测试

来源：程序员人生发布时间：2016-09-30 10:12:32 阅读次数：2466次

编写测试单元的目的主要有两个，实现新功能时，单元测试能够确保新添加的代码按预期方式运行，这个进程也可手动完成，不过自动化测试明显能有效节省时间和精力

另外一重要目的是每次修改程序后，运行单元测试能保证现有代码的功能没有退化，也就是说改动没有影响原有代码的正常运行

在最开始，单元测试就是Flasky开发的1部份，我们为数据库模型类中实现的程序功能编写了测试，模型类很容易在运行中的程序上下文以外进行测试，因此不用花费太多精力，为数据库模型中是瞎玩呢的全部功能编写测试，这最少能有效保证程序这部份在不断完善的进程中仍能按预期运行

获得代码覆盖报告

编写测试组件很重要，但知道测试的好坏一样重要，代码覆盖工具用来统计单元测试检查了多少程序功能，并提供1个详细的报告，说明程序的哪些代码没有测试到，这个信息非常重要，由于它能指引你为最需要测试的部份编写出新测试

Python提供了1个优秀的代码覆盖工具coverage，可使用pip安装

这个工具本身是1个命令行脚本，可以在任何1个Python程序中检查代码覆盖，除此以外它还提供了更方便的脚本访问功能，使用编程方式启动覆盖检查引擎，为了能更好地把覆盖监测集成到启动脚本manage.py中，我们可以增强之前我们自定义的test命令，添加可选选项--coverage，这个选项的实现方式以下：


import os

COV = None
if os.environ.get('FLASK_COVERAGE'):
    import coverage
    COV = coverage.coverage(branch=True, include='app/*')
    COV.start()

#...

@manager.command
def test(coveage=False):
    '''Run the unit tests.'''
    if coverage and not os.environ.get('FLASK_COVERAGE'):
        import sys
        os.environ['FLASK_COVERAGE'] = '1'
        os.execvp(sys.executable, [sys.executable] + sys.argv)

    import unittest
    tests = unittest.TestLoader().discover('tests')
    unittest.TextTestRunner(verbosity=2).run(tests)
    if COV:
        COV.stop()
        COV.save()
        print('Coverage Summary:')
        COV.report()
        basedir = os.path.abspath(os.path.dirname(__file__))
        covdir = os.path.join(basedir, 'tmp/coverage')
        COV.html_report(directory=covdir)
        print('HTML version: file://%s/index.html' % covdir)

    #...

在Flask-Script中，自定义命令很简单，若想为test命令添加1个布尔值选项，只需在test()函数中添加1个布尔值参数便可，Flask-Script根据参数名肯定选项名，并据此向函数中传入True或False

不过，把代码覆盖集成到manage.py脚本中有个小问题，test()函数收到 --coverage选项的值后再启动覆盖测试已晚了，那时全局作用域中的所有代码都已履行了，为了检测的准确性，设定完环境变量FLASK_COVERAGE后，脚本会重启，再次运行时，脚本顶真个代码发现已设定了环境变量，因而立即启动覆盖检测

函数coverage.coverage()用于启动覆盖测试引擎，branch=True选项开启分支覆盖分析，除跟踪哪行代码已履行外，还要检查每一个条件语句的True分支和False分支是不是都履行了，include选项用来限制程序包中文件的分析范围，只对这些文件中的代码进行覆盖检测，如果不指定include选项，虚拟环境中安装的全部扩大和测试代码会包括进覆盖报告中，给报告添加很多杂项

履行完所有测试后，test()函数会在终端输出报告，同时还会生成1个使用HTML编写的精美报告并写入硬盘，HTML格式的报告非常合适直观形象地展现覆盖信息，由于它依照源码的使用情况给代码行加上了不同的色彩


