今天把熟悉的运费函数接到 HTTP 接口，学习怎样测试请求与响应，再补充异步和并发入门。

我总结了两点：接口测试时可以替换外部依赖，以及异步代码的测试方法。第一点还需要把术语说准确：本次用手写 Stub 提供固定结果，没有使用 Mock 对象。

## 从函数调用到接口请求

以前直接调用运费函数，现在把它提供给其他程序：

```text
GET /shipping?total=50
    ↓
解析金额，调用运费函数
    ↓
状态码 200，响应内容 {"fee": 10}
```

函数测试检查运费规则，接口测试还检查地址、参数解析、状态码与响应格式是否连接正确。

使用 FastAPI 的 TestClient，可以在进程内模拟请求，不必启动网络服务器：

```python
def test_shipping_endpoint_returns_fee():
    with TestClient(app) as client:
        response = client.get("/shipping", params={"total": 50})

    assert response.status_code == 200
    assert response.json() == {"fee": 10}
```

最初没有注册接口，测试得到 404；连接运费函数后通过。相关依赖仍通过 uv 管理，本环境的新版 Starlette 使用 httpx2 作为测试客户端依赖。

## 错误输入也需要约定响应

接着增加三个参数化案例：未提供金额、金额为 hello、金额为负数。它们都应返回 422，表示输入不符合接口要求。

```python
total: Annotated[int, Query(ge=0)]
```

这表示金额必须提供、可以解析成整数，且大于或等于 0。与 Day 10 相同：hello 无法解析，-1 可以解析，但不符合业务约束。

原来负数进入业务函数后抛出未处理异常；加入入口约束后，接口返回约定的错误响应。测试同时检查错误指向查询参数 total，不锁定框架生成的全部措辞。

`params` 只是测试中的变量名，不是 pytest 特殊关键字。参数表可以分别传入 `{}`、`{"total": "hello"}`、`{"total": -1}`，复用同一套检查。

## 依赖替换：让接口拿到不同的计算工具

为了控制测试条件，接口不再固定调用计算函数，而是由依赖提供函数返回它：

```python
def get_shipping_calculator():
    return calculate_shipping


@app.get("/shipping")
def get_shipping(
    total: Annotated[int, Query(ge=0)],
    calculator=Depends(get_shipping_calculator),
):
    return {"fee": calculator(total)}
```

`return calculate_shipping` 返回函数本身，不是立即计算。FastAPI 先调用提供函数，再把得到的计算工具放入 calculator，供接口执行。

测试准备一个固定返回 20 的替身：

```python
def fixed_fee(total):
    return 20


def override_calculator():
    return fixed_fee


app.dependency_overrides[get_shipping_calculator] = override_calculator
```

同样请求 total=50，正常依赖返回 10，替换后返回 20。接口没改，请求没改，改变的是拿到的计算工具。测试在 finally 中撤销替换，避免影响其他测试。

这次是手写 Stub 控制结果，没有使用 `unittest.mock.Mock`。它演示外部服务的隔离方法，但实际上没有接入物流平台。简单本地计算通常不必增加这一层；数据库、物流报价或登录服务等依赖更能体现价值。

## 调用异步函数，不会直接得到结果

随后学习了模拟查询两家物流报价：

```python
async def fetch_quote(provider):
    await asyncio.sleep(0)
    fees = {"A": 10, "B": 12}
    return {"provider": provider, "fee": fees[provider]}


async def compare_quotes():
    return await asyncio.gather(fetch_quote("A"), fetch_quote("B"))
```

`async def` 定义异步函数；await 等待结果，操作未完成时可以让出执行机会。此处 sleep(0) 只是主动让出执行机会，没有真实网络请求，也不代表真实耗时。

我追问了两个调用方式的区别：

```python
quotes = compare_quotes()
quotes = asyncio.run(compare_quotes())
```

第一种得到待执行的协程对象，不是报价列表。第二种启动异步运行环境，执行并等待协程，拿到最终结果。在已经运行的异步函数内，应使用 `await compare_quotes()`，而不是再次调用 asyncio.run。

## 并发执行与结果测试

依次写两个 await，仍然是等待 A 完成后才开始 B。gather 则安排任务并发执行，让等待过程有机会重叠，并按传入顺序返回结果。

普通同步 pytest 测试中可以这样检查：

```python
def test_compare_quotes_returns_both_provider_results():
    quotes = asyncio.run(compare_quotes())

    assert quotes == [
        {"provider": "A", "fee": 10},
        {"provider": "B", "fee": 12},
    ]
```

本节不需要额外异步测试插件。这条测试验证报价结果，不直接证明调度过程或性能；异步也不意味着多个 CPU 同时计算，或必然更快。

## 共享数据可能丢失更新

另一个实验让两个任务各加一次计数。故意在读取和写回之间 await，两个任务就可能都读到 0，再分别写回 1，最终只得到 1。

测试确实观察到 `1 != 2`。随后让两个任务共用一把锁，保护整个更新过程：

```python
async with lock:
    previous = count
    await asyncio.sleep(0)
    count = previous + 1
```

A 完成后，B 才进入这段操作，于是读到 1，最终结果为 2。async with 在退出时释放锁；nonlocal 用于修改外层函数中的计数变量。

这个错误来自读写之间存在让出执行机会的操作，并不是所有异步加法都会冲突。asyncio.Lock 也只用于同一事件循环内的任务，不直接解决数据库或跨进程并发。能让任务各自返回结果时，优先避免共享可变数据。

## 本次验证

```bash
uv run pytest lessons/day14 -v
uv run pytest -v
```

本节五个接口案例、一个异步报价案例、一个共享计数案例，共七项测试通过。全项目 84 个测试通过。

替身测试不能证明真实服务已接通，结果测试不能证明并发更快。先明确测试要验证什么，才能正确理解通过的含义。

## 今日收获

今天我学到了接口依赖替换和异步代码测试。测试 API 时，可以临时用替身提供固定结果，不必调用真实外部服务；本次使用的是手写 Stub。测试异步代码时，可以用 asyncio.run 执行协程，再检查结果。多个任务并发执行时，还要留意共享数据是否互相干扰。

今天把熟悉的运费函数接到 HTTP 接口，学习怎样测试请求与响应，再补充异步和并发入门。

Python TDD 学习笔记 Day 14：API 依赖替换与异步测试

把熟悉的运费函数接到 HTTP 接口，学习测试请求与响应；再用 FastAPI 依赖替换隔离外部服务，并补充 asyncio 异步与并发入门，说明共享数据可能丢失更新。

编程语言

接口测试与异步代码测试实践：通过FastAPI TestClient验证运费计算接口，使用依赖覆盖注入Stub替身控制测试条件；异步部分用asyncio.run执行协程验证并发报价，通过锁解决共享数据竞争。核心方法包括手写Stub替换依赖、参数化测试、gather并发调度及事件循环内安全更新共享状态。

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