
关注 DI, 设计模式中抽像出来四个角色：
service我们所被依赖的对像client依赖 service 的角色interface定义 client 如何使用 service 的接口injector注入器角色，用于构造 service, 并将之传给 client
我们来看一下面像对像的例子，Hero 需要有武器，NewHero 是英雄的构造方法
type Hero struct {
name string
weapon Weapon
}
func NewHero(name string) *Hero {
return &sHero{
name: name,
weapon: NewGun(),
}
}
这里面问题很多，比如换个武器 AK 可不可以呢？当然行。但是 NewHero 构造时依赖了 NewGun, 我们需要把武器在外层初始化好，然后传入
type Hero struct {
name string
weapon Weapon
}
func NewHero(name string, wea Weapon) *Hero {
return &Hero{
name: name,
weapon: wea,
}
}
func main(){
wea:= NewGun();
myhero = NewHero("killer47", wea)
}
在这个 case 里面，Hero 就是上面提到的 client 角色，Weapon 就是 service 角色，injector 是谁呢？是 main 函数，其实也是码农
这个例子还有问题，原因在于武器不应该是具体实例，而应该是接口，即上面提到的 interface 角色
type Weapon interface {
Attack(damage int)
}
也就是说我们的武器要设计成接口 Weapon, 方法只有一个 Attack 攻击并附带伤害。但是到现在还不是理想的，比如说我没有武器的时候，就不能攻击人了嘛？当然能，还有双手啊，所以有时我们要用 Option 实现默认依赖
type Weapon interface {
Attack(damage int)
}
type Hero struct {
name string
weapon Weapon
}
func NewHero(name string, opts ...Option) *Hero {
h := &Hero{
name: name,
}
for _, option := range options {
option(i)
}
if h.weapon == nil {
h.weapon = NewFist()
}
return h
}
type Option func(*Hero)
func WithWeapon(w Weapon) Option {
return func(i *Hero) {
i.weapon = w
}
}
func main() {
wea := NewGun()
myhero = NewHero("killer47", WithWeapon(wea))
}
上面就是一个生产环境中，比较理想的方案，看不明白的可以运行代码试着理解下
第三方框架
刚才提到的例子比较简单，injector 由码农自己搞就行了。但是很多时候，依赖的对像不只一个，可能很多，还有交叉依赖，这时候就需要第三方框架来支持了
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd">
<bean id="service" class="ExampleService">
</bean>
<bean id="client" class="Client">
<constructor-arg value="service" />
</bean>
</beans>
Java 党写配置文件，用注解来实现。对于 go 来讲，可以使用 wire, https://github.com/google/wire
// +build wireinject
package main
import (
"github.com/google/wire"
"wire-example2/internal/config"
"wire-example2/internal/db"
)
func InitApp() (*App, error) {
panic(wire.Build(config.Provider, db.Provider, NewApp)) // 调用wire.Build方法传入所有的依赖对象以及构建最终对象的函数得到目标对象
}
类似上面一样，定义 wire.go 文件，然后写上 +build wireinject 注释，调用 wire 后会自动生成 injector 代码
//go:generate go run github.com/google/wire/cmd/wire
//+build !wireinject
package main
import (
"wire-example2/internal/config"
"wire-example2/internal/db"
)
// Injectors from wire.go:
func InitApp() (*App, error) {
configConfig, err := config.New()
if err != nil {
return nil, err
}
sqlDB, err := db.New(configConfig)
if err != nil {
return nil, err
}
app := NewApp(sqlDB)
return app, nil
}
我司有项目在用，感兴趣的可以看看官方文档，对于构建大型项目很有帮助
依赖反转 DIP 原则
我们还经常听说一个概念，就是依赖反转 dependency inversion principle, 他有两个最重要的原则：
- High-level modules should not depend on low-level modules. Both should depend on abstractions (e.g., interfaces).
- Abstractions should not depend on details. Details (concrete implementations) should depend on abstractions.