# (env) PS C:\Users\Bangys\AppData\Local\GitHub\flasky> python manage.py test
test_app_exists (test_basics.BasicsTestCase) ... ok
test_app_is_testing (test_basics.BasicsTestCase) ... ok
test_home_page (test_client.FlaskClientTestCase) ... ok
test_register_and_login (test_client.FlaskClientTestCase) ... ok
test_anonymous_user (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_duplicate_email_change_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_expired_confirmation_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_follows (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_gravatar (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_invalid_confirmation_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_invalid_email_change_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_invalid_reset_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_no_password_getter (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_password_salts_are_random (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_password_setter (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_password_verification (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_ping (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_roles_and_permissions (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_timestamps (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_to_json (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_valid_confirmation_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_valid_email_change_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok
test_valid_reset_token (test_user_model.UserModelTestCase) ... ok

----------------------------------------------------------------------
Ran 23 tests in 10.205s

OK
Coverage Summary:
Name                                    Stmts   Miss Branch BrPart  Cover
-------------------------------------------------------------------------
app\__init__.py                            33      0      0      0   100%
app\api_1_0\__init__.py                     3      0      0      0   100%
app\api_1_0\authentication.py              30     19     10      0    28%
app\api_1_0\comments.py                    40     30      8      0    21%
app\api_1_0\decorators.py                  11      3      2      0    62%
app\api_1_0\errors.py                      17     10      0      0    41%
app\api_1_0\posts.py                       35     23      6      0    29%
app\api_1_0\users.py                       30     24      8      0    16%
app\auth\__init__.py                        3      0      0      0   100%
app\auth\forms.py                          45      6      8      2    77%
app\auth\views.py                         109     56     40      6    42%
app\decorators.py                          14      3      2      0    69%
app\email.py                               15      0      0      0   100%
app\exceptions.py                           2      0      0      0   100%
app\main\__init__.py                        6      0      0      0   100%
app\main\errors.py                         20     15      6      0    19%
app\main\forms.py                          39      7      4      0    74%
app\main\views.py                         169    120     30      2    27%
app\models.py                             243     59     40      5    73%
-------------------------------------------------------------------------
TOTAL                                     864    375    164     15    51%
HTML version: file://C:\Users\Bangys\AppData\Local\GitHub\flasky\tmp/coverage/index.html

上述报告显示，整体覆盖率为51%，情况其实不糟，但也不太好，现阶段，模型类是单元测试的关注焦点，它包括243个语句，测试覆盖了其中72%的语句，很明显，main和auth蓝本中的views.py文件和api_1_0蓝本中的路由的覆盖率都很低，所以我们没有为这些代码编写单元测试

有了这个报告，我们就可以很容易肯定向测试组件中添加哪些测试以提高覆盖率，但遗憾的是，并不是程序的所有组成部份都能像数据库模型那样易于测试，所以我们要学习如何去测试视图函数，表单和模板

注意，由于排版，实例报告中省略了“Missing”列的内容，这1列显示测试没有覆盖的源码行，是1个由行号范围组成的长列表

Flask测试客户端

程序的某些代码严重依赖运行中的程序所创建的环境，例如不能直接调用视图函数中的代码进行测试，由于这个函数可能需要访问Flask上下文全局变量，如request或session，视图函数还可能等待接受POST要求中的表单数据，而且某些视图函数要求用户先登录，简言之，视图函数只能在要求上下文和运行的程序中运行

Flask内建了1个测试客户端用于解决（部份解决）这1问题，测试客户端能复现程序运行在Web服务器中的环境，让测试扮演成客户端从而发送要求

在测试客户端中运行的视图函数和正常情况下的没有太大区分，服务器收到要求，将其分配给适当的视图函数，视图函数生成响应，将其返回给测试客户端，履行视图函数后，生成的响应会传入测试，检查是不是正确

