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本篇內(nèi)容介紹了“Go語(yǔ)言怎么通過(guò)測(cè)試保證質(zhì)量”的有關(guān)知識(shí),在實(shí)際案例的操作過(guò)程中,不少人都會(huì)遇到這樣的困境,接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
在開(kāi)發(fā)完一個(gè)功能后,你可能會(huì)直接把代碼合并到代碼庫(kù),用于上線或供其他人使用。但這樣是不對(duì)的,因?yàn)槟氵€沒(méi)有對(duì)所寫(xiě)的代碼進(jìn)行測(cè)試。沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試的代碼邏輯可能會(huì)存在問(wèn)題:如果強(qiáng)行合并到代碼庫(kù),可能影響其他人的開(kāi)發(fā);如果強(qiáng)行上線,可能導(dǎo)致線上 Bug、影響用戶使用。
顧名思義,單元測(cè)試強(qiáng)調(diào)的是對(duì)單元進(jìn)行測(cè)試。在開(kāi)發(fā)中,一個(gè)單元可以是一個(gè)函數(shù)、一個(gè)模塊等。一般情況下,你要測(cè)試的單元應(yīng)該是一個(gè)完整的最小單元,比如 Go 語(yǔ)言的函數(shù)。這樣的話,當(dāng)每個(gè)最小單元都被驗(yàn)證通過(guò),那么整個(gè)模塊、甚至整個(gè)程序就都可以被驗(yàn)證通過(guò)。
單元測(cè)試由開(kāi)發(fā)者自己編寫(xiě),也就是誰(shuí)改動(dòng)了代碼,誰(shuí)就要編寫(xiě)相應(yīng)的單元測(cè)試代碼以驗(yàn)證本次改動(dòng)的正確性。
雖然每種編程語(yǔ)言里單元測(cè)試的概念是一樣的,但它們對(duì)單元測(cè)試的設(shè)計(jì)不一樣。Go 語(yǔ)言也有自己的單元測(cè)試規(guī)范,下面我會(huì)通過(guò)一個(gè)完整的示例為你講解,這個(gè)例子就是經(jīng)典的斐波那契數(shù)列。
斐波那契數(shù)列是一個(gè)經(jīng)典的黃金分隔數(shù)列:它的第 0 項(xiàng)是 0;第 1 項(xiàng)是 1;從第 2 項(xiàng)開(kāi)始,每一項(xiàng)都等于前兩項(xiàng)之和。所以它的數(shù)列是:0、1、1、2、3、5、8、13、21……
說(shuō)明:為了便于總結(jié)后面的函數(shù)方程式,我這里特意寫(xiě)的從第 0 項(xiàng)開(kāi)始,其實(shí)現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有第 0 項(xiàng)。
根據(jù)以上規(guī)律,可以總結(jié)出它的函數(shù)方程式。
F(0)=0
F(1)=1
F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)
有了函數(shù)方程式,再編寫(xiě)一個(gè) Go 語(yǔ)言函數(shù)來(lái)計(jì)算斐波那契數(shù)列就比較簡(jiǎn)單了,代碼如下:
ch28/main.go
func Fibonacci(n int) int { if n < 0 { return 0 } if n == 0 { return 0 } if n == 1 { return 1 } return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2) }
也就是通過(guò)遞歸的方式實(shí)現(xiàn)了斐波那契數(shù)列的計(jì)算。
Fibonacci 函數(shù)已經(jīng)編寫(xiě)好了,可以供其他開(kāi)發(fā)者使用,不過(guò)在使用之前,需要先對(duì)它進(jìn)行單元測(cè)試。你需要新建一個(gè) go 文件用于存放單元測(cè)試代碼。剛剛編寫(xiě)的 Fibonacci 函數(shù)在ch28/main.go文件中,那么對(duì) Fibonacci 函數(shù)進(jìn)行單元測(cè)試的代碼需要放在ch28/main_test.go中*,*測(cè)試代碼如下:
ch28/main_test.go
func TestFibonacci(t *testing.T) { //預(yù)先定義的一組斐波那契數(shù)列作為測(cè)試用例 fsMap := map[int]int{} fsMap[0] = 0 fsMap[1] = 1 fsMap[2] = 1 fsMap[3] = 2 fsMap[4] = 3 fsMap[5] = 5 fsMap[6] = 8 fsMap[7] = 13 fsMap[8] = 21 fsMap[9] = 34 for k, v := range fsMap { fib := Fibonacci(k) if v == fib { t.Logf("結(jié)果正確:n為%d,值為%d", k, fib) } else { t.Errorf("結(jié)果錯(cuò)誤:期望%d,但是計(jì)算的值是%d", v, fib) } } }
在這個(gè)單元測(cè)試中,我通過(guò) map 預(yù)定義了一組測(cè)試用例,然后通過(guò) Fibonacci 函數(shù)計(jì)算結(jié)果。同預(yù)定義的結(jié)果進(jìn)行比較,如果相等,則說(shuō)明 Fibonacci 函數(shù)計(jì)算正確,不相等則說(shuō)明計(jì)算錯(cuò)誤。
