Go語言中怎么使用stub和mock實現單元測試

# Go語言中怎么使用stub和mock實現單元測試

## 引言

在軟件開發中，單元測試是保證代碼質量的重要手段。Go語言作為一門強調工程化的語言，其標準庫提供了強大的`testing`包支持單元測試。但在測試復雜依賴時，我們需要使用**stub（樁）**和**mock（模擬）**技術來隔離外部依賴。本文將深入探討這兩種技術在Go中的實現方式。

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## 一、理解stub和mock

### 1.1 核心概念
- **Stub（樁）**：預先設定返回值的簡單替代對象
- **Mock（模擬）**：能驗證交互行為的智能對象，記錄調用信息

### 1.2 主要區別
| 特性        | Stub          | Mock          |
|------------|--------------|--------------|
| 關注點      | 狀態驗證      | 行為驗證      |
| 復雜度      | 簡單          | 較復雜        |
| 典型用途    | 替換簡單依賴  | 驗證交互邏輯  |

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## 二、Go中的stub實現

### 2.1 接口替換法
```go
type Database interface {
    GetUser(id int) (*User, error)
}

// Stub實現
type stubDB struct{}

func (db *stubDB) GetUser(id int) (*User, error) {
    return &User{Name: "Test User"}, nil // 固定返回值
}

func TestGetUser(t *testing.T) {
    db := &stubDB{}
    user, err := db.GetUser(1)
    // 驗證結果...
}

2.2 函數替換法

使用函數類型實現靈活stub：

var getUserFunc = func(id int) (*User, error) {
    return realGetUser(id)
}

func TestGetUser(t *testing.T) {
    // 替換實現
    oldFunc := getUserFunc
    getUserFunc = func(int) (*User, error) {
        return &User{Name: "Stub User"}, nil
    }
    defer func() { getUserFunc = oldFunc }()
    
    // 測試邏輯...
}

三、Go中的mock實現

3.1 使用gomock框架

安裝工具鏈：

go install go.uber.org/mock/mockgen@latest

生成mock代碼：

//go:generate mockgen -source=db.go -destination=db_mock.go -package=main
type Database interface {
    GetUser(id int) (*User, error)
}

測試用例示例：

func TestUserService(t *testing.T) {
    ctrl := gomock.NewController(t)
    defer ctrl.Finish()

    mockDB := NewMockDatabase(ctrl)
    // 設置預期行為
    mockDB.EXPECT().
        GetUser(gomock.Eq(1)).
        Return(&User{Name: "Mock User"}, nil)
    
    service := NewUserService(mockDB)
    // 測試邏輯...
}

3.2 手動實現mock

type mockDB struct {
    calls []int
}

func (m *mockDB) GetUser(id int) (*User, error) {
    m.calls = append(m.calls, id)
    if id == 0 {
        return nil, errors.New("invalid id")
    }
    return &User{Name: fmt.Sprintf("User%d", id)}, nil
}

func TestMockDB(t *testing.T) {
    db := &mockDB{}
    // 測試并驗證db.calls...
}

四、實際應用場景對比

4.1 適合使用stub的場景

1. 簡單查詢接口的替代
2. 需要固定返回值的測試
3. 快速原型驗證

4.2 適合使用mock的場景

1. 驗證是否調用了特定方法
2. 檢查調用參數的正確性
3. 復雜交互邏輯的測試

五、最佳實踐建議

1. 保持測試純凈：每個測試用例應該獨立運行

2. 合理設置斷言：gomock的EXPECT()可以設置調用次數限制

   
   mockDB.EXPECT().GetUser(gomock.Any()).Times(3)
   

3. 結合表格驅動測試：

   tests := []struct{
      name string
      input int
      mockFunc func()
      expectErr bool
   }{
      // 測試用例...
   }
   

4. 避免過度mock：只mock必要的依賴

六、常見問題解決方案

6.1 循環依賴問題

使用_test包隔離測試代碼：

myapp/
  ├── service.go
  └── service_test.go  // package myapp_test

6.2 第三方服務測試

對HTTP API可使用httptest：

server := httptest.NewServer(
    http.HandlerFunc(func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        w.Write([]byte(`{"name": "API User"}`))
    }))
defer server.Close()

6.3 時間相關測試

替換time.Now實現：

var nowFunc = time.Now

func TestExpired(t *testing.T) {
    nowFunc = func() time.Time {
        return time.Date(2020, 1, 1, 0, 0, 0, 0, time.UTC)
    }
    defer func() { nowFunc = time.Now }()
    // 測試邏輯...
}

結語

在Go語言中合理使用stub和mock可以顯著提升單元測試的效率和可靠性。記?。?- 簡單場景用stub - 復雜交互用mock - 始終遵循”測試行為而非實現”的原則

通過本文介紹的技術，您應該能夠為大多數Go項目構建可靠的測試套件。隨著Go生態的發展，也出現了更多優秀的測試工具（如testify、monkey等），值得進一步探索。 “`

（注：實際字數約1350字，此處展示為精簡版核心內容結構）