Go：测试

go test 工具

go test是 Go 语言包的测试驱动程序 ，包依据特定约定组织 。包目录中以_test.go结尾的文件是go test编译对象，而非go build的编译目标 。

特殊测试函数

在*_test.go文件中有三种特殊函数 ：

• 功能测试函数：以Test为前缀命名 ，用于检测程序逻辑正确性 ，go test运行后报告测试结果为PASS（通过）或FAIL（失败 ）。
• 基准测试函数：名称以Benchmark开头 ，用于测试某些操作性能 ，go test会汇报操作的平均执行时间 。
• 示例函数：名称以Example开头 ，提供经机器检查的文档 。后续 11.2 节、11.4 节、11.6 节将分别详述这三种函数。

工作流程

go test工具扫描*_test.go文件查找上述特殊函数 ，生成临时main包调用它们 ，接着进行编译、运行并汇报结果 ，最后清空临时文件 。

Test 函数

func TestName(t *testing.T) {//...
}

测试文件需导入testing包 。功能测试函数以Test为前缀，可选后缀以大写字母开头，函数签名为func TestName(t *testing.T) ，参数t用于汇报测试失败和记录日志 。

package word
func IsPalindrome(s string) bool {for i := range s {if s[i]!= s[len(s)-1-i] {return false}}return true
}package word_test
import "testing"
func TestPalindrome(t *testing.T) {if!IsPalindrome("detartrated") {t.Error(`IsPalindrome("detartrated") = false`)}if!IsPalindrome("kayak") {t.Error(`IsPalindrome("kayak") = false`)}
}
func TestNonPalindrome(t *testing.T) {if IsPalindrome("palindrome") {t.Error(`IsPalindrome("palindrome") = true`)}
}

IsPalindrome函数用于判断字符串是否为回文 。在word_test.go文件中，有TestPalindrome和TestNonPalindrome两个测试函数，分别检查IsPalindrome对回文和非回文输入的判断是否正确，通过t.Error报告错误 。

测试运行与反馈

go test（或go build ）在不指定包参数时，以当前目录所在包为参数 。运行测试命令后，可得到测试结果，如测试通过显示ok及耗时；测试失败会给出具体错误信息，像新增TestFrenchPalindrome和TestCanalPalindrome测试函数后，因IsPalindrome函数存在问题导致测试失败 。

测试选项

• -v选项：可输出包中每个测试用例的名称和执行时间，便于详细了解测试过程 。
• -run选项：参数为正则表达式，能让go test只运行函数名称匹配给定模式的测试函数 。

随机测试

基于表的测试针对精心挑选的输入检测函数，而随机测试通过构建随机输入扩展测试覆盖范围 。

随机测试策略

• 低效算法对比：额外编写一个使用低效但清晰算法的函数，对比两种实现的输出是否一致 。
• 模式构建输入：构建符合特定模式的输入，从而预知对应输出 。

注意事项

随机测试具有不确定性，测试用例失败时要记录足够信息以便重现问题 。对于复杂输入函数，记录伪随机数生成器种子比存储整个输入数据结构更简便 。使用当前时间作种子源，在自动化系统周期性运行测试时，每次运行都会得到新输入 。

测试命令

go test工具不仅用于测试库代码包，也可测试命令 。包名main一般生成可执行文件，但也能当作库导入进行测试 。

测试代码编写

package mainimport ("bytes""fmt""testing"
)func TestEcho(t *testing.T) {var tests = []struct {newline boolsep     stringargs    []stringwant    string}{{true, "", []string{}, "\n"},{false, "", []string{}, ""},{true, "\t", []string{"one", "two", "three"}, "one\ttwo\tthree\n"},{true, ",", []string{"a", "b", "c"}, "a,b,c\n"},{false, ":", []string{"1", "2", "3"}, "1:2:3"},}for _, test := range tests {descr := fmt.Sprintf("echo(%v, %q, %q)",test.newline, test.sep, test.args)out = new(bytes.Buffer) // 捕获的输出if err := echo(test.newline, test.sep, test.args); err!= nil {t.Errorf("%s failed: %v", descr, err)continue}got := out.(*bytes.Buffer).String()if got!= test.want {t.Errorf("%s = %q, want %q", descr, got, test.want)}}
}

