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对 React 组件进行单元测试(unit testing)

2018-11-22 16:43 429 查看

在这里说一下前端开发的一个特点是更多的会涉及用户界面,当开发规模达到一定程度时,几乎注定了其复杂度会成倍的增长。

无论是在代码的初始搭建过程中,还是之后难以避免的重构和修正bug过程中,常常会陷入逻辑难以梳理、无法掌握全局关联的境地。

而单元测试作为一种“提纲挈领、保驾护航”的基础手段,为开发提供了“围墙和脚手架”,可以有效的改善这些问题。

作为一种经典的开发和重构手段,单元测试在软件开发领域被广泛认可和采用;前端领域也逐渐积累起了丰富的测试框架和最佳实践。

本文将按如下顺序进行说明:

  • I. 单元测试简介
  • II. React 单元测试中用到的工具
  • III. 用测试驱动 React 组件重构
  • IV. React 单元测试常见案例

I. 单元测试简介

单元测试(unit testing),是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。

简单来说,单元就是人为规定的最小的被测功能模块。单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动,软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。

测试框架

测试框架的作用是提供一些方便的语法来描述测试用例,以及对用例进行分组。

断言(assertions)

断言是单元测试框架中核心的部分,断言失败会导致测试不通过,或报告错误信息。

对于常见的断言,举一些例子如下:

  • 同等性断言 Equality Asserts

    expect(sth).toEqual(value)
  • expect(sth).not.toEqual(value)
  • 比较性断言 Comparison Asserts

      expect(sth).toBeGreaterThan(number)
    • expect(sth).toBeLessThanOrEqual(number)
  • 类型性断言 Type Asserts

      expect(sth).toBeInstanceOf(Class)
  • 条件性测试 Condition Test

      expect(sth).toBeTruthy()
    • expect(sth).toBeFalsy()
    • expect(sth).toBeDefined()

    断言库

    断言库主要提供上述断言的语义化方法,用于对参与测试的值做各种各样的判断。这些语义化方法会返回测试的结果,要么成功、要么失败。常见的断言库有 Should.js, Chai.js 等。

    测试用例 test case

    为某个特殊目标而编制的一组测试输入、执行条件以及预期结果,以便测试某个程序路径或核实是否满足某个特定需求。

    一般的形式为:

    it('should ...', function() {
    ...
    
    expect(sth).toEqual(sth);
    });

    测试套件 test suite

    通常把一组相关的测试称为一个测试套件

    一般的形式为:

    describe('test ...', function() {
    
    it('should ...', function() { ... });
    
    it('should ...', function() { ... });
    
    ...
    
    });

    spy

    正如 spy 字面的意思一样,我们用这种“间谍”来“监视”函数的调用情况

    通过对监视的函数进行包装,可以通过它清楚的知道该函数被调用过几次、传入什么参数、返回什么结果,甚至是抛出的异常情况。

    var spy = sinon.spy(MyComp.prototype, 'componentDidMount');
    
    ...
    
    expect(spy.callCount).toEqual(1);

    stub

    有时候会使用stub来嵌入或者直接替换掉一些代码,来达到隔离的目的

    一个stub可以使用最少的依赖方法来模拟该单元测试。比如一个方法可能依赖另一个方法的执行,而后者对我们来说是透明的。好的做法是使用stub 对它进行隔离替换。这样就实现了更准确的单元测试。

    var myObj = {
    prop: function() {
    return 'foo';
    }
    };
    
    sinon.stub(myObj, 'prop').callsFake(function() {
    return 'bar';
    });
    
    myObj.prop(); // 'bar'

    mock

    mock一般指在测试过程中,对于某些不容易构造或者不容易获取的对象,用一个虚拟的对象来创建以便测试的测试方法

    广义的讲,以上的 spy 和 stub 等,以及一些对模块的模拟,对 ajax 返回值的模拟、对 timer 的模拟,都叫做 mock 。

    测试覆盖率(code coverage)

    用于统计测试用例对代码的测试情况,生成相应的报表,比如 istanbul 是常见的测试覆盖率统计工具

    II. React 单元测试中用到的工具

    Jest

    不同于"传统的"(其实也没出现几年)的 jasmine / Mocha / Chai 等前端测试框架 -- Jest的使用更简单,并且提供了更高的集成度、更丰富的功能。

