深入理解Golang的单元测试和性能测试
前言
大家做开发的应该都知道，在开发程序中很重要的一点是测试，我们如何保证代码的质量，如何保证每个函数是可运行，运行结果是正确的，又如何保证写出来的代码性能是好的，我们知道单元测试的重点在于发现程序设计或实现的逻辑错误，使问题及早暴露，便于问题的定位解决，而性能测试的重点在于发现程序设计上的一些问题，让线上的程序能够在高并发的情况下还能保持稳定。本小节将带着这一连串的问题来讲解Go语言中如何来实现单元测试和性能测试。
go语言中自带有一个轻量级的测试框架testing和自带的gotest命令来实现单元测试和性能测试，testing框架和其他语言中的测试框架类似，你可以基于这个框架写针对相应函数的测试用例，也可以基于该框架写相应的压力测试用例，那么接下来让我们一一来看一下怎么写。
如何编写测试用例
由于gotest命令只能在一个相应的目录下执行所有文件，所以我们接下来新建一个项目目录gotest,这样我们所有的代码和测试代码都在这个目录下。
接下来我们在该目录下面创建两个文件：gotest.go和gotest_test.go
1、gotest.go:这个文件里面我们是创建了一个包，里面有一个函数实现了除法运算:
packagegotest
import(
"errors"
)
funcDivision(a,bfloat64)(float64,error){
ifb==0{
return0,errors.New("除数不能为0")
}
returna/b,nil
}
2、gotest_test.go:这是我们的单元测试文件，但是记住下面的这些原则：
- 文件名必须是_test.go结尾的，这样在执行gotest的时候才会执行到相应的代码
- 你必须importtesting这个包
- 所有的测试用例函数必须是Test开头
- 测试用例会按照源代码中写的顺序依次执行
- 测试函数TestXxx()的参数是testing.T，我们可以使用该类型来记录错误或者是测试状态
- 测试格式：funcTestXxx(t*testing.T),Xxx部分可以为任意的字母数字的组合，但是首字母不能是小写字母[a-z]，例如Testintdiv是错误的函数名。
- 函数中通过调用testing.T的Error,Errorf,FailNow,Fatal,FatalIf方法，说明测试不通过，调用Log方法用来记录测试的信息。
下面是我们的测试用例的代码：
packagegotest
import(
"testing"
)
funcTest_Division_1(t*testing.T){
ifi,e:=Division(6,2);i!=3||e!=nil{//tryaunittestonfunction
t.Error("除法函数测试没通过")//如果不是如预期的那么就报错
}else{
t.Log("第一个测试通过了")//记录一些你期望记录的信息
}
}
funcTest_Division_2(t*testing.T){
t.Error("就是不通过")
}
我们在项目目录下面执行gotest,就会显示如下信息：
---FAIL:Test_Division_2(0.00seconds) gotest_test.go:16:就是不通过 FAIL exitstatus1 FAILgotest0.013s
从这个结果显示测试没有通过，因为在第二个测试函数中我们写死了测试不通过的代码t.Error，那么我们的第一个函数执行的情况怎么样呢？默认情况下执行gotest是不会显示测试通过的信息的，我们需要带上参数gotest-v，这样就会显示如下信息：
===RUNTest_Division_1 ---PASS:Test_Division_1(0.00seconds) gotest_test.go:11:第一个测试通过了 ===RUNTest_Division_2 ---FAIL:Test_Division_2(0.00seconds) gotest_test.go:16:就是不通过 FAIL exitstatus1 FAILgotest0.012s
上面的输出详细的展示了这个测试的过程，我们看到测试函数1Test_Division_1测试通过，而测试函数2Test_Division_2测试失败了，最后得出结论测试不通过。
接下来我们把测试函数2修改成如下代码：
funcTest_Division_2(t*testing.T){
if_,e:=Division(6,0);e==nil{//tryaunittestonfunction
t.Error("Divisiondidnotworkasexpected.")//如果不是如预期的那么就报错
}else{
t.Log("onetestpassed.",e)//记录一些你期望记录的信息
}
}
然后我们执行gotest-v，就显示如下信息，测试通过了：
===RUNTest_Division_1 ---PASS:Test_Division_1(0.00seconds) gotest_test.go:11:第一个测试通过了 ===RUNTest_Division_2 ---PASS:Test_Division_2(0.00seconds) gotest_test.go:20:onetestpassed.除数不能为0 PASS okgotest0.013s