测试Web程序

下例是1个使用测试客户端编写的单元测试框架

#tests/test_client.py

import unittest
from app import create_app, db
from app.models import User, Role

class FlaskClientTestCase(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.app = create_app('testing')
        self.app_context = self.app.app_context()
        self.app_context.push()
        db.create_all()
        Role.insert_roles()
        self.client = self.app.test_client(use_cookies=True)

    def tearDown(self):
        db.session.remove()
        db.drop_all()
        self.app_context.pop()

    def test_home_page(self):
        response = self.client.get(url_for('main.index'))
        self.assertTrue('Stranger' in response.get_data(as_text=True))

测试用例中的实例变量self.clinet是Flask测试客户端对象，在这个对象上可调用方法向程序发起要求，如果创建测试客户端时启用了use_cookies选项，这个测试客户端就可以像阅读器1样接受和发送cookie，因此能使用依赖cookie的功能记住要求之间的上下文，值得1提的是，这个选项可用来启用用户会话，让用户登录和退出

test_home_page()测试作为1个简单的例子演示了测试客户真个作用，在这个例子中，客户端向首页发起了1个要求，在测试客户端上调用get()方法得到的结果是1个Response对象，内容是用视图函数得到的响应，为了检查测试是不是成功，要在响应主体中搜索是不是包括‘Stranger’这个词，响应主体可以使用response.get_data()获得，而‘Stranger’这个词包括在向向名用户显示的欢迎消息是“Hello，Stranger”中，注意的是，默许情况下get_data()得到的响应主体是1个字节数组，传入参数as_text=True后得到的是1个更容易于处理的Unicode字符串

测试客户端还能使用post()方法发送包括表单数据的POST要求，不过提交表单时会有1个小麻烦，Flask-WTF生成的表单中包括1个隐藏字段，其内容是CSRF令牌，需要和表单中的数据1起提交，为了复现这个功能，测试必须要求包括表单的页面，然后解析响应返回的HTML代码并提取令牌，这样才能把令牌和表单中的数据1起发送，为了不在测试中处理CSRF令牌这1繁琐操作，最好在测试配置中禁用CSRF保护功能，实现方法以下：

# config.py
class TestingConfig(Config):
#...
WTF_CSRF_ENABLED = False

下面是1个更高级的单元测试，摹拟了新用户注册账户、登录、使用令牌确认账户和退出的进程

# test/text_client.py
class FlaskClientTestCase(unittest.TestCase):
    def text_register_and_login(self):
        # new account
        response = self.clinet.post(url_for('auth.register'), data={
            'email':'john@example.com',
            'username':'john',
            'password':'cat',
            'passwprd2':'cat'
            })
        self.assertTrue(response.status_code == 302)

        # use new account login
        response = self.clinet.post(url_for('auth.login'), data={
            'email':'john@example.com',
            'password':'cat'
            }m follow_redirects=True)
        data = response.get_data(as_text=True)
        self.assertTrue(re.search('Hello, \s+john', data))
        self.assertTrue('You have not confirmed your account yet' in data)

        # send confirm token
        user = User.query.filter_by(email = 'john@example.com').first()
        token = user.generate_confirmation_token()
        response = self.client.get(url_for('auth.comfirm', token=token),
                                   follow_redirects=True)
        data = response.get_data(as_text=True)
        self.assertTrue('You have comfirmed your account' in data)

        #quit
        response = self.client.get(url_for('auth.logout'),
                                   follow_redirects=True)
        data = response.get_data(as_text=True)
        self.assertTrue('You have been logged out' in data)

这个测试先向注册路由提交1个表单，post()方法的data参数是个字典，包括表单中的各个字段，各字段的名字必须严格匹配定义表单时使用的名字，由于CSRF保护已在测试配置中禁用了，因此无需和表单数据1起发送

/auth/register路由有两种响应方式，如果注册数据可用，会返回1个重定向，把用户转到登录页面，注册不可用的情况下，返回的响应会再次渲染注册表单，而且还包括适当的毛病信息，为了确认注册成功，测试会检查响应的状态码是不是为302，这个代码表示重定向

