本小节源码下载路径:demo15 在实际开发中,不仅要开发功能,更重要的是确保这些功能稳定可靠,并且拥有一个不错的性能,要确保这些就要对代码进行测试,开发人员通常会进行单元测试和性能测试。 不同的语言通常都有自己的测试包/模块,Go 语言也一样,在 Go 中可以通过 testing 包对代码进行单元和性能测试,下面就来详细介绍。
Go 语言有自带的测试框架 testing,可以用来实现单元测试和性能测试,通过go test
命令来执行单元测试和性能测试。
go test
执行测试用例时,是以go
包为单位进行测试的。执行时需要指定包名,比如:go test
包名,如果没有指定包名,默认会选择执行命令时所在的包。
go test
在执行时会遍历以_test.go
结尾的源码文件,执行其中以Test
、Benchmark
、Example
开头的测试函数。其中源码文件需要满足以下规范:
- 文件名必须是
_test.go
结尾,跟源文件在同一个包。 - 测试用例函数必须以
Test
、Benchmark
、Example
开头 - 执行测试用例时的顺序,会按照源码中的顺序依次执行
- 单元测试函数
TestXxx()
的参数是testing.T
,可以使用该类型来记录错误或测试状态 - 性能测试函数
BenchmarkXxx()
的参数是testing.B
,函数内以b.N
作为循环次数,其中 N 会动态变化 - 示例函数
ExampleXxx()
没有参数,执行完会将输出与注释// Output:
进行对比 - 测试函数原型:
func TestXxx(t *testing.T)
,Xxx
部分为任意字母数字组合,首字母大写,例如:TestgenShortId
是错误的函数名,TestGenShortId
是正确的函数名 - 通过调用
testing.T
的Error
、Errorf
、FailNow
、Fatal
、FatalIf
方法来说明测试不通过,通过调用Log
、Logf
方法来记录测试信息:
t.Log t.Logf # 正常信息
t.Error t.Errorf # 测试失败信息
t.Fatal t.Fatalf # 致命错误,测试程序退出的信息
t.Fail # 当前测试标记为失败
t.Failed # 查看失败标记
t.FailNow # 标记失败,并终止当前测试函数的执行,需要注意的是,我们只能在运行测试函数的 Goroutine 中调用 t.FailNow 方法,而不能在我们在测试代码创建出的 Goroutine 中调用它
t.Skip # 调用 t.Skip 方法相当于先后对 t.Log 和 t.SkipNow 方法进行调用,而调用 t.Skipf 方法则相当于先后对 t.Logf 和 t.SkipNow 方法进行调用。方法 t.Skipped 的结果值会告知我们当前的测试是否已被忽略
t.Parallel # 标记为可并行运算
在util
目录下创建文件util_test.go
,内容为:
package util
import (
"testing"
)
func TestGenShortId(t *testing.T) {
shortId, err := GenShortId()
if shortId == "" || err != nil {
t.Error("GenShortId failed!")
}
t.Log("GenShortId test pass")
}
从用例可以看出,如果GenShortId()
返回的shortId
为空或者er
不为空,则调用t.Error()
函数标明该用例测试不通过。
在util
目录下执行命令go test
:
$ cd util/
$ go test
PASS
ok apiserver/util 0.006s
要查看更详细的执行信息可以执行go test -v
:
$ go test -v
=== RUN TestGenShortId
--- PASS: TestGenShortId (0.00s)
util_test.go:13: GenShortId test pass
PASS
ok apiserver/util 0.006s
根据go test
的输出可以知道TestGenShortId
用例测试通过。
如果要执行测试 N 次可以使用-count N
:
$ go test -v -count 2
=== RUN TestGenShortId
--- PASS: TestGenShortId (0.00s)
util_test.go:13: GenShortId test pass
=== RUN TestGenShortId
--- PASS: TestGenShortId (0.00s)
util_test.go:13: GenShortId test pass
PASS
ok apiserver/util 0.006s
在util/util_test.go
测试文件中,新增两个性能测试函数:BenchmarkGenShortId()
和BenchmarkGenShortIdTimeConsuming()
(详见 demo15/util/util_test.go):
func BenchmarkGenShortId(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
GenShortId()
}
}
func BenchmarkGenShortIdTimeConsuming(b *testing.B) {
b.StopTimer() // 调用该函数停止压力测试的时间计数
shortId, err := GenShortId()
if shortId == "" || err != nil {
b.Error(err)
}
b.StartTimer() // 重新开始时间
for i := 0; i < b.N; i++ {
GenShortId()
}
}
说明
- 性能测试函数名必须以
Benchmark
开头,如BenchmarkXxx
或Benchmark_xxx
go test
默认不会执行压力测试函数,需要通过指定参数-test.bench
来运行压力测试函数,-test.bench
后跟正则表达式,如go test -test.bench=".*"
表示执行所有的压力测试函数- 在压力测试中,需要在循环体中指定
testing.B.N
来循环执行压力测试代码
在util
目录下执行命令go test -test.bench=".*"
:
$ go test -test.bench=".*"
goos: linux
goarch: amd64