然后即可運(yùn)行如下命令,進(jìn)行單元測(cè)試:
? go test -v ./ch28
這行命令會(huì)運(yùn)行 ch28 目錄下的所有單元測(cè)試,因?yàn)槲抑粚?xiě)了一個(gè)單元測(cè)試,所以可以看到結(jié)果如下所示:
? go test -v ./ch28
=== RUN TestFibonacci
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為0,值為0
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為1,值為1
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為6,值為8
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為8,值為21
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為9,值為34
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為2,值為1
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為3,值為2
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為4,值為3
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為5,值為5
main_test.go:21: 結(jié)果正確:n為7,值為13
--- PASS: TestFibonacci (0.00s)
PASS
ok gotour/ch28 (cached)
在打印的測(cè)試結(jié)果中,你可以看到 PASS 標(biāo)記,說(shuō)明單元測(cè)試通過(guò),而且還可以看到我在單元測(cè)試中寫(xiě)的日志。
這就是一個(gè)完整的 Go 語(yǔ)言單元測(cè)試用例,它是在 Go 語(yǔ)言提供的測(cè)試框架下完成的。Go 語(yǔ)言測(cè)試框架可以讓我們很容易地進(jìn)行單元測(cè)試,但是需要遵循五點(diǎn)規(guī)則。
含有單元測(cè)試代碼的 go 文件必須以 _test.go 結(jié)尾,Go 語(yǔ)言測(cè)試工具只認(rèn)符合這個(gè)規(guī)則的文件。
單元測(cè)試文件名 _test.go 前面的部分最好是被測(cè)試的函數(shù)所在的 go 文件的文件名,比如以上示例中單元測(cè)試文件叫 main_test.go,因?yàn)闇y(cè)試的 Fibonacci 函數(shù)在 main.go 文件里。
單元測(cè)試的函數(shù)名必須以 Test 開(kāi)頭,是可導(dǎo)出的、公開(kāi)的函數(shù)。
測(cè)試函數(shù)的簽名必須接收一個(gè)指向 testing.T 類(lèi)型的指針,并且不能返回任何值。
函數(shù)名最好是 Test + 要測(cè)試的函數(shù)名,比如例子中是 TestFibonacci,表示測(cè)試的是 Fibonacci 這個(gè)函數(shù)。
遵循以上規(guī)則,你就可以很容易地編寫(xiě)單元測(cè)試了。單元測(cè)試的重點(diǎn)在于熟悉業(yè)務(wù)代碼的邏輯、場(chǎng)景等,以便盡可能地全面測(cè)試,保障代碼質(zhì)量。
以上示例中的 Fibonacci 函數(shù)是否被全面地測(cè)試了呢?這就需要用單元測(cè)試覆蓋率進(jìn)行檢測(cè)了。
Go 語(yǔ)言提供了非常方便的命令來(lái)查看單元測(cè)試覆蓋率。還是以 Fibonacci 函數(shù)的單元測(cè)試為例,通過(guò)一行命令即可查看它的單元測(cè)試覆蓋率。
? go test -v --coverprofile=ch28.cover ./ch28
這行命令包括 --coverprofile 這個(gè) Flag,它可以得到一個(gè)單元測(cè)試覆蓋率文件,運(yùn)行這行命令還可以同時(shí)看到測(cè)試覆蓋率。Fibonacci 函數(shù)的測(cè)試覆蓋率如下:
PASS coverage: 85.7% of statements ok gotour/ch28 0.367s coverage: 85.7% of statements
可以看到,測(cè)試覆蓋率為 85.7%。從這個(gè)數(shù)字來(lái)看,F(xiàn)ibonacci 函數(shù)應(yīng)該沒(méi)有被全面地測(cè)試,這時(shí)候就需要查看詳細(xì)的單元測(cè)試覆蓋率報(bào)告了。
運(yùn)行如下命令,可以得到一個(gè) HTML 格式的單元測(cè)試覆蓋率報(bào)告:
? go tool cover -html=ch28.cover -o=ch28.html
命令運(yùn)行后,會(huì)在當(dāng)前目錄下生成一個(gè) ch28.html 文件,使用瀏覽器打開(kāi)它,可以看到圖中的內(nèi)容:
單元測(cè)試覆蓋率報(bào)告
