当前的实践中问题

在项目之间依赖的时候我们往往可以通过mock一个接口的实现，以一种比较简洁、独立的方式，来进行测试。但是在mock使用的过程中，因为大家的风格不统一，而且很多使用minimal implement的方式来进行mock，这就导致了通过mock出的实现各个函数的返回值往往是静态的，就无法让caller根据返回值进行的一些复杂逻辑。

首先来举一个例子

package tasktype Task interface {    Do(int) (string, error)}

通过minimal implement的方式来进行手动的mock

package mocktype MinimalTask struct {    // filed}func NewMinimalTask() *MinimalTask {    return &MinimalTask{}}func (mt *MinimalTask) Do(idx int) (string, error) {    return "", nil}

在其他包使用Mock出的实现的过程中，就会给测试带来一些问题。

举个例子，假如我们有如下的接口定义与函数定义

package poolimport "github.com/divanodestiny/mock-example/task"type TaskPool interface {    Run(times int) error}type NewTask func() task.Task

我们基于接口定义和接口构造函数定义，封装了一个实现

package poolimport (    "fmt"    "github.com/pkg/errors"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task")type TaskPoolImpl struct {    pool []task.Task}func NewTaskPoolImpl(newTask NewTask, size int) *TaskPoolImpl {    tp := &TaskPoolImpl{        pool: make([]task.Task, size),    }    for i := 0; i < size; i++ {        tp.pool[i] = newTask()    }    return tp}func (tp *TaskPoolImpl) Run(times int) error {    poolLen := len(tp.pool)    for i := 0; i < times; i++ {        ret, err := tp.pool[i%poolLen].Do(i)        if err != nil {            // process error            return errors.Wrap(err, fmt.Sprintf("error while run task %d", i%poolLen))        }        switch ret {        case "":            // process 0            fmt.Println(ret)        case "a":            // process 1            fmt.Println(ret)        case "b":            // process 2            fmt.Println(ret)        case "c":            // process 3            fmt.Println(ret)        }    }    return nil}

接着我们来写测试的话应该是下面

package poolimport (    "github.com/golang/mock/gomock"    "github.com/stretchr/testify/assert"    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task"    "testing")type TestSuit struct {    name    string    newTask NewTask    size    int    times   int}func TestTaskPoolRunImpl(t *testing.T) {    testSuits := []TestSuit{        {            nam      e:    "minimal task pool",            newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },            size:    100,            times:   200,        },    }    for _, suit := range testSuits {        t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {            var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)            err := taskPool.Run(suit.size)            assert.NoError(t, err)        })    }}

这样通过go test自带的覆盖率测试我们能看到TaskPoolImpl实际被测试到的路径为

可以看到的手动实现MinimalTask的问题在于，由于对于caller来说，callee的返回值是不可控的，我们只能覆盖到由MinimalTask所定死的返回值的路径，此外mock在我们的实践中往往由被依赖的项目来操作，他不知道caller怎样根据返回值进行处理，没有办法封装出一个简单、够用的最小实现供接口测试使用，因此我们需要改进我们mock策略，使用golang官方的mock工具——gomock来进行更好地接口测试。

gomock实践

我们使用golang官方的mock工具的优势在于

• 我们可以基于工具生成的mock代码，我们可以用一种更精简的方式，封装出一个minimal implement，完成和手工实现一个minimal implement一样的效果。
• 可以允许caller自己灵活地、有选择地控制自己需要用到的那些接口方法的入参以及出参。

还是上面TaskPool的例子，我们现在使用gomock提供的工具来自动生成一个mock Task

mockgen -destination mock/mock_task.go -package mock -source task/interface.go

在mock包中生成一个mock_task.go来实现接口Task

首先基于mock_task.go，我们可以实现一个MockMinimalTask用于最简单的测试

package mockimport "github.com/golang/mock/gomock"func NewMockMinimalTask(ctrl *gomock.Controller) *MockTask {    mock := NewMockTask(ctrl)    mock.EXPECT().Do().Return("", nil).AnyTimes()    return mock}

