ok archive/tar 0.011s
FAIL archive/zip 0.022s
ok compress/gzip 0.033s
…
性能测试系统可以给出代码的性能数据,帮助测试者分析性能问题。
提示
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。对于单元测试中单元的含义,一般要根据实际情况去判定其具体含义,如C语言中单元指一个函数,Java 里单元指一个类,图形化的软件中可以指一个窗口或一个菜单等。总的来说,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。
单元测试——测试和验证代码的框架
要开始一个单元测试,需要准备一个 go 源码文件,在命名文件时需要让文件必须以_test
结尾。默认的情况下,go test
命令不需要任何的参数,它会自动把你源码包下面所有 test 文件测试完毕,当然你也可以带上参数。
这里介绍几个常用的参数:
- -bench regexp 执行相应的 benchmarks,例如 -bench=.;
- -cover 开启测试覆盖率;
- -run regexp 只运行 regexp 匹配的函数,例如 -run=Array 那么就执行包含有 Array 开头的函数;
- -v 显示测试的详细命令。
单元测试源码文件可以由多个测试用例组成,每个测试用例函数需要以Test
为前缀,例如:
func TestXXX( t *testing.T )
- 测试用例文件不会参与正常源码编译,不会被包含到可执行文件中。
-
测试用例文件使用
go test
指令来执行,没有也不需要 main() 作为函数入口。所有在以_test
结尾的源码内以Test
开头的函数会自动被执行。 - 测试用例可以不传入 *testing.T 参数。
helloworld 的测试代码(具体位置是./src/chapter11/gotest/helloworld_test.go
):
本套教程所有源码下载地址:https://pan.baidu.com/s/1ORFVTOLEYYqDhRzeq0zIiQ 提取密码:hfyf
package code11_3 import "testing" func TestHelloWorld(t *testing.T) { t.Log("hello world") }
代码说明如下:
- 第 5 行,单元测试文件 (*_test.go) 里的测试入口必须以 Test 开始,参数为 *testing.T 的函数。一个单元测试文件可以有多个测试入口。
- 第 6 行,使用 testing 包的 T 结构提供的 Log() 方法打印字符串。
1) 单元测试命令行
单元测试使用 go test 命令启动,例如:
$ go test helloworld_test.go ok command-line-arguments 0.003s $ go test -v helloworld_test.go === RUN TestHelloWorld --- PASS: TestHelloWorld (0.00s) helloworld_test.go:8: hello world PASS ok command-line-arguments 0.004s
代码说明如下:
- 第 1 行,在 go test 后跟 helloworld_test.go 文件,表示测试这个文件里的所有测试用例。
- 第 2 行,显示测试结果,ok 表示测试通过,command-line-arguments 是测试用例需要用到的一个包名,0.003s 表示测试花费的时间。
-
第 3 行,显示在附加参数中添加了
-v
,可以让测试时显示详细的流程。 - 第 4 行,表示开始运行名叫 TestHelloWorld 的测试用例。
- 第 5 行,表示已经运行完 TestHelloWorld 的测试用例,PASS 表示测试成功。
- 第 6 行打印字符串 hello world。
2) 运行指定单元测试用例
go test
指定文件时默认执行文件内的所有测试用例。可以使用-run
参数选择需要的测试用例单独执行,参考下面的代码。
一个文件包含多个测试用例(具体位置是./src/chapter11/gotest/select_test.go
)
package code11_3 import "testing" func TestA(t *testing.T) { t.Log("A") } func TestAK(t *testing.T) { t.Log("AK") } func TestB(t *testing.T) { t.Log("B") } func TestC(t *testing.T) { t.Log("C") }
这里指定 TestA 进行测试:
$ go test -v -run TestA select_test.go === RUN TestA --- PASS: TestA (0.00s) select_test.go:6: A === RUN TestAK --- PASS: TestAK (0.00s) select_test.go:10: AK PASS ok command-line-arguments 0.003s
TestA 和 TestAK 的测试用例都被执行,原因是-run
跟随的测试用例的名称支持正则表达式,使用-run TestA$
即可只执行 TestA 测试用例。
3) 标记单元测试结果
当需要终止当前测试用例时,可以使用 FailNow,参考下面的代码。
测试结果标记(具体位置是./src/chapter11/gotest/fail_test.go
)
func TestFailNow(t *testing.T) { t.FailNow() }
还有一种只标记错误不终止测试的方法,代码如下:
func TestFail(t *testing.T) { fmt.Println("before fail") t.Fail() fmt.Println("after fail") }
测试结果如下:
=== RUN TestFail before fail after fail --- FAIL: TestFail (0.00s) FAIL exit status 1 FAIL command-line-arguments 0.002s
从日志中看出,第 5 行调用 Fail() 后测试结果标记为失败,但是第 7 行依然被程序执行了。
4) 单元测试日志
每个测试用例可能并发执行,使用 testing.T 提供的日志输出可以保证日志跟随这个测试上下文一起打印输出。testing.T 提供了几种日志输出方法,详见下表所示。
方 法 | 备 注 |
---|---|
Log | 打印日志,同时结束测试 |
Logf | 格式化打印日志,同时结束测试 |
Error | 打印错误日志,同时结束测试 |
Errorf | 格式化打印错误日志,同时结束测试 |
Fatal | 打印致命日志,同时结束测试 |
Fatalf | 格式化打印致命日志,同时结束测试 |
开发者可以根据实际需要选择合适的日志。
基准测试——获得代码内存占用和运行效率的性能数据
基准测试可以测试一段程序的运行性能及耗费 CPU 的程度。Go语言中提供了基准测试框架,使用方法类似于单元测试,使用者无须准备高精度的计时器和各种分析工具,基准测试本身即可以打印出非常标准的测试报告。
1) 基础测试基本使用
下面通过一个例子来了解基准测试的基本使用方法。
基准测试(具体位置是./src/chapter11/gotest/benchmark_test.go
)
package code11_3 import "testing" func Benchmark_Add(b *testing.B) { var n int for i := 0; i < b.N; i++ { n++ } }
这段代码使用基准测试框架测试加法性能。第 7 行中的 b.N 由基准测试框架提供。测试代码需要保证函数可重入性及无状态,也就是说,测试代码不使用全局变量等带有记忆性质的数据结构。避免多次运行同一段代码时的环境不一致,不能假设 N 值范围。
使用如下命令行开启基准测试:
$ go test -v -bench=. benchmark_test.go goos: linux goarch: amd64 Benchmark_Add-4 20000000 0.33 ns/op PASS ok command-line-arguments 0.700s
代码说明如下:
-
第 1 行的
-bench=.
表示运行 benchmark_test.go 文件里的所有基准测试,和单元测试中的-run
类似。 - 第 4 行中显示基准测试名称,2000000000 表示测试的次数,也就是 testing.B 结构中提供给程序使用的 N。“0.33 ns/op”表示每一个操作耗费多少时间(纳秒)。
注意:Windows 下使用 go test 命令行时,-bench=.
应写为-bench="."
。
2) 基准测试原理
基准测试框架对一个测试用例的默认测试时间是 1 秒。开始测试时,当以 Benchmark 开头的基准测试用例函数返回时还不到 1 秒,那么 testing.B 中的 N 值将按 1、2、5、10、20、50……递增,同时以递增后的值重新调用基准测试用例函数。
3) 自定义测试时间
通过-benchtime
参数可以自定义测试时间,例如:
$ go test -v -bench=. -benchtime=5s benchmark_test.go goos: linux goarch: amd64 Benchmark_Add-4 10000000000 0.33 ns/op PASS ok command-line-arguments 3.380s
4) 测试内存
基准测试可以对一段代码可能存在的内存分配进行统计,下面是一段使用字符串格式化的函数,内部会进行一些分配操作。
func Benchmark_Alloc(b *testing.B) { for i := 0; i < b.N; i++ { fmt.Sprintf("%d", i) } }
在命令行中添加-benchmem
参数以显示内存分配情况,参见下面的指令:
$ go test -v -bench=Alloc -benchmem benchmark_test.go goos: linux goarch: amd64 Benchmark_Alloc-4 20000000 109 ns/op 16 B/op 2 allocs/op PASS ok command-line-arguments 2.311s
代码说明如下:
-
第 1 行的代码中
-bench
后添加了 Alloc,指定只测试 Benchmark_Alloc() 函数。 - 第 4 行代码的“16 B/op”表示每一次调用需要分配 16 个字节,“2 allocs/op”表示每一次调用有两次分配。
开发者根据这些信息可以迅速找到可能的分配点,进行优化和调整。
5) 控制计时器
有些测试需要一定的启动和初始化时间,如果从 Benchmark() 函数开始计时会很大程度上影响测试结果的精准性。testing.B 提供了一系列的方法可以方便地控制计时器,从而让计时器只在需要的区间进行测试。我们通过下面的代码来了解计时器的控制。
基准测试中的计时器控制(具体位置是./src/chapter11/gotest/benchmark_test.go
):
func Benchmark_Add_TimerControl(b *testing.B) { // 重置计时器 b.ResetTimer() // 停止计时器 b.StopTimer() // 开始计时器 b.StartTimer() var n int for i := 0; i < b.N; i++ { n++ } }
从 Benchmark() 函数开始,Timer 就开始计数。StopTimer() 可以停止这个计数过程,做一些耗时的操作,通过 StartTimer() 重新开始计时。ResetTimer() 可以重置计数器的数据。
计数器内部不仅包含耗时数据,还包括内存分配的数据。
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