高层模块不应该依赖低层模块，需要用接口进行抽像。抽像不应该依赖于具体实现，具体实现应该依赖于抽像，结合上面的 Hero&Weapon 案例应该很清楚了
那我们学习 DI、DIP 这些设计模式目的是什么呢？使我们程序各个模块之间变得松耦合，底层实现改动不影响顶层模块代码实现，提高模块化程度，增加括展性
但是也要有个度，服务每个都做个 interface 抽像一个模块是否可行呢？当然不，基于这么多年的工程实践，我这里面有个准则分享给大家：易变的模块需要做出抽像、跨 rpc 调用的需要做出抽像
控制反转 IOC 思想
本质上依赖注入是控制反转 IOC 的具体一个实现。在传统编程中，表达程序目的的代码调用库来处理通用任务，但在控制反转中，是框架调用了自定义或特定任务的代码，Java 党玩的比较多
推荐大家看一下 coolshell 分享的 undo 例子。比如我们有一个 set 想实现 undo 撤回功能
type IntSet struct {
data map[int]bool
}
func NewIntSet() IntSet {
return IntSet{make(map[int]bool)}
}
func (set *IntSet) Add(x int) {
set.data[x] = true
}
func (set *IntSet) Delete(x int) {
delete(set.data, x)
}
func (set *IntSet) Contains(x int) bool {
return set.data[x]
}
这是一个 IntSet 集合，拥有三个函数 Add, Delete, Contains, 现在需要添加 undo 功能
type UndoableIntSet struct { // Poor style
IntSet // Embedding (delegation)
functions []func()
}
func NewUndoableIntSet() UndoableIntSet {
return UndoableIntSet{NewIntSet(), nil}
}
func (set *UndoableIntSet) Add(x int) { // Override
if !set.Contains(x) {
set.data[x] = true
set.functions = append(set.functions, func() { set.Delete(x) })
} else {
set.functions = append(set.functions, nil)
}
}
func (set *UndoableIntSet) Delete(x int) { // Override
if set.Contains(x) {
delete(set.data, x)
set.functions = append(set.functions, func() { set.Add(x) })
} else {
set.functions = append(set.functions, nil)
}
}
func (set *UndoableIntSet) Undo() error {
if len(set.functions) == 0 {
return errors.New("No functions to undo")
}
index := len(set.functions) - 1
if function := set.functions[index]; function != nil {
function()
set.functions[index] = nil // For garbage collection
}
set.functions = set.functions[:index]
return nil
}
上面是具体的实现，有什么问题嘛？有的，undo 理论上只是控制逻辑，但是这里和业务逻辑 IntSet 的具体实现耦合在一起了
type Undo []func()
func (undo *Undo) Add(function func()) {
*undo = append(*undo, function)
}
func (undo *Undo) Undo() error {
functions := *undo
if len(functions) == 0 {
return errors.New("No functions to undo")
}
index := len(functions) - 1
if function := functions[index]; function != nil {
function()
functions[index] = nil // For garbage collection
}
*undo = functions[:index]
return nil
}
上面就是我们 Undo 的实现，跟本不用关心业务具体的逻辑
type IntSet struct {
data map[int]bool
undo Undo
}
func NewIntSet() IntSet {
return IntSet{data: make(map[int]bool)}
}
func (set *IntSet) Undo() error {
return set.undo.Undo()
}
func (set *IntSet) Contains(x int) bool {
return set.data[x]
}
func (set *IntSet) Add(x int) {
if !set.Contains(x) {
set.data[x] = true
set.undo.Add(func() { set.Delete(x) })
} else {
set.undo.Add(nil)
}
}
func (set *IntSet) Delete(x int) {
if set.Contains(x) {
delete(set.data, x)
set.undo.Add(func() { set.Add(x) })
} else {
set.undo.Add(nil)
}
}
这个就是控制反转，不再由控制逻辑 Undo 来依赖业务逻辑 IntSet, 而是由业务逻辑 IntSet 来依赖 Undo. 想看更多的细节可以看 coolshell 的博客
再举两个例子，我们有 lbs 服务，定时更新司机的坐标流，中间需要处理很多业务流程，我们埋了很多 hook 点，业务逻辑只需要对相应的点注册就可以了，新增加业务逻辑无需改动主流程的代码
很多公司在做中台，比如阿里做的大中台，原来各个业务线有自己的业务处理逻辑，每条业务线都有工程师只写各自业务相关的代码。中台化会抽像出共有的流程，每个新的业务只需要配置文件自定义需要的哪些模块即可，这其实也是一种控制反转的思想
腾讯云开发者
