单元测试技术

1.什么是单元测试？

​ 单元测试是指，对软件中的最小可测试单元在与程序其他部分相隔离的情况下进行检查和验证的工作，这里的最小可测试单元通常是指函数或者类。
​ 单元测试通常由开发工程师完成，一股会伴随开发代码一起递交至代码库。单元测试属于最严格的软件测试手段，是最接近代码底层实现的验证手段，可以在软件开发的早期以最小的成本保证局部代码的质量。另外，单元测试都是以自动化的方式执行，所以在大量回归测试的场景下更能带来高收益。

2.如何做好单元测试

（1）代码的基本特征与产生错误的原因

• 无论是开发语言还是脚本语言，都会有条件分支、循环处理和函数调用等最基本的逻辑控制，如果抛开代码需要实现的具体业务逻辑，仅看代码结构的话，你会发现所有的代码都是在对数据进行分类处理，每一次条件判定都是一次分类处理，嵌套的条件判定或者循环执行，也是在做分类处理。
• 如果有任何一个分类遗漏，都会产生缺陷：如果有任何一个分类错误，也会产生缺陷：如果分类正确也没有遗漏，但是分类时的处理逻辑错误，也同样会产生缺陷。
  可见，要做到代码功能逻辑正确，必须做到分类正确并且完备无遗漏，同时每个分类的处理逻辑必须正确。

（2）单元测试用例详解

• 通常来讲，单元测试的用例是一个“输入数据”和“预计输出”的集合。你需要针对确定的输入，根据逻辑功能推算出预期正确的输出，并且以执行被测试代码的方式进行验证用一句话概括就是“在明确了代码需要实现的逻辑功能的基础上，什么输入，应该产生什么输出”。

• 对于单元测试来讲，测试用例的“输入数据”和“预计输出”可能远比你想得要复杂得多。（如果你想当然的认为，只有被测试函数的输入函数是“输入数据”的话，那就大错特错了）

• 以完整的单元测试”输入数据“为例：

  • 被测试函数的输入参数
  • 被测试函数内部需要读取的全局静态变量
  • 被测试函数内部需要读取的成员变量
  • 函数内部调用子函数获得的数据
  • 函数内部调用子函数改写的数据
  • 嵌入式系统中，在中断调用时改写的数据
  • …

• 如果没有明确的预计输出，那么测试本身就失去了意义。同样地，“预计输出”绝对不是只有函数返回值这么简单，还应该包括函数执行完成后改写的所有数据。具体来看有以下几大类：

  • 被测试函数的返回值
  • 被测试函数的输出参数
  • 被测试函数所改写的成员变量
  • 被测试函数所改写的全局变量
  • 被测试函数中进行的文件更新
  • 被测试函数中进行的数据库更新
  • 被测试函数中进行的消息队列更新
  • …

• 对于预计输出值，你必须**严格根据代码的功能逻辑来设定，而不能通过阅读代码来推算预期输出，**否则就是“掩耳盗铃”了。

（3）驱动代码，桩代码和Mock代码

驱动代码：用来调用被测函数的

桩代码和Mock代码：用来代替被测函数调用的真实代码的。

驱动代码(Driver)：指调用被测函数的代码，在单元测试过程中，驱动模块通常包括调用被测函数前的数据准备、调用被测函数以及验证相关结果三个步骤。驱动代码的结构，通常由单元测试的框架决定。
桩代码(Sub)：是用来代替真实代码的临时代码。比如，某个函数A的内部实现中调用了一个尚未实现的函数B，为了对函数A的逻辑进行测试，那么就需要模拟一个函数B，为了这个模拟的函数B的实现就是所谓的桩代码。
条件组合覆盖可以发现代码中所有可能的缺陷

3.如何开展单元测试

• 并不是所有的代码都要进行单元测试，通常只有底层模块或者核心模块的测试中才会采用单元测试。
• 你需要确定单元测试框架的选型，这和开发语言直接相关。比如，Java最常用的单元测试框架是Junit和TestNG:C/C+最常用的单元测试框架是CppTest和Parasoft C/C++test; 框架选型完成后，你还需要对桩代码框架和Mock代码框架选型，选型的主要依据是开发所采用的具体技术栈。
• 通常，单元测试框架、桩代码M0ck代码的选型工作由开发架构师和测试架构师共同决定。
• 为了能够衡量单元测试的代码覆盖率，通常你还需要引入计算代码覆盖率的工具。不同的语言会有不同的代码覆盖率统计工具，比如Java的JaCoCo,JavaScript的Istanbul
• 最后你需要把单元测试执行、代码覆盖率统计和持续集成流水线做集成，以确保每次代码递交，都会自动触发单元测试，并在单元测试执行过程中自动统计代码覆盖率，最后以“单元测试通过率”和“代码覆盖率”为标准来决定本次代码递交是否能够被接受。