测试原则

我们一般认为有这三种测试类型：

  • 单元测试（Unit test）
  • 集成测试（Integration test ，在测试的过程中会 mock API ）
  • 端到端测试（End-to-End test, e2e test）

它们各有优缺，为获得更好的开发体验，我们在编写测试时应当遵守以下原则。

我们编写和维护单元测试的主要目的是：

  • 外在目的：保证函数的功能符合设计预期
  • 内在目的：促进编码者使用更合理的代码结构和面向接口编程

单元测试的测试对象是一个类或者是一段算法代码。理论上来说，有着较为独立逻辑的函数应该至少拥有一个单元测试（不包括 getter 和 setter ）。

编写单元测试的基本原则如下：

  • 大道至简（Keep It Simple and Stupid）
  • 一个用例只覆盖一个场景
  • Mock 工具（例如 golang/mock ）虽然很强大，但是我们并不推荐使用。当你觉得在单元测试中需要使用 Mock 工具，那么你真正要做是集成测试甚至端到端测试。

单个测试需要保证高效率，例如在重构代码的过程中，一旦你修改了一处函数逻辑，这将会触发整个模块的单元测试以保证这些修改符合预期。

集成测试将组装系统中部分高度关联的模块，并测试模块间的交互是否符合预期。

例如 KubeVela 中的集成测试主要分为两类：

  • 对于 vela core 控制器来说，你需要为主要流程添加对应的测试，例如渲染 (render)、编排 (orchestrate) 和将 CRD 部署到 Kubernetes 的过程。在这种情况下，一般会使用 mock 服务器来 mock Kubernetes 的 API ，这你就能在不使用真正的 Kubernetes 集群和 CRD 控制器的情况下编写覆盖这些自动化流程的测试了。
  • 对于 addon 来说（例如 VelaUX、apiserver 和 vela cli ）你可以添加与创建、摧毁和更新 Application 相对应的集成测试，而不需要运行一整个控制器。

Vela core 部分的集成测试并不关心 CRD 是否在工作，因此它能够通过 mock CRD 控制器的行为来提高测试效率。而外部 CLI 部分的测试不关心 Application 的动作，它只需要保证新的 Application 的 spec 正确即可。

端到端测试的目的是模拟真实用户的行为，用以验证整个项目。

对于下列情况，我们建议使用端到端测试：

  • 与上游或下游项目交互，例如：
    • 进行渐进式部署的过程中 Application 控制器需要与 rollout workload 交互
    • 在同一个命令中，CLI 依赖控制器的回应以进行下一步操作
  • 核心功能或核心场景：每个核心功能或场景必须至少有一个端到端测试

测试的目的是保证软件持续交付的质量，重点在于“持续”。我们不仅要确保当前交付的质量，还要确保未来软件交付的质量。发挥好三种测试类型各自的优势，将它们结合起来，保证软件的整体质量是尤为重要的。

时间消耗测试稳定性能否模拟用户行为
单元测试少高否
集成测试中中基本能
端到端测试多低能

运行所消耗的时间在这里很容易理解。单项测试所涵盖的软件功能规模越大，环境准备和测试运行所花费的时间就越多，这就导致测试效率也降低了。 在稳定性方面，测试覆盖率越高，它可能遇到的问题就越多，而且有些问题并不是我们想要发现的真正的错误（只是噪声而已），这就导致测试稳定性降低了。对于模拟真实用户行为，只有端到端测试可以覆盖端到端，保证整个链路可以协同工作。

至于长期价值，是指现有测试在持续的软件迭代过程中的价值。对于单元测试，在代码重构时会根据类和函数的变化进行调整。 因此，代码库将会与软件迭代中的热点保持一致并不断发展。

但是集成测试或端到端测试通常被拆分为子系统边界，其外部接口相对稳定（分布式系统软件迭代过程中很少有功能变化，一般是为了前向兼容）。而且集成测试或端到端测试的代码库相对稳定，这对系统未来的演进非常重要，这样才能及时发现新功能是否损坏了现有功能。

结合三者的特点，最好的平衡方式就是遵从金字塔模型： 底部是单元测试，中间是集成测试，最上层是端到端测试。

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  4.           /     \                     
  5.          /  e2e  \       （端到端测试）
  6.         /---------\                   
  7.        /           \                  
  8.       / integration \    （集成测试）
  9.      /               \                
  10.     /-----------------\               
  11.    /                   \              
  12.   /      unit-test      \（单元测试）
  13.  /                       \            
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我们希望你在 KubeVela 项目中遵循 70/20/10 原则，即 70% 的单元测试、20% 的集成测试和 10% 的端到端测试。尽管每个模块有所差异，但是一般层级越高，测试覆盖率越大，测试用例越小。为了遵守金字塔模型，你需要避免以下几种情况：

  • 倒金字塔，全靠端到端测试
  • 沙漏模型，大量的单元测试和端到端测试，但没有集成测试

由于我们目前主要关注功能而无暇顾及测试稳定性，这使得我们很难维持测试的质量。但对于我们所有的 maintainer 来说，我们有责任追求高质量的测试，这样才能确保社区长期良好发展。

Last updated on 2023年8月4日 by Daniel Higuero