为什么在Go中我们需要使用Mock测试(附源码)

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1、为什么要使用Mock测试

当我们进行测试时,有时测试代码依赖于环境,耦合度较高。这样的测试会导致在不同环境下产生不一致的结果。

举个栗子,我们有一个函数读取文件的第一行:

func ReadFirstLine() string {
   open, err := os.Open("test.txt")
   defer open.Close()
   if err != nil {
      log.Print(err)
      return ""
   }
   reader := bufio.NewReader(open)
   line, _, err := reader.ReadLine()
   if err != nil {
      log.Print(err)
      return ""
   }
   return string(line)
}

当我们使用常规测试时,需要在本环境下拥有test.txt文件

image.png

image.png

测试代码:

func TestReadFirstLine(t *testing.T) {
   line := ReadFirstLine()
   assert.Equal(t, line, "hello")
}

执行以下代码 go test -v -run TestReadFirstLine$ read_file.go read_file_test.go

测试结果:

image.png

2、使用Monkey进行mock测试

我们可以使用 monkeypatching进行mock测试,使用go get -v bou.ke/monkey获取

同样的,针对上面的案例,使用如下测试代码进行mock测试:

func TestReadFirstLineMock(t *testing.T) {
   monkey.Patch(ReadFirstLine, func() string {
      return "hi"
   })
   defer monkey.Unpatch(ReadFirstLine)
   line := ReadFirstLine()
   assert.Equal(t, line, "hi")
}

其中,Patch方法是我们关注的对象,其作用是更改 第一个参数函数(例子中的ReadFirstLine)的地址,将其改为第二个参数函数的地址,这样无论在什么环境下,我们调用ReadFirstLine()返回的都是"hi",而UnPatch就是将ReadFirstLine恢复为原来的地址。

运行go test -v -run TestReadFirstLineMock$ read_file.go read_file_test.go进行测试。

测试结果:

image.png

可以看到,我们明明在test.txt中第一行为 hello ,但是测试中判断第一行为 hi 却通过了

3、Patch源码

我们点进Patch()源码:

func Patch(target, replacement interface{}) *PatchGuard {
	t := reflect.ValueOf(target)
	r := reflect.ValueOf(replacement)
	patchValue(t, r)

	return &PatchGuard{t, r}
}

首先通过反射获取了target和replacement的函数地址,之后调用patchValue()将target地址改为replacement。我们点进patchValue(t,r)

func patchValue(target, replacement reflect.Value) {
	lock.Lock()
	defer lock.Unlock()

	if target.Kind() != reflect.Func {
		panic("target has to be a Func")
	}

	if replacement.Kind() != reflect.Func {
		panic("replacement has to be a Func")
	}

	if target.Type() != replacement.Type() {
		panic(fmt.Sprintf("target and replacement have to have the same type %s != %s", target.Type(), replacement.Type()))
	}

	if patch, ok := patches[target.Pointer()]; ok {
		unpatch(target.Pointer(), patch)
	}

	bytes := replaceFunction(target.Pointer(), (uintptr)(getPtr(replacement)))
	patches[target.Pointer()] = patch{bytes, &replacement}
}

  • 在这一步,首先做了加锁操作,保证一定并发的安全性。

  • 接着,对各个参数进行校验。

  • 再下来,查看这个函数是不是先前有patch过(这里维护了一个map即patches,存储已pacth的信息)。如果有,那么先unpatch,保证只patch一次。

  • 之后的 replaceFunction(target.Pointer(), (uintptr)(getPtr(replacement))) 便是真正替代函数地址的方法,其返回的bytes包含了target的元信息。

  • 最后将我们patch的原函数放入patches中,保存它的信息,以便之后unpatch时修改回来

我们再点进 replaceFunction()

func replaceFunction(from, to uintptr) (original []byte) {
   jumpData := jmpToFunctionValue(to)
   f := rawMemoryAccess(from, len(jumpData))
   original = make([]byte, len(f))
   copy(original, f)

   copyToLocation(from, jumpData)
   return
}
  • 这里的jumpData保存了to的jump信息
  • rawMemoryAccess() 返回的是一个结构体f,包含了from(上文的target)的元信息
  • original拷贝了f(即from)的元信息,也是返回值
  • 之后将jumpData的信息复制到from(即将from的地址改为to的)

至于Unpatch就是从patches这个map中取到原来被替换的函数的信息,将其恢复,就不多赘述

4、tips

  • 在测试时,有时候会有patch了但替换失败的情况出现,这是由于函数内联导致的。我们需要在go test中加上-gcflags=-l参数来禁止函数内联。
  • 在部分面向安全的操作系统上,系统不允许一个内存页同时写和执行,这会使得Monkey不能运行
  • Monkey不是绝对线程安全的

参考资料

bouk/monkey

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