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测试 ASP.NET Core 服务和 Web 应用

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此内容摘自电子书《适用于容器化 .NET 应用程序的 .NET 微服务体系结构》，可在 .NET 文档上获取，也可作为免费可下载的 PDF 脱机阅读。

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.NET Microservices Architecture for Containerized .NET Applications eBook cover thumbnail.

控制器是 ASP.NET Core API 服务和 ASP.NET MVC Web 应用程序的核心部分。 因此，应该对它们会按照应用程序所计划的那样正常运行有信心。 自动测试可以给你这种信心，还可在生产前检测错误。

需要根据有效或无效输入测试控制器的运行状况，并根据其执行的业务操作的结果测试控制器的响应情况。 但是，应对微服务进行这些类型的测试：

  • 单元测试。 这些测试可确保应用程序的各个组件按预期运行。 断言测试组件 API。

  • 集成测试。 这些测试可确保对于数据库等外部项目，组件交互按预期运行。 断言可以测试组件 API、UI 或数据库 I/O、登录等操作的副作用。

  • 每个微服务的的功能测试。 这些测试可确保从用户角度，应用程序按预期运行。

  • 服务测试。 这些测试可确保测试端到端服务用例，包括同时测试多个服务。 对于此类型的测试，需要首先准备环境。 在这种情况下，这意味着启动服务（例如，通过使用 docker-compose up）。

实现 ASP.NET Core Web API 的单元测试

单元测试涉及在测试应用程序部分时，使之与它的基础结构和依赖关系相隔离。 单元测试控制器逻辑时，仅测试单个操作或方法的内容，不测试其依赖项或框架自身的行为。 单位测试不检测部件间交互的问题，这是集成测试的用途。

单元测试控制器操作时，请确保仅关注其行为。 控制器单元测试可避免筛选器、路由或模型绑定（请求数据到 ViewModel 或 DTO 的映射）等情况。 由于仅专注测试一项内容，单位测试通常编写简单、运行迅速。 正确编写的单位测试集无需过多开销即可经常运行。

单元测试基于 xUnit.net、MSTest、Moq 或 NUnit 等测试框架实现。 对于 eShopOnContainers 示例应用程序，我们使用 xUnit。

为 Web API 控制器编写单元测试时，通过使用 C# 中的新关键字直接实例化控制器类，以便尽快运行测试。 下面的示例演示如何将 xUnit 作为测试框架执行此操作。

[Fact]
public async Task Get_order_detail_success()
{
    //Arrange
    var fakeOrderId = "12";
    var fakeOrder = GetFakeOrder();

    //...

    //Act
    var orderController = new OrderController(
        _orderServiceMock.Object,
        _basketServiceMock.Object,
        _identityParserMock.Object);

    orderController.ControllerContext.HttpContext = _contextMock.Object;
    var actionResult = await orderController.Detail(fakeOrderId);

    //Assert
    var viewResult = Assert.IsType<ViewResult>(actionResult);
    Assert.IsAssignableFrom<Order>(viewResult.ViewData.Model);
}

为每个微服务实现集成和功能测试

如上所述，集成测试和功能测试具有不同的用途和目标。 但是，测试 ASP.NET Core 控制器时实现两者的方式类似，所以在此部分中，我们着重介绍集成测试。

集成测试可确保应用程序的组件在组装后正常运行。 ASP.NET Core 使用单元测试框架和可用于处理请求（无网络费用）的内置测试 web 主机支持集成测试。

与单元测试不同，集成测试经常产生应用程序基础结构问题，例如数据库、文件系统、网络资源或 web 请求和响应。 单元测试使用虚设或 mock 对象解决这些问题。 但集成测试的目的是确保系统按预期正常运行，因此对于集成测试，不能使用虚设或 mock 对象。 可以改为使用基础结构，如数据库访问或从其他服务中调用服务。

与单元测试相比，集成测试执行较多的代码片段，且集成测试依赖基础结构元素，因此它的速度比单元测试慢几个数量级。 因此，最好限制编写和运行的集成测试数量。

ASP.NET Core 包括可用于处理 HTTP 请求且无网络费用的内置测试 web 主机，这意味着可比使用真正的 Web 主机时更快地运行这些测试。 NuGet 组件中，测试 web 主机 (TestServer) 作为 Microsoft.AspNetCore.TestHost 提供。 可将其添加到集成测试项目，并用于托管 ASP.NET Core 应用程序。