    Jest 是 Facebook 出品的一个测试框架,相对其他测试框架,其一大特点就是就是内置了常用的测试工具,比如自带断言、测试覆盖率工具,实现了开箱即用。

    此外, Jest 的测试用例是并行执行的,而且只执行发生改变的文件所对应的测试,提升了测试速度。

    四个基础单词

    编写单元测试的语法通常非常简单;对于jest来说,由于其内部使用了 Jasmine 2 来进行测试,故其用例语法与 Jasmine 相同。

    实际上,只要先记这住四个单词,就足以应付大多数测试情况了:

    • describe: 定义一个测试套件
    • it:定义一个测试用例
    • expect:断言的判断条件
    • toEqual:断言的比较结果
    describe('test ...', function() {
    it('should ...', function() {
    expect(sth).toEqual(sth);
    expect(sth.length).toEqual(1);
    expect(sth > oth).toEqual(true);
    });
    });

    配置

    Jest 号称自己是一个 “Zero configuration testing platform”,只需在 npm scripts里面配置了test: jest,即可运行npm test,自动识别并测试符合其规则的(一般是 __test__ 目录下的)用例文件。

    实际使用中,适当的自定义配置一下,会得到更适合我们的测试场景:

    //jest.config.js
    
    module.exports = {
    modulePaths: [
    "<rootDir>/src/"
    ],
    moduleNameMapper: {
    "\.(css|less)$": '<rootDir>/__test__/NullModule.js'
    },
    collectCoverage: true,
    coverageDirectory: "<rootDir>/src/",
    coveragePathIgnorePatterns: [
    "<rootDir>/__test__/"
    ],
    coverageReporters: ["text"],
    };

    在这个简单的配置文件中,我们指定了测试的“根目录”,配置了覆盖率(内置的istanbul)的一些格式,并将原本在webpack中对样式文件的引用指向了一个空模块,从而跳过了这一对测试无伤大雅的环节

    //NullModule.js
    
    module.exports = {};

    另外值得一提的是,由于jest.config.js是一个会在npm脚本中被调用的普通 JS 文件,而非XXX.json.XXXrc的形式,所以 nodejs 的各自操作都可以进行,比如引入 fs 进行预处理读写等,灵活性非常高,可以很好的兼容各种项目

    babel-jest

    由于是面向src目录下测试其React代码,并且还使用了ES6语法,所以项目下需要存在一个.babelrc文件:

    {
    "presets": ["env", "react"]
    }

    以上是基本的配置,而实际由于webpack可以编译es6的模块,一般将babel中设为{ "modules": false },此时的配置为:

    //package.json
    
    "scripts": {
    "test": "cross-env NODE_ENV=test jest",
    },
    //.babelrc
    
    {
    "presets": [
    ["es2015", {"modules": false}],
    "stage-1",
    "react"
    ],
    "plugins": [
    "transform-decorators-legacy",               如果对软件测试、接口测试、自动化测试、性能测试、LR脚本开发、面试经验交流。
    "react-hot-loader/babel"                     感兴趣可以175317069,群内会有不定期的发放免费的资料链接,这些资料都是从各
    ],                                             个技术网站搜集、整理出来的,如果你有好的学习资料可以私聊发我,我会注明出处
    "env": {                                       之后分享给大家。
    "test": {
    "presets": [
    "es2015", "stage-1", "react"
    ],
    "plugins": [
    "transform-decorators-legacy",
    "react-hot-loader/babel"
    ]
    }
    }
    }

    Enzyme

    Enzyme 来自于活跃在 JavaScript 开源社区的 Airbnb 公司,是对官方测试工具库(react-addons-test-utils)的封装。

    这个单词的伦敦读音为 ['enzaɪm],酵素或酶的意思,Airbnb 并没有给它设计一个图标,估计就是想取用它来分解 React 组件的意思吧。

    它模拟了 jQuery 的 API,非常直观并且易于使用和学习,提供了一些与众不同的接口和几个方法来减少测试的样板代码,方便判断、操纵和遍历 React Components 的输出,并且减少了测试代码和实现代码之间的耦合。