紅色標(biāo)記的部分是沒(méi)有測(cè)試到的,綠色標(biāo)記的部分是已經(jīng)測(cè)試到的。這就是單元測(cè)試覆蓋率報(bào)告的好處,通過(guò)它你可以很容易地檢測(cè)自己寫(xiě)的單元測(cè)試是否完全覆蓋。
根據(jù)報(bào)告,我再修改一下單元測(cè)試,把沒(méi)有覆蓋的代碼邏輯覆蓋到,代碼如下:
fsMap[-1] = 0
也就是說(shuō),由于圖中 n<0 的部分顯示為紅色,表示沒(méi)有測(cè)試到,所以我們需要再添加一組測(cè)試用例,用于測(cè)試 n<0 的情況?,F(xiàn)在再運(yùn)行這個(gè)單元測(cè)試,查看它的單元測(cè)試覆蓋率,就會(huì)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是 100% 了。
除了需要保證我們編寫(xiě)的代碼的邏輯正確外,有時(shí)候還有性能要求。那么如何衡量代碼的性能呢?這就需要基準(zhǔn)測(cè)試了。
基準(zhǔn)測(cè)試(Benchmark)是一項(xiàng)用于測(cè)量和評(píng)估軟件性能指標(biāo)的方法,主要用于評(píng)估你寫(xiě)的代碼的性能。
Go 語(yǔ)言的基準(zhǔn)測(cè)試和單元測(cè)試規(guī)則基本一樣,只是測(cè)試函數(shù)的命名規(guī)則不一樣?,F(xiàn)在還以 Fibonacci 函數(shù)為例,演示 Go 語(yǔ)言基準(zhǔn)測(cè)試的使用。
Fibonacci 函數(shù)的基準(zhǔn)測(cè)試代碼如下:
ch28/main_test.go
func BenchmarkFibonacci(b *testing.B){ for i:=0;i<b.N;i++{ Fibonacci(10) } }
這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的 Go 語(yǔ)言基準(zhǔn)測(cè)試示例,它和單元測(cè)試的不同點(diǎn)如下:
基準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)必須以 Benchmark 開(kāi)頭,必須是可導(dǎo)出的;
函數(shù)的簽名必須接收一個(gè)指向 testing.B 類(lèi)型的指針,并且不能返回任何值;
最后的 for 循環(huán)很重要,被測(cè)試的代碼要放到循環(huán)里;
b.N 是基準(zhǔn)測(cè)試框架提供的,表示循環(huán)的次數(shù),因?yàn)樾枰磸?fù)調(diào)用測(cè)試的代碼,才可以評(píng)估性能。
寫(xiě)好了基準(zhǔn)測(cè)試,就可以通過(guò)如下命令來(lái)測(cè)試 Fibonacci 函數(shù)的性能:
? go test -bench=. ./ch28 goos: darwin goarch: amd64 pkg: gotour/ch28 BenchmarkFibonacci-8 3461616 343 ns/op PASS ok gotour/ch28 2.230s
運(yùn)行基準(zhǔn)測(cè)試也要使用 go test 命令,不過(guò)要加上 -bench 這個(gè) Flag,它接受一個(gè)表達(dá)式作為參數(shù),以匹配基準(zhǔn)測(cè)試的函數(shù),"."表示運(yùn)行所有基準(zhǔn)測(cè)試。
下面著重解釋輸出的結(jié)果??吹胶瘮?shù)后面的 -8 了嗎?這個(gè)表示運(yùn)行基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)對(duì)應(yīng)的 GOMAXPROCS 的值。接著的 3461616 表示運(yùn)行 for 循環(huán)的次數(shù),也就是調(diào)用被測(cè)試代碼的次數(shù),最后的 343 ns/op 表示每次需要花費(fèi) 343 納秒。
基準(zhǔn)測(cè)試的時(shí)間默認(rèn)是 1 秒,也就是 1 秒調(diào)用 3461616 次、每次調(diào)用花費(fèi) 343 納秒。如果想讓測(cè)試運(yùn)行的時(shí)間更長(zhǎng),可以通過(guò) -benchtime 指定,比如 3 秒,代碼如下所示:
go test -bench=. -benchtime=3s ./ch28
進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試之前會(huì)做一些準(zhǔn)備,比如構(gòu)建測(cè)試數(shù)據(jù)等,這些準(zhǔn)備也需要消耗時(shí)間,所以需要把這部分時(shí)間排除在外。這就需要通過(guò) ResetTimer 方法重置計(jì)時(shí)器,示例代碼如下:
func BenchmarkFibonacci(b *testing.B) { n := 10 b.ResetTimer() //重置計(jì)時(shí)器 for i := 0; i < b.N; i++ { Fibonacci(n) } }
這樣可以避免因?yàn)闇?zhǔn)備數(shù)據(jù)耗時(shí)造成的干擾。
除了 ResetTimer 方法外,還有 StartTimer 和 StopTimer 方法,幫你靈活地控制什么時(shí)候開(kāi)始計(jì)時(shí)、什么時(shí)候停止計(jì)時(shí)。