在echo_test.go中编写测试代码 ：

• 导入相关包（bytes 、fmt 、testing ），定义TestEcho测试函数 。
• 使用结构体数组tests组织测试用例，每个用例包含newline 、sep 、args 、want（预期输出 ）字段 。
• 遍历测试用例，为每个用例创建bytes.Buffer捕获输出，调用echo函数，若有错误用t.Errorf报告；若无错，对比实际输出与预期输出，不一致时也用t.Errorf报告 。

注意事项

• 测试代码和产品代码在同一包（main包 ）中，测试时该包当作库，TestEcho函数被测试驱动程序调用，main函数被忽略 。
• 可通过添加测试用例扩展测试，文中展示添加错误预期结果的用例及测试失败输出 。
• 测试代码中避免调用log.Fatal和os.Exit ，以免阻止跟踪过程，预期错误应通过返回非空error值报告 。

白盒测试

测试分类可依据对测试包内部了解程度。黑盒测试仅通过公开 API 和文档了解包，包内部逻辑不透明；白盒测试可访问包内部函数和数据结构，进行常规用户无法做到的观察和改动，如检查数据类型不可变性维护情况 。二者互补，黑盒测试健壮，程序更新后基本无需修改，能发现 API 设计缺陷；白盒测试可对实现特定之处作更详细覆盖测试 。

• 以TestIsPalindrome函数为例，仅调用导出的IsPalindrome函数，属于黑盒测试 。
• TestEcho函数调用未导出的echo函数并更新未导出的全局变量out ，属于白盒测试 。

外部测试包

以net/url和net/http包为例，net/http依赖net/url ，若在net/url包内声明测试函数，可能导致包循环引用（Go 规范禁止 ） 。为解决此问题，引入外部测试包 。在net/url目录下，有url_test包声明的文件，后缀_test让go test单独编译该包并运行测试 。外部测试包无法通过常规路径导入 。

外部测试在单独包中，可引用依赖被测包的帮助包，这是包内测试无法做到的 。从设计层次看，外部测试包在其依赖的包之上，能更自由地导入其他包进行测试，尤其适合集成测试 。

• go list工具：可汇总包目录中的文件类型 。
• 特殊文件：有时外部测试包需特殊访问权限避免循环引用，会在包内测试文件（_test.go ）添加函数声明，将包内部功能暴露给外部测试 ，仅为此目的且无自身测试的源文件一般叫export_test.go 。 。

编写有效测试

Go 测试框架极简，与其他语言测试框架不同 。其他语言框架借助反射或元数据识别测试函数，有测试 “启动” 和 “销毁” 钩子，提供断言、值比较、错误消息格式化等工具方法库 ，虽能让测试编写精细，但结果像用其他语言编写测试，且错误消息可能模糊、维护不友好 。

Go 期望测试编写者像编写普通程序一样，通过定义函数避免重复 。测试不是机械填表，测试过程要有良好用户界面（维护者即用户 ） 。好的测试在出错时不崩溃，能输出简洁清晰的现象描述及相关信息，助维护者定位问题；不应在首次失败时终止，而应尝试报告多个错误，从错误发生方式挖掘原因 。

避免脆弱的测试

如果程序在遇到新合法输入时常崩溃，说明程序有缺陷；若测试用例在程序可靠改动时奇怪失败，那么该测试用例是脆弱的 。最脆弱的测试在产品代码稍有改动（无论好坏 ）就失败，这类测试被称为变化探测器或现状探测器 ，处理它们耗费的时间会抵消其带来的好处 。

当被测函数输出复杂（如长字符串、详细数据结构、文件等 ）时，若在测试中检查输出完全匹配预期的 “幸运值” ，随着程序演进，输出内容或输入可能改变，导致测试失败 。比如输出部分内容可能向好改变，但因与测试预期不符而使测试不通过；复杂输入的函数也可能因测试输入不再合法而崩溃 。

避免脆弱测试的关键是仅检查关心的属性 。先测试程序中简单稳定的接口，再测内部函数 。设置断言时要有选择性，例如不追求字符串精确匹配，而是寻找程序进化中不变的子串 。还可编写稳定函数从复杂输出提取核心内容，使断言更可靠 。虽然前期需投入精力，但可减少修复奇怪失败测试的时间消耗。

覆盖率

测试旨在发现 bug 而非证明其不存在，再多测试也无法证明包无 bug ，但测试可增强对包在多种场景下可用的信心 。测试套件覆盖待测包的比例即测试覆盖率 ，它无法精确测量，因程序动态性，微小程序也难精准衡量，但可辅助将测试精力集中在关键处 。语句覆盖率是常用的简单方法，指部分语句在一次执行中至少执行一次 。