    一般使用 Enzyme 中的 mount 或 shallow 方法,将目标组件转化为一个 ReactWrapper对象,并在测试中调用其各种方法:

    import Enzyme,{ mount } from 'enzyme';
    
    ...
    
    describe('test ...', function() {
    
    it('should ...', function() {
    wrapper = mount(
    <MyComp isDisabled={true} />
    );
    expect( wrapper.find('input').exists() ).toBeTruthy();
    });
    });

    sinon

    图中这位“我牵着马”的并不是卷帘大将沙悟净...其实图中的故事正是人所皆知的“特洛伊木马”;大概意思就是希腊人围困了特洛伊人十多年,久攻不下,心生一计,把营盘都撤了,只留下一个巨大的木马(里面装着士兵),以及这位被扒光还被打得够呛的人,也就是此处要谈的主角sinon,由他欺骗特洛伊人 --- 后面的剧情大家就都熟悉了。

    所以这个命名的测试工具呢,也正是各种伪装渗透方法的合集,为单元测试提供了独立而丰富的 spy, stub 和 mock 方法,兼容各种测试框架。

    虽然 Jest 本身也有一些实现 spy 等的手段,但 sinon 使用起来更加方便。

    III. 用测试驱动 React 组件重构

    这里不展开讨论经典的 “测试驱动开发”(TDD - test driven development) 理论 -- 简单的说,把测试正向加诸开发,先写用例再逐步实现,就是TDD,这是很好理解的。

    而当我们反过头来,对既有代码补充测试用例,使其测试覆盖率不断提高,并在此过程中改善原有设计,修复潜在问题,同时又保证原有接口不收影响,这种 TDD 行为虽然没人称之为“测试驱动重构”(test driven refactoring),但“重构”这个概念本身就包含了用测试保驾护航的意思,是必不可少的题中之意。

    对于一些组件和共有函数等,完善的测试也是一种最好的使用说明书。

    失败-编码-通过 三部曲

    由于测试结果中,成功的用例会用绿色表示,而失败的部分会显示为红色,所以单元测试也常常被称为 “Red/Green Testing” 或 “Red/Green Refactoring” , 这也是 TDD 中的一般性步骤:

    1. 添加一个测试
    2. 运行所有测试,看看新加的这个是不是失败了;如果能成功则重复步骤1
    3. 根据失败报错,有针对性的编写或改写代码;这一步的唯一目的就是通过测试,先不必纠结细节
    4. 再次运行测试;如果能成功则跳到步骤5,否则重复步骤3
    5. 重构已经通过测试的代码,使其更可读、更易维护,且不影响通过测试
    6. 重复步骤1

    如果对软件测试、接口测试、自动化测试、性能测试、LR脚本开发、面试经验交流。感兴趣可以175317069,群内会有不定期的发放免费的资料链接,这些资料都是从各个技术网站搜集、整理出来的,如果你有好的学习资料可以私聊发我,我会注明出处之后分享给大家。

    解读测试覆盖率

    这就是 jest 内置的 istanbul 输出的覆盖率结果。

    之所以叫做“伊斯坦布尔”,是因为土耳其地毯世界闻名,而地毯是用来"覆盖"的‍♀️。

    表格中的第2列至第5列,分别对应四个衡量维度:

    • 语句覆盖率(statement coverage):是否每个语句都执行了
    • 分支覆盖率(branch coverage):是否每个if代码块都执行了
    • 函数覆盖率(function coverage):是否每个函数都调用了
    • 行覆盖率(line coverage):是否每一行都执行了

    测试结果根据覆盖率被分为“绿色、黄色、红色”三种,应该视具体情况尽量提高相应模块的测试覆盖率。

    优化依赖 让 React 组件变得 testable

    合理编写组件化的 React,并将足够独立、功能专一的组件作为测试的单元,将使得单元测试变得容易;

    反之,测试的过程让我们更易厘清关系,将原本的组件重构或分解成更合理的结构。分离出的子组件往往也更容易写成stateless的无状态组件,使得性能和关注点更加优化。