在基準(zhǔn)測(cè)試時(shí),還可以統(tǒng)計(jì)每次操作分配內(nèi)存的次數(shù),以及每次操作分配的字節(jié)數(shù),這兩個(gè)指標(biāo)可以作為優(yōu)化代碼的參考。要開(kāi)啟內(nèi)存統(tǒng)計(jì)也比較簡(jiǎn)單,代碼如下,即通過(guò) ReportAllocs() 方法:
func BenchmarkFibonacci(b *testing.B) { n := 10 b.ReportAllocs() //開(kāi)啟內(nèi)存統(tǒng)計(jì) b.ResetTimer() //重置計(jì)時(shí)器 for i := 0; i < b.N; i++ { Fibonacci(n) } }
現(xiàn)在再運(yùn)行這個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試,就可以看到如下結(jié)果:
? go test -bench=. ./ch28
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: gotour/ch28
BenchmarkFibonacci-8 2486265 486 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
PASS
ok gotour/ch28 2.533s
可以看到相比原來(lái)的基準(zhǔn)測(cè)試多了兩個(gè)指標(biāo),分別是 0 B/op 和 0 allocs/op。前者表示每次操作分配了多少字節(jié)的內(nèi)存,后者表示每次操作分配內(nèi)存的次數(shù)。這兩個(gè)指標(biāo)可以作為代碼優(yōu)化的參考,盡可能地越小越好。
小提示:以上兩個(gè)指標(biāo)是否越小越好?這是不一定的,因?yàn)橛袝r(shí)候代碼實(shí)現(xiàn)需要空間換時(shí)間,所以要根據(jù)自己的具體業(yè)務(wù)而定,做到在滿足業(yè)務(wù)的情況下越小越好。
除了普通的基準(zhǔn)測(cè)試外,Go 語(yǔ)言還支持并發(fā)基準(zhǔn)測(cè)試,你可以測(cè)試在多個(gè) goroutine 并發(fā)下代碼的性能。還是以 Fibonacci 為例,它的并發(fā)基準(zhǔn)測(cè)試代碼如下:
func BenchmarkFibonacciRunParallel(b *testing.B) { n := 10 b.RunParallel(func(pb *testing.PB) { for pb.Next() { Fibonacci(n) } }) }
可以看到,Go 語(yǔ)言通過(guò) RunParallel 方法運(yùn)行并發(fā)基準(zhǔn)測(cè)試。RunParallel 方法會(huì)創(chuàng)建多個(gè) goroutine,并將 b.N 分配給這些 goroutine 執(zhí)行。
相信你已經(jīng)理解了 Go 語(yǔ)言的基準(zhǔn)測(cè)試,也學(xué)會(huì)了如何使用,現(xiàn)在我以一個(gè)實(shí)戰(zhàn)幫你復(fù)習(xí)。
還是以 Fibonacci 函數(shù)為例,通過(guò)前面小節(jié)的基準(zhǔn)測(cè)試,會(huì)發(fā)現(xiàn)它并沒(méi)有分配新的內(nèi)存,也就是說(shuō) Fibonacci 函數(shù)慢并不是因?yàn)閮?nèi)存,排除掉這個(gè)原因,就可以歸結(jié)為所寫(xiě)的算法問(wèn)題了。
在遞歸運(yùn)算中,一定會(huì)有重復(fù)計(jì)算,這是影響遞歸的主要因素。解決重復(fù)計(jì)算可以使用緩存,把已經(jīng)計(jì)算好的結(jié)果保存起來(lái),就可以重復(fù)使用了。
基于這個(gè)思路,我將 Fibonacci 函數(shù)的代碼進(jìn)行如下修改:
//緩存已經(jīng)計(jì)算的結(jié)果 var cache = map[int]int{} func Fibonacci(n int) int { if v, ok := cache[n]; ok { return v } result := 0 switch { case n < 0: result = 0 case n == 0: result = 0 case n == 1: result = 1 default: result = Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2) } cache[n] = result return result }
這組代碼的核心在于采用一個(gè) map 將已經(jīng)計(jì)算好的結(jié)果緩存、便于重新使用。改造后,我再來(lái)運(yùn)行基準(zhǔn)測(cè)試,看看剛剛優(yōu)化的效果,如下所示:
BenchmarkFibonacci-8 97823403 11.7 ns/op
可以看到,結(jié)果為 11.7 納秒,相比優(yōu)化前的 343 納秒,性能足足提高了 28 倍。
“Go語(yǔ)言怎么通過(guò)測(cè)試保證質(zhì)量”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章!
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