如以下代码所示，创建 ASP.NET Core 控制器的集成测试时，通过测试主机实例化控制器。 此功能相当于 HTTP 请求，但它的运行速度更快。

public class PrimeWebDefaultRequestShould
{
    private readonly TestServer _server;
    private readonly HttpClient _client;

    public PrimeWebDefaultRequestShould()
    {
        // Arrange
        _server = new TestServer(new WebHostBuilder()
           .UseStartup<Startup>());
        _client = _server.CreateClient();
    }

    [Fact]
    public async Task ReturnHelloWorld()
    {
        // Act
        var response = await _client.GetAsync("/");
        response.EnsureSuccessStatusCode();
        var responseString = await response.Content.ReadAsStringAsync();
        // Assert
        Assert.Equal("Hello World!", responseString);
    }
}

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在多容器应用程序上实现服务测试

如前所述，在测试多容器应用程序时，所有微服务需要在 Docker 主机或容器群集内运行。 包含有关一系列微服务的多个操作的端到端服务测试要求通过运行 docker-compose up（如果使用业务流程协调程序，则运行同等机制），在 Docker 主机中部署和启动整个应用程序。 整个应用程序及其所有服务运行后，可以执行端到端集成和功能测试。

可以使用多种方法。 在用于部署应用程序的 docker-compose.yml 文件 中，可在解决方案级别扩展入口点，以使用 dotnet 测试。 还可以使用将在设置为目标的映像中运行测试的其他 compose 文件。 通过使用包括容器上的微服务和数据库的其他集成测试 compose 文件，可确保运行测试前相关数据始终重置为其初始状态。

compose 应用程序运行后，如果运行 Visual Studio，可利用断点和异常。 或者可在 Azure DevOps Services 或支持 Docker 容器的其他任何 CI/CD 系统中的 CI 管道中自动运行集成测试。

在 eShopOnContainers 中进行测试

参考应用程序 (eShopOnContainers) 测试最近进行了重构，现在有四种类别：

  1. 单元 测试，只是普通的旧式常规单元测试，包含在 {MicroserviceName}.UnitTests 项目中

  2. 微服务功能/集成测试 ，具有涉及每个微服务的基础结构但相互独立的测试用例，包含在 {MicroserviceName}.FunctionalTests 项目中。

  3. 应用程序功能/集成测试，侧重于微服务集成，具有执行多个微服务的测试用例。 这些测试位于项目 Application.FunctionalTests 中。

单元测试和集成测试在微服务项目中的测试文件夹中进行组织，而应用程序和负载测试是在根文件夹下单独管理的，如图 6-25 所示。

Screenshot of VS pointing out some of the test projects in the solution.

图 6-25。 eShopOnContainers 中的测试文件夹结构

微服务和应用程序功能/集成测试使用常规测试运行程序从 Visual Studio 运行，但首先需要通过一组包含在解决方案测试文件夹中的 docker-compose 文件启动所需基础结构服务：

docker-compose-test.yml

version: '3.4'

services:
  redis.data:
    image: redis:alpine
  rabbitmq:
    image: rabbitmq:3-management-alpine
  sqldata:
    image: mcr.microsoft.com/mssql/server:2017-latest
  nosqldata:
    image: mongo

docker-compose-test.override.yml

version: '3.4'

services:
  redis.data:
    ports:
      - "6379:6379"
  rabbitmq:
    ports:
      - "15672:15672"
      - "5672:5672"
  sqldata:
    environment:
      - SA_PASSWORD=Pass@word
      - ACCEPT_EULA=Y
    ports:
      - "5433:1433"
  nosqldata:
    ports:
      - "27017:27017"

因此，若要运行功能/集成测试，必须首先从解决方案测试文件夹运行此命令：

docker-compose -f docker-compose-test.yml -f docker-compose-test.override.yml up

正如你所见，这些 docker-compose 文件仅启动 Redis、RabbitMQ、SQL Server 和 MongoDB 微服务。

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