    明确指定 PropTypes

    对于一些之前定义并不清晰的组件,可以统一引入 prop-types,明确组件可接收的props;一方面可以在开发/编译过程中随时发现错误,另外也可以在团队中其他成员引用组件时形成一个明晰的列表。

    IV. React 单元测试常见案例

    用例的预处理或后处理

    可以用beforeEachafterEach做一些统一的预置和善后工作,在每个用例的之前和之后都会自动调用:

    describe('test components/Comp', function() {
    
    let wrapper;
    let spy;
    
    beforeEach(function() {
    jest.useFakeTimers();
    
    spy = sinon.spy(Comp.prototype, 'componentDidMount');
    });
    afterEach(function() {
    jest.useRealTimers();
    
    wrapper && wrapper.unmount();
    
    didMountSpy.restore();
    didMountSpy = null;
    });
    
    it('应该正确显示基本结构', function() {
    wrapper = mount(
    <Comp ... />
    );
    
    expect(wrapper.find('a').text()).toEqual('HELLO!');
    });
    
    ...
    
    });

    调用组件的“私有”方法

    对于一些组件中,如果希望在测试阶段调用到其一些内部方法,又不想对原组件改动过大的,可以用instance()取得组件类实例:

    it('应该正确获取组件类实例', function() {
    var wrapper = mount(
    <MultiSelect
    name="HELLOKITTY"
    placeholder="select sth..." />
    );
    
    var wi = wrapper.instance();
    
    expect( wi.props.name ).toEqual( "HELLOKITTY" );
    expect( wi.state.open ).toEqual( false );
    });

    异步操作的测试

    作为UI组件,React组件中一些操作需要延时进行,诸如onscrolloninput这类高频触发动作,需要做函数防抖或节流,比如常用的 lodash 的 debounce 等。

    所谓的异步操作,在不考虑和 ajax 整合的集成测试的情况下,一般都是指此类操作,只用 setTimeout 是不行的,需要搭配 done 函数使用:

    //组件中
    
    const Comp = (props)=>(
    <input type="text" id="searchIpt"               onChange={ debounce(props.onSearch, 500) } />
    );
    //单元测试中
    
    it('应该在输入时触发回调', function(done) {
    var spy = jest.fn();
    
    var wrapper = mount(
    <Comp onChange={ spy } />
    );
    
    wrapper.find('#searchIpt').simulate('change');
    
    setTimeout(()=>{
    expect( spy ).toHaveBeenCalledTimes( 1 );
    done();
    }, 550);
    });

    一些全局和单例的模拟

    一些模块中可能耦合了对 window.xxx 这类全局对象的引用,而完全去实例化这个对象可能又牵扯出很多其他的问题,难以进行;此时可以见招拆招,只模拟一个最小化的全局对象,保证测试的进行:

    //fakeAppFacade.js
    
    var facade = {
    router: {
    current: function() {
    return {name:null, params:null};
    }
    },  appData: {
    symbol: "&yen;"
    }
    };
    
    window._appFacade = facade;
    module.exports = facade;
    //测试套件中
    
    import fakeFak from '../fakeAppFacade';

    另外比如 LocalStroage 这类对象,测试端环境中没有原生支持,也可以简单模拟一下:

    //fakeStorage.js
    
    var _util = {};
    var fakeStorage = {
    "set": function(k, v) {
    _util['_fakeSave_'+k] = v;
    },
    "get": function(k) {
    return _util['_fakeSave_'+k] || null;
    },
    "remove": function(k) {
    delete _util['_fakeSave_'+k];
    },
    "has": function(k) {
    return _util.hasOwnProperty('_fakeSave_'+k);
    }
    };
    module.exports = fakeStorage;

    棘手的 react-bootstrap/modal

    在一个项目中用到了 react-bootstrap 界面库,测试一个组件时,由于包含了其 Modal 模态弹窗,而弹窗组件是默认渲染到 document 中的,导致难以用普通的 find 方法等获取

    解决的办法是模拟一个渲染到容器组件原处的普通组件:

    //FakeReactBootstrapModal.js
    
    import React, {Component} from 'react';
    
    class FakeReactBootstrapModal extends Component {
    constructor(props) {
    super(props);
    }
    render() { //原生的 react-bootstrap/Modal 无法被 enzyme 测试
    const {
    show,
    bgSize,
    dialogClassName,
    children
    } = this.props;
    return show
    ? <div className={
    `fakeModal ${bgSize} ${dialogClassName}`
    }>{children}</div>
    : null;
    }
    }
    
    export default FakeReactBootstrapModal;

    同时在组件渲染时,加入判断逻辑,使之可以支持自定义的类代替 Modal 类:

    //ModalComp.js
    
    import { Modal } from 'react-bootstrap';
    
    ...
    
    render() {
    const MyModal = this._modalClass || Modal;
    
    return (<MyModal
    bsSize={props.mode>1 ? "large" : "middle"}      dialogClassName="custom-modal">
    
    ...
    
    </MyModal>;
    }

    而测试套件中,实现一个测试专用的子类:

    //myModal.spec.js
    
    import ModalComp from 'components/ModalComp';
    
    class TestModalComp extends ModalComp {
    constructor(props) {
    super(props);
    this._modalClass = FakeReactBootstrapModal;
    }
    }

    这样测试即可顺利进行,跳过了并不重要的 UI 效果,而各种逻辑都能被覆盖了

    模拟fetch请求

    如果对软件测试、接口测试、自动化测试、性能测试、LR脚本开发、面试经验交流。感兴趣可以175317069,群内会有不定期的发放免费的资料链接,这些资料都是从各个技术网站搜集、整理出来的,如果你有好的学习资料可以私聊发我,我会注明出处之后分享给大家。

    在单元测试的过程中,难免碰到一些需要远程请求数据的情况,比如组件获取初始化数据、提交变化数据等。

    要注意这种测试的目的还是考察组件本身的表现,而非重点关心实际远程数据的集成测试,所以我们无需真实的请求,可以简单的模拟一些请求的场景。

    sinon 中有一些模拟 XMLHttpRequest 请求的方法, jest 也有一些第三方的库解决 fetch 的测试;

    在我们的项目中,根据实际的用法,自己实现一个类来模拟请求的响应:

    //FakeFetch.js
    
    import { noop } from 'lodash';
    
    const fakeFetch = (jsonResult, isSuccess=true, callback=noop)=>{
    
    const blob = new Blob(
    [JSON.stringify(jsonResult)],
    {type : 'application/json'}
    );
    
    return (...args)=>{
    console.log('FAKE FETCH', args);
    
    callback.call(null, args);
    
    return isSuccess
    ? Promise.resolve(
    new Response(
    blob,
    {status:200, statusText:"OK"}
    )
    )
    : Promise.reject(
    new Response(
    blob,
    {status:400, statusText:"Bad Request"}
    )
    )
    
    }
    };
    export default fakeFetch;
    //Comp.spec.js
    
    import fakeFetch from '../FakeFetch';
    
    const _fc = window.fetch; //缓存“真实的”fetch
    
    describe('test components/Comp', function() {
    
    let wrapper;
    
    afterEach(function() {
    wrapper && wrapper.unmount();
    window.fetch = _fc; //恢复
    });
    
    it("应该在远程请求时响应onRemoteData", (done)=>{
    
    window.fetch = fakeFetch({
    brand: "GoBelieve",
    tree: {
    node: '总部',
    children: null
    }
    });
    
    let spy = jest.fn();
    
    wrapper = mount(
    <Comp onRemoteData={ spy } />
    );
    
    jest.useRealTimers();
    
    _clickTrigger(); //此时应该发起请求
    
    setTimeout(()=>{
    expect(wrapper.html()).toMatch(/总部/);
    expect(spy).toHaveBeenCalledTimes(1);
    done();
    }, 500);
    
    });
    
    });

    V. 总结

    单元测试作为一种经典的开发和重构手段,在软件开发领域被广泛认可和采用;前端领域也逐渐积累起了丰富的测试框架和方法。

    单元测试可以为我们的开发和维护提供基础保障,使我们在思路清晰、心中有底的情况下完成对代码的搭建和重构;

    需要注意的是,世上没有包治百病的良药,单元测试也绝不是万金油,秉持谨慎认真负责的态度才能从根本上保证我们工作的进行。

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