重构手段-单元测试¶

备注

最可落地执行、最有效的保证重构不出错的手段。当重构完成之后，如果新的代码仍然能通过单元测试，那就说明代码原有逻辑的正确性未被破坏，原有的外部可见行为未变

定义¶

单元测试由研发工程师自己来编写，用来测试自己写的代码的正确性。

单元测试相对于集成测试（Integration Testing）来说，测试的粒度更小一些。
集成测试的测试对象是整个系统或者某个功能模块，
  比如测试用户注册、登录功能是否正常，是一种端到端（end to end）的测试。
而单元测试的测试对象是类或者函数，用来测试一个类和函数是否都按照预期的逻辑执行。这是代码层级的测试。

备注

涉及到数据库的确实比较难写单元测试，而且如果重度依赖数据库，业务逻辑又不复杂，单元测试确实没有太大意义。这个时候，集成测试可能更有意义些。

作用¶

备注

单元测试除了能有效地为重构保驾护航之外，也是保证代码质量最有效的两个手段之一（另一个是 Code Review）。

单元测试能有效地帮你发现代码中的 bug:

节省了我很多 fix 低级 bug 的时间，能够有时间去做其他更有意义的事情
坚持写单元测试是保证我的代码质量的一个“杀手锏”，也是帮助我拉开与其他人差距的一个“小秘密”。

写单元测试能帮你发现代码设计上的问题:

代码的可测试性是评判代码质量的一个重要标准。
对于一段代码，如果很难为其编写单元测试，或者单元测试写起来很吃力，
  那就意味着代码设计得不够合理，比如，没有使用依赖注入、大量使用静态函数、全局变量、代码高度耦合等

单元测试是对集成测试的有力补充:

程序运行的 bug 往往出现在一些边界条件、异常情况下，
而这种异常大部分情况都比较难在测试环境中模拟。
而单元测试可以利用下一节课中讲到的 mock 的方式，
  控制 mock 的对象返回我们需要模拟的异常，来测试代码在这些异常情况的表现。

对于一些复杂系统来说，集成测试也无法覆盖得很全面。
复杂系统往往有很多模块。
每个模块都有各种输入、输出、异常情况，组合起来，整个系统就有无数测试场景需要模拟，
  无数的测试用例需要设计，再强大的测试团队也无法穷举完备。

尽管单元测试无法完全替代集成测试，
但如果我们能保证每个类、每个函数都能按照我们的预期来执行，
底层 bug 少了，那组装起来的整个系统，出问题的概率也就相应减少了。

写单元测试的过程本身就是代码重构的过程:

写单元测试实际上就是落地执行持续重构的一个有效途径。
设计和实现代码的时候，我们很难把所有的问题都想清楚。
而编写单元测试就相当于对代码的一次自我 Code Review，
在这个过程中，我们可以发现一些设计上的问题（比如代码设计的不可测试）
以及代码编写方面的问题（比如一些边界条件处理不当）等，然后针对性的进行重构。

阅读单元测试能帮助你快速熟悉代码:

阅读代码最有效的手段，就是先了解它的业务背景和设计思路，然后再去看代码，这样代码读起来就会轻松很多。
在没有文档和注释的情况下，单元测试就起了替代性作用。
单元测试用例实际上就是用户用例，反映了代码的功能和如何使用。
借助单元测试，不需要深入的阅读代码，便能知道代码实现了什么功能

单元测试是 TDD 可落地执行的改进方案:

单元测试正好是对 TDD 的一种改进方案，先写代码，紧接着写单元测试，
最后根据单元测试反馈出来问题，再回过头去重构代码。

如何编写单元测试¶

编写单元测试尽管繁琐，但并不是太耗时:

单元测试的代码量可能是被测代码本身的 1～2 倍，写的过程很繁琐，但并不是很耗时。
毕竟我们不需要考虑太多代码设计上的问题，测试代码实现起来也比较简单。

我们可以稍微放低对单元测试代码质量的要求:

单元测试不在线上运行，所以相比正式代码可以稍稍降低要求

覆盖率作为衡量单元测试质量的唯一标准是不合理的:

单元测试覆盖率是比较容易量化的指标，常常作为单元测试写得好坏的评判标准
不管覆盖率的计算方式如何高级，将覆盖率作为衡量单元测试质量的唯一标准是不合理的。
实际上，更重要的是要看测试用例是否覆盖了所有可能的情况，特别是一些 corner case

过度关注单元测试的覆盖率会导致开发人员为了提高覆盖率，写很多没有必要的测试代码

单元测试不要依赖被测代码的具体实现逻辑:

它只关心被测函数实现了什么功能。
否则，一旦对代码进行重构，在代码的外部行为不变的情况下，对代码的实现逻辑进行了修改，
那原本的单元测试都会运行失败，也就起不到为重构保驾护航的作用了，也违背了我们写单元测试的初衷。

单元测试框架无法测试，多半是因为代码的可测试性不好:

写单元测试本身不需要太复杂的技术，大部分单元测试框架都能满足。
在公司内部，起码团队内部需要统一单元测试框架。

如果自己写的代码用已经选定的单元测试框架无法测试，那多半是代码写得不够好，代码的可测试性不够好。
这个时候，我们要重构自己的代码，让其更容易测试，而不是去找另一个更加高级的单元测试框架。

为何难落地执行¶

写单元测试确实是一件考验耐心的活儿:

一般情况下，单元测试的代码量要大于被测试代码量，甚至是要多出好几倍。
很多人往往会觉得写单元测试比较繁琐，并且没有太多挑战，而不愿意去做。

有很多团队和项目在刚开始推行单元测试的时候，还比较认真，执行得比较好。
但当开发任务紧了之后，就开始放低对单元测试的要求，一旦出现『破窗效应』，慢慢的，大家就都不写了

国内研发比较偏向“快、糙、猛”:

程序员这一行业本该是智力密集型的，但现在很多公司把它搞成劳动密集型的，
写好代码直接提交，然后丢给黑盒测试狠命去测，
测出问题就反馈给开发团队再修改，测不出的问题就留在线上出了问题再修复

关键问题还是团队没有建立对单元测试正确的认识:

觉得可有可无，单靠督促很难执行得很好。

影响可测试性的 Anti-Patterns¶

未决行为:

所谓的未决行为逻辑就是，代码的输出是随机或者说不确定的

全局变量:

全局变量是一种面向过程的编程风格，有种种弊端。滥用全局变量也让编写单元测试变得困难

静态方法:

静态方法跟全局变量一样，也是一种面向过程的编程思维。
在代码中调用静态方法，有时候会导致代码不易测试。
主要原因是静态方法也很难 mock

复杂继承:

相比组合关系，继承关系的代码结构更加耦合、不灵活，更加不易扩展、不易维护。
实际上，继承关系也更加难测试。这也印证了代码的可测试性跟代码质量的相关性。

利用组合而非继承来组织类之间的关系，类之间的结构层次比较扁平，
在编写单元测试的时候，只需要 mock 类所组合依赖的对象即可。

高耦合代码:

如果一个类职责很重，需要依赖十几个外部对象才能完成工作，代码高度耦合，
那我们在编写单元测试的时候，可能需要 mock 这十几个依赖的对象。
不管是从代码设计的角度来说，还是从编写单元测试的角度来说，这都是不合理的。