于是这样我们就可以实现一个MockMinimalTask用来做一些测试

package poolimport (    "github.com/golang/mock/gomock"    "github.com/stretchr/testify/assert"    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task"    "testing")type TestSuit struct {    name    string    newTask NewTask    size    int    times   int}func TestTaskPoolRunImpl(t *testing.T) {    testSuits := []TestSuit{        //{        //    name:    "minimal task pool",        //    newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },        //    size:    100,        //    times:   200,        //},    {            name:    "mock minimal task pool",            newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },            size:    100,            times:   200,        },    }    for _, suit := range testSuits {        t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {            var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)            err := taskPool.Run(suit.size)            assert.NoError(t, err)        })    }}

我们使用这个新的测试文件进行覆盖率测试

可以看到测试结果是一样的，那当我们想要达到更高的测试覆盖率的时候应该怎么办呢？我们进一步修改测试

package poolimport (    "errors"    "github.com/golang/mock/gomock"    "github.com/stretchr/testify/assert"    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task"    "testing")type TestSuit struct {    name    string    newTask NewTask    size    int    times   int    isErr   bool}func TestTaskPoolRunImpl_MinimalTask(t *testing.T) {    ctrl := gomock.NewController(t)    defer ctrl.Finish()    testSuits := []TestSuit{        //{        //    name:    "minimal task pool",        //    newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },        //    size:    100,        //    times:   200,        //},        {            name:    "mock minimal task pool",            newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },            size:    100,            times:   200,        },        {            name: "return err",            newTask: func() task.Task {                mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)        // 加入了返回错误的逻辑                mockTask.EXPECT().Do(gomock.Any()).Return("", errors.New("return err")).AnyTimes()                return mockTask            },            size:  100,            times: 200,            isErr: true,        },    }    for _, suit := range testSuits {        t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {            var taskPool TaskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)            err := taskPool.Run(suit.size)            if suit.isErr {                assert.Error(t, err)            } else {                assert.NoError(t, err)            }        })    }}

这样我们就能够覆盖到error的处理逻辑

甚至我们可以更trick的方式来将所有语句都覆盖到，代码中的testSuits改成下面这样

package poolimport (    "errors"    "github.com/golang/mock/gomock"    "github.com/stretchr/testify/assert"    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task"    "testing")type TestSuit struct {    name    string    newTask NewTask    size    int    times   int    isErr   bool}func TestTaskPoolRunImpl_MinimalTask(t *testing.T) {    ctrl := gomock.NewController(t)    defer ctrl.Finish()    strs := []string{"a", "b", "c"}    count := 0    size := 3    rounds := 1    testSuits := []TestSuit{        //{        //    name:    "minimal task pool",        //    newTask: func() task.Task { return mock.NewMinimalTask() },        //    size:    100,        //    times:   200,        //},        {            name:    "mock minimal task pool",            newTask: func() task.Task { return mock.NewMockMinimalTask(ctrl) },            size:    100,            times:   200,        },        {            name: "return err",            newTask: func() task.Task {                mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)                mockTask.EXPECT().Do(gomock.Any()).Return("", errors.New("return err")).AnyTimes()                return mockTask            },            size:  100,            times: 200,            isErr: true,        },        {            name: "check input and output",            newTask: func() task.Task {                mockTask := mock.NewMockTask(ctrl)        // 这里我们通过Do的设置检查了mackTask.Do调用时候的入参以及调用次数        // 通过Return来设置发生调用时的返回值                mockTask.EXPECT().Do(count).Return(strs[count%3], nil).Times(rounds)                count++                return mockTask            },            size:  size,            times: size * rounds,            isErr: false,        },    }    var taskPool TaskPool    for _, suit := range testSuits {        t.Run(suit.name, func(t *testing.T) {            taskPool = NewTaskPoolImpl(suit.newTask, suit.size)            err := taskPool.Run(suit.times)            if suit.isErr {                assert.Error(t, err)            } else {                assert.NoError(t, err)            }        })    }}

这样我们就可以覆盖到所有语句

思考Mock的意义

之前和一些同学讨论过，我们为什么要使用mock这个问题，发现很多同学的觉得写mock的是约定好接口，然后在面向接口做开发的时候能够方便测试，因为不需要接口实际的实现，而是依赖mock的Minimal Implement就可以进行单元测试。我认为这是对的，但是同时也觉得mock的意义不仅仅是如此。