这个测试的第2部份使用刚才注册时使用的电子邮件和密码登录程序，这1工作通过向/auth/login路由发起POST要求完成，这1次，调用post()方法时指定了参数follow_redirects=True，让测试客户端和阅读器1样，自动向重定向的URL发起GET要求，指定这个参数后，返回的不是302状态码，而是要求重定向的URL返回的响应

成功登录后的响应应当是1个页面，显示1个包括用户名的欢迎消息，并提示用户需要进行账户确认才能取得权限，为此，两个断言语句被用于检查响应是不是为这个页面，值得注意的是，直接搜索字符串“Hello，john！”并没有用，由于这个字符串由动态部份和静态部份组成，而且两部份之间有额外的空白，为了不测试时空白引发的问题，我们使用更加灵活的正则表达式

下1步我们要确认账户，这里也有1个小障碍，在注册进程中，通过电子邮件将确认URL发给用户，而在测试中处理电子邮件不是1件简单的事情，上面这个测试使用的解决方法是疏忽了注册时生成的令牌，直接在User实例上调用方法重新生成1个新令牌，在测试环境中，Flask-Mail会保存邮件正文，所以还有1种可行的解决方法，即通过解析邮件正文来提取令牌

得到令牌后，测试的第3部份摹拟用户点击确认令牌URL，这1进程通过向确认URL发起GET要求并附上确认令牌来完成，这个要求的响应是重定向，转到首页，但这里再次指定了参数follow_redirects=True，所以测试客户端会自动向重定向的页面发起要求，另外，还要检查响应中是不是包括欢迎消息和1个向用户说明确认成功的Flash消息

这个测试的最后1步是向退前途由发送GET要求，为了证实确认退出，这段测试在响应中搜索1个Flash消息

测试Web服务

Flask客户端还可用来测试REST Web服务，下例包括了两个测试：

    def get_api_headers(self, username, password):
        return {
            'Authorization':
                'Basic ' + b64encode(
                    (username + ':' + password).encode('utf⑻')).decode('utf⑻'),
            'Accept':'application/json',
            'Content-Type':'application/json'
        }

    def test_no_auth(self):
        response = self.client.get(url_for('api.get_posts'),
                                   content_Type='application/json')
        self.assertTrue(response.status_code == 401)

    def test_posts(self):
        # add a user
        r = Role.query.filter_by(name="User").first()
        self.assertIsNotNone(r)
        u = User(email='john@example.com', password='cat', confirmed=True, role=r)

        db.session.add(u)
        db.session.commit()

        #write a post
        response = self.clinet.post(
            url_for('api.new_post'),
            header=self.get_auth_header('john@example.com', 'cat'),
            data=json.dumps({'body': 'body of the *blog* post'}))
        self.assertTrue(response.status_code == 201)
        url = response.headers.get('Location')
        self.assertIsNotNone(url)

        #receive post
        response = self.client.get(
            url,
            headers=self.get_auth_header('john@example.com', 'cat'))
        self.assertTrue(response_status_code == 200)
        json_response = json.loads(response.data.decode('utf⑻'))
        self.assertTrue(json_response['url'] == url)
        self.assertTrue(json_response['body'] == 'body of the *blog* post')
        self.assertTrue(json_response['body_html'] ==
                        '<p>body of the <em>blog</em> post</p>')

测试API时使用的setUp()和tearDown()方法和测试普通程序所用的1样，不过API不使用cookie，所以无需配置相应支持，get_api_headers是1个辅助方法，返回所有要求都要发送的通用首部，其中包括认证密令和MIME类型相干的首部，大多数测试都要发送这些首部

test_no_auth()是1个简单的测试，确保Web服务会谢绝没有提供认证密令的要求，返回401毛病码，test_posts()测试把1个用户插入数据库，然后使用基于REST的API创建1篇博客文章，然后再读取这篇文章，所有要求主体中发送的数据都要使用json.dumps()方法进行编码，由于Flask测试客户端不会自动编码JSON格式数据，类似的，返回的响应主体也是JSON格式，处理之前必须使用json.loads()进行编码

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