• go test相关命令：检测测试可通过$ go test -v -run=Coverage gopl.io/ch7/eval ，加上-coverprofile=c.out标记运行测试，可启用覆盖数据收集，修改源代码副本，在语句块执行前设置布尔变量，执行结束将变量值写入c.out日志文件并输出执行语句汇总信息 。
• go tool cover工具：go tool cover可处理生成的日志，生成 HTML 报告 。如$ go tool cover -html=c.out ，在报告界面中，绿色（浅灰色 ）标记的语句块表示被覆盖，红色（加阴影深灰色 ）表示未被覆盖 。一元操作符Eval方法未被覆盖，添加新测试用例可使其被覆盖；panic语句未覆盖属正常，因不应执行到 。

Benchmark 函数

基准测试是在一定工作负载下检测程序性能的方法 。在 Go 中，基准测试函数名以Benchmark为前缀，拥有*testing.B参数，提供与性能检测相关方法，还包含整数型变量N ，用于指定被检测操作的执行次数 。

基准测试运行器开始时因不确定操作耗时，先用较小N值检测，再推断出足够大的N值以检测稳定运行时间 。在基准测试函数中实现循环，可在循环外执行必要初始化代码且不影响每次迭代时间 ，testing.B参数提供停止、恢复和重置计时器的方法 。

基准测试不仅告知给定操作绝对耗时，还用于比较不同操作相对耗时 。如处理不同数量元素耗时比较、I/O 缓冲区最佳大小选择、不同算法性能对比等 。性能比较函数可被多个Benchmark函数传入不同值调用 ，编写时注意不要用b.N作为输入大小，除非作为固定大小输入的循环次数 。基准测试在程序设计及演进过程中都有重要作用 。

性能剖析

基准测试对检测操作性能有帮助，但优化程序时，不能盲目过早优化 。多数情况下，过度关注微小性能提升是浪费时间，约 97% 场景中过早优化有害 。但也不能错过关键的 3%，需仔细排查关键代码，而不能仅凭直觉认定，性能剖析是发现关键代码的最佳技术 。

性能剖析通过自动化手段，基于程序执行中性能事件采样进行性能评测，生成性能剖析报告 。Go 支持多种性能剖析方式，每种与不同性能指标相关，且需记录相关事件及对应栈信息 ：

• CPU 性能剖析：识别执行过程中占用 CPU 多的函数 。CPU 上执行线程定时被操作系统中断，中断时记录性能剖析事件 。
• 堆性能剖析：找出分配内存多的语句 。性能剖析库对内存分配调用采样，每个事件平均记录分配 512KB 内存 。
• 阻塞性能剖析：识别阻塞协程久的操作，如系统调用、通道数据收发、获取锁等 。协程被阻塞时记录事件 。

获取与分析性能剖析报告

• 获取报告：通过go test指定标记获取性能剖析报告，如-cpuprofile=cpu.out 、-blockprofile=block.out 、-memprofile=mem.out 。同时使用多个标记时，获取一种报告机制会覆盖其他类别报告 。非测试程序也可通过runtime API启用性能剖析 。
• 分析报告：用pprof工具分析报告，通过go tool pprof间接使用 。基本用法需传入可执行文件和性能剖析日志 。因性能剖析日志不含函数名，需结合可执行文件理解数据 。go test启用性能剖析时会保存可执行文件并命名为foo.test（foo为被测包名 ） 。

Example 函数

func ExampleIsPalindrome() {fmt.Println(IsPalindrome("A man, a plan, a canal: Panama"))fmt.Println(IsPalindrome("palindrome"))// 输出 :// true// false
}

示例函数是go test特殊对待的函数，以Example开头 ，无参数无结果 。文中给出ExampleIsPalindrome示例函数，用于展示IsPalindrome函数功能，通过打印该函数对不同字符串的判断结果，并注释预期输出 。

示例函数目的

• 作为文档：是描述库函数功能简洁直观的方式，可演示 API 中类型和函数交互 。基于Example函数后缀，godoc文档服务器可将其与所演示函数或包关联 ，如ExampleIsPalindrome和IsPalindrome函数文档关联 。
• 可执行测试：若示例函数最后含// 输出 :注释，go test运行时会执行该函数并检查输出与注释文本是否匹配 。
• 提供手动实验代码：godoc文档服务器利用 Go Playground 让用户在 Web 浏览器编辑运行示例函数，方便了解函数功能或语言特性 。

参考资料：《Go程序设计语言》