在我看来，面向接口开发的实践中，你应该时刻对接口的输入和输出保持敏感，更进一步的说，在进行单元测试的时候，你需要知道在给定的用例、输入下，你的包会对起使用的接口方法输入什么，调用几次，然后返回值可能是什么，什么样的返回值对你有影响，如果你对这些不了解，那么我觉得或者你应该去做更多地尝试和了解，这样才能尽可能通过mock设计出更多的单测用例，做更多且谨慎的检查，提高测试代码的覆盖率，确保模块功能的完备性。

Mock与设计模式

mock与单例

客观来讲，借助go语言官方提供的同步原语sync.Once，实现单例、使用单例是很容易的事情。在使用单例实现的过程中，单例的调用者往往逻辑中依赖提供的get方法在需要的时候获取单例，而不会在自身的数据结构中保存单例的句柄，这也就导致我们很难类比前面介绍的case，使用mock进行单元测试，因为caller没有办法控制通过get方法获取的单例。

既然是因为没有办法更改单例返回，那么解决这个问题最简单的方式就是我们就应改提供一个set方法来设置更改单例。假设我们需要基于上面的case实现一个单例的TaskPool。假设我们定义了PoolImpl实现了Pool的接口，在创建单例的时候我们可能是这么做的(为了方便说明，这里我们用最早手工写的基于MinimalTask来写TaskPool的单例)

package poolimport (    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/task"    "sync")var once sync.Oncevar p TaskPoolfunc GetTaskPool() TaskPool{    once.Do(func(){        p = NewTaskPoolImpl(func() task.Task {return mock.NewMinimalTask()},10)    })    return p}

这个时候问题就来了，假设某个依赖于TaskPool的模块中有这么一段逻辑

package runnerimport (    "fmt"    "github.com/pkg/errors"    "github.com/divanodestiny/mock-example/pool")func Run(times int) error {    // do something    fmt.Println("do something")    // call pool    p := pool.GetTaskPool()    err := p.Run(times)    if err != nil {        return errors.Wrap(err, "task pool run error")    }    // do something    fmt.Println("do something")    return nil}

那么这个Run函数的单测应该怎么写呢？这里的例子还比较简单，要是TaskPool的实现还要依赖一些外部配置文件，实际情形就会更加复杂，当然我们在这里不讨论这个情况，就是举一个简单的例子。在这种情况下，如果单例仅仅只提供了get方法的话是很难进行解耦测试的，如果使用GetTaskPool势必会给测试引入不必要的复杂性，我们还需要提供一个单例的实现者提供一个set方法来解决单元测试解耦的问题。将单例的实现改成下面这样，对外暴露一个单例的set方法，那么我们就可以通过set方法来进行mock。

import (   "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"   "github.com/divanodestiny/mock-example/task"   "sync")var once sync.Oncevar p TaskPoolfunc SetTaskPool(tp TaskPool) {   p = tp}func GetTaskPool() TaskPool {   once.Do(func(){      if p != nil {         p = NewTaskPoolImpl(func() task.Task {return mock.NewMinimalTask()},10)      }         })   return p}

使用mockgen生成一个MockTaskPool实现

mockgen -destination mock/mock_task_pool.go -package mock -source pool/interface.go

类似的，基于前面介绍的思想我们基于自动生成的代码实现一个MockMinimalTaskPool

package mockimport "github.com/golang/mock/gomock"func NewMockMinimalTaskPool(ctrl *gomock.Controller) *MockTaskPool {    mock := NewMockTaskPool(ctrl)    mock.EXPECT().Run(gomock.Any()).Return(nil).AnyTimes()    return mock}

基于MockMinimalTaskPool和单例暴露出的set方法，我们就可以将TaskPool实现的逻辑拆除，在单测中只测试自己的代码

package runnerimport (    "github.com/golang/mock/gomock"    "github.com/stretchr/testify/assert"    "github.com/divanodestiny/mock-example/mock"    "github.com/divanodestiny/mock-example/pool"    "testing")func TestRun(t *testing.T) {    ctrl := gomock.NewController(t)    defer ctrl.Finish()    p := mock.NewMockMinimalTaskPool(ctrl)    pool.SetTaskPool(p)    err := Run(100)    assert.NoError(t, err)}

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