pkg: apiserver/util
BenchmarkGenShortId-2 500000 2291 ns/op
BenchmarkGenShortIdTimeConsuming-2 500000 2333 ns/op
PASS
ok apiserver/util 2.373s
- 上面的结果显示,我们没有执行任何
TestXXX
的单元测试函数,只执行了压力测试函数 - 第一条显示了
BenchmarkGenShortId
执行了 500000 次,每次的执行平均时间是 2291 纳秒 - 第二条显示了
BenchmarkGenShortIdTimeConsuming
执行了 500000,每次的平均执行时间是 2333 纳秒 - 最后一条显示总执行时间
BenchmarkGenShortIdTimeConsuming
比BenchmarkGenShortId
多了两个调用b.StopTimer()
和b.StartTimer()
。
b.StopTimer()
:调用该函数停止压力测试的时间计数b.StartTimer()
:重新开始时间 在b.StopTimer()
和b.StartTimer()
之间可以做一些准备工作,这样这些时间不影响我们测试函数本身的性能。
- 执行命令:
$ go test -bench=".*" -cpuprofile=cpu.profile ./util
上述命令会在当前目录下生成cpu.profile
和util.test
文件。
- 执行
go tool pprof util.test cpu.profile
查看性能(进入交互界面后执行top
指令):
$ go tool pprof util.test cpu.profile
File: util.test
Type: cpu
Time: Jun 5, 2018 at 7:28pm (CST)
Duration: 4.93s, Total samples = 4.97s (100.78%)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) top
Showing nodes accounting for 3480ms, 70.02% of 4970ms total
Dropped 34 nodes (cum <= 24.85ms)
Showing top 10 nodes out of 75
flat flat% sum% cum cum%
1890ms 38.03% 38.03% 1900ms 38.23% syscall.Syscall
500ms 10.06% 48.09% 620ms 12.47% runtime.mallocgc
240ms 4.83% 52.92% 3700ms 74.45% vendor/github.com/teris-io/shortid.(*Abc).Encode
150ms 3.02% 55.94% 200ms 4.02% runtime.scanobject
140ms 2.82% 58.75% 640ms 12.88% runtime.makeslice
140ms 2.82% 61.57% 280ms 5.63% runtime.slicerunetostring
120ms 2.41% 63.98% 120ms 2.41% math.Log
110ms 2.21% 66.20% 2430ms 48.89% io.ReadAtLeast
110ms 2.21% 68.41% 110ms 2.21% runtime._ExternalCode
80ms 1.61% 70.02% 140ms 2.82% runtime.deferreturn
(pprof)
pprof 程序中最重要的命令就是topN
,此命令用于显示 profile 文件中的最靠前的 N 个样本(sample),它的输出格式各字段的含义依次是:
- 采样点落在该函数中的总时间
- 采样点落在该函数中的百分比
- 上一项的累积百分比
- 采样点落在该函数,以及被它调用的函数中的总时间
- 采样点落在该函数,以及被它调用的函数中的总次数百分比
- 函数名
此外,在 pprof 程序中还可以使用
svg
来生成函数调用关系图(需要安装 graphviz),例如:
该调用图生成方法如下:
- 安装 graphviz 命令
# yum -y install graphviz.x86_64
- 执行
go tool pprof
生成 svg 图:
$ go tool pprof util.test cpu.profile
File: util.test
Type: cpu
Time: Jun 5, 2018 at 7:28pm (CST)
Duration: 4.93s, Total samples = 4.97s (100.78%)
Entering interactive mode (type "help" for commands, "o" for options)
(pprof) svg
Generating report in profile001.svg
svg
子命令会提示在$GOPATH/src
目录下生成了一个svg
文件profile001.svg
。
关于如何看懂 pprof 信息,请参考官方文档 Profiling Go Programs。 关于如何做性能分析,请参考郝林大神的文章 go tool pprof。
我们写单元测试的时候应该想得很全面,能够覆盖到所有的测试用例,但有时也会漏过一些 case,go 提供了 cover 工具来统计测试覆盖率。
go test -coverprofile=cover.out
:在测试文件目录下运行测试并统计测试覆盖率
go tool cover -func=cover.out
:分析覆盖率文件,可以看出哪些函数没有测试,哪些函数内部的分支没有测试完全,cover 工具会通过执行代码的行数与总行数的
比例表示出覆盖率
$ go test -coverprofile=cover.out
PASS
coverage: 14.3% of statements
ok apiserver/util 0.006s
[api@centos util]$ go tool cover -func=cover.out
apiserver/util/util.go:8: GenShortId 100.0%
apiserver/util/util.go:12: GetReqID 0.0%
total: (statements) 14.3%
可以看到GenShortId()
函数测试覆盖率为100%
,GetReqID()
测试覆盖率为0%
。