如何编写压力测试
压力测试用来检测函数(方法）的性能，和编写单元功能测试的方法类似,此处不再赘述，但需要注意以下几点：
- 压力测试用例必须遵循如下格式，其中XXX可以是任意字母数字的组合，但是首字母不能是小写字母
funcBenchmarkXXX(b*testing.B){...} - gotest不会默认执行压力测试的函数，如果要执行压力测试需要带上参数-test.bench，语法:-test.bench="test_name_regex",例如gotest-test.bench=".*"表示测试全部的压力测试函数
- 在压力测试用例中,请记得在循环体内使用testing.B.N,以使测试可以正常的运行
- 文件名也必须以_test.go结尾
下面我们新建一个压力测试文件webbench_test.go，代码如下所示：
packagegotest
import(
"testing"
)
funcBenchmark_Division(b*testing.B){
fori:=0;i
我们执行命令gotest-test.bench=".*"，可以看到如下结果：
PASS
Benchmark_Division5000000007.76ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction5000000007.80ns/op
okgotest9.364s
上面的结果显示我们没有执行任何TestXXX的单元测试函数，显示的结果只执行了压力测试函数，第一条显示了Benchmark_Division执行了500000000次，每次的执行平均时间是7.76纳秒，第二条显示了Benchmark_TimeConsumingFunction执行了500000000，每次的平均执行时间是7.80纳秒。最后一条显示总共的执行时间。
我们执行命令gotest-test.bench=".*"-count=5，可以看到如下结果：（使用-count可以指定执行多少次）
PASS
Benchmark_Division-23000000004.60ns/op
Benchmark_Division-23000000004.57ns/op
Benchmark_Division-23000000004.63ns/op
Benchmark_Division-23000000004.60ns/op
Benchmark_Division-23000000004.63ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction-23000000004.64ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction-23000000004.61ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction-23000000004.60ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction-23000000004.59ns/op
Benchmark_TimeConsumingFunction-23000000004.60ns/op
ok_/home/diego/GoWork/src/app/testing18.546s
gotest-run=文件名字-bench=bench名字-cpuprofile=生产的cprofile文件名称文件夹
例子：
testBenchMark下有个popcnt文件夹，popcnt中有文件popcunt_test.go
➜testBenchMarkls
popcnt
popcunt_test.go的问价内容：
ackagepopcnt
import(
"testing"
)
constm1=0x5555555555555555
constm2=0x3333333333333333
constm4=0x0f0f0f0f0f0f0f0f
consth01=0x0101010101010101
funcpopcnt(xuint64)uint64{
x-=(x>>1)&m1
x=(x&m2)+((x>>2)&m2)
x=(x+(x>>4))&m4
return(x*h01)>>56
}
funcBenchmarkPopcnt(b*testing.B){
fori:=0;i>1)&m1
x=(x&m2)+((x>>2)&m2)
x=(x+(x>>4))&m4
_=(x*h01)>>56
}
}
然后运行gotest-bench=".*"-cpuprofile=cpu.profile./popcnt
➜testBenchMarkgotest-bench=".*"-cpuprofile=cpu.profile./popcnt
testing:warning:noteststorun
PASS
BenchmarkPopcnt-810000000002.01ns/op
okapp/testBenchMark/popcnt2.219s
➜testBenchMarkll
total6704
drwxr-xr-x5diegostaff1705613:57.
drwxr-xr-x3diegostaff1025611:12..
-rw-r--r--1diegostaff52005613:57cpu.profile
drwxr-xr-x4diegostaff1365611:47popcnt
-rwxr-xr-x1diegostaff34241765613:57popcnt.test
➜testBenchMark
生产cpu.profile问价和popcnt.test文件
➜testBenchMarkll
total6704
drwxr-xr-x5diegostaff1705613:57.
drwxr-xr-x3diegostaff1025611:12..
-rw-r--r--1diegostaff52005613:57cpu.profile
drwxr-xr-x3diegostaff1025614:01popcnt
-rwxr-xr-x1diegostaff34241765613:57popcnt.test
➜testBenchMark
gotoolpprofpopcnt.testcpu.profile进入交互模式
➜testBenchMarkgotoolpprofpopcnt.testcpu.profile
Enteringinteractivemode(type"help"forcommands)
(pprof)top
1880msof1880mstotal(100%)
flatflat%sum%cumcum%
1790ms95.21%95.21%1790ms95.21%app/testBenchMark/popcnt.BenchmarkPopcnt
90ms4.79%100%90ms4.79%runtime.usleep
00%100%1790ms95.21%runtime.goexit
00%100%90ms4.79%runtime.mstart
00%100%90ms4.79%runtime.mstart1
00%100%90ms4.79%runtime.sysmon
00%100%1790ms95.21%testing.(*B).launch
00%100%1790ms95.21%testing.(*B).runN
(pprof)
gotoolpprof--webpopcnt.testcpu.profile进入web模式
$gotoolpprof--textmybinhttp://myserver:6060:/debug/pprof/profile
这有几个可用的输出类型，最有用的几个为：--text，--web和--list。运行gotoolpprof来得到最完整的列表。
下面分享一点gotest的参数解读。来源
格式形如：
gotest[-c][-i][buildflags][packages][flagsfortestbinary]
参数解读：
-c:编译gotest成为可执行的二进制文件，但是不运行测试。
-i:安装测试包依赖的package，但是不运行测试。
关于buildflags，调用gohelpbuild，这些是编译运行过程中需要使用到的参数，一般设置为空
关于packages，调用gohelppackages，这些是关于包的管理，一般设置为空
关于flagsfortestbinary，调用gohelptestflag，这些是gotest过程中经常使用到的参数
-test.v:是否输出全部的单元测试用例（不管成功或者失败），默认没有加上，所以只输出失败的单元测试用例。
-test.runpattern:只跑哪些单元测试用例
-test.benchpatten:只跑那些性能测试用例
-test.benchmem:是否在性能测试的时候输出内存情况
-test.benchtimet:性能测试运行的时间，默认是1s
-test.cpuprofilecpu.out:是否输出cpu性能分析文件
-test.memprofilemem.out:是否输出内存性能分析文件
-test.blockprofileblock.out:是否输出内部goroutine阻塞的性能分析文件
-test.memprofileraten:内存性能分析的时候有一个分配了多少的时候才打点记录的问题。这个参数就是设置打点的内存分配间隔，也就是profile中一个sample代表的内存大小。默认是设置为512*1024的。如果你将它设置为1，则每分配一个内存块就会在profile中有个打点，那么生成的profile的sample就会非常多。如果你设置为0，那就是不做打点了。
你可以通过设置memprofilerate=1和GOGC=off来关闭内存回收，并且对每个内存块的分配进行观察。
-test.blockprofileraten:基本同上，控制的是goroutine阻塞时候打点的纳秒数。默认不设置就相当于-test.blockprofilerate=1，每一纳秒都打点记录一下
-test.paralleln:性能测试的程序并行cpu数，默认等于GOMAXPROCS。
-test.timeoutt:如果测试用例运行时间超过t，则抛出panic
-test.cpu1,2,4:程序运行在哪些CPU上面，使用二进制的1所在位代表，和nginx的nginx_worker_cpu_affinity是一个道理
-test.short:将那些运行时间较长的测试用例运行时间缩短
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。