軟件開發(fā)公司，本文將進入單元測試的部分，這也是基礎(chǔ)知識中較后一個大塊。本文將重點講述Python和OpenStack中的單元測試的生態(tài)環(huán)境。

　　通過demo學(xué)習(xí)OpenStack開發(fā)——單元測試

　　單元測試的重要性

　　單元測試工具

　　unittest

　　mock

　　testtools

　　fixtures

　　testscenarios

　　subunit

　　testrepository

　　coverage

　　tox

　　單元測試工具小結(jié)

　　Keystone的單元測試框架

　　使用tox進行測試環(huán)境管理

　　使用testrepository管理測試的運行

　　單元測試用例的代碼架構(gòu)

　　總結(jié)

　　系列后記

　　單元測試的重要性

　　GitHub上有個人畫了一些不同語言的學(xué)習(xí)曲線圖：Learning Curves (for different programming languages)，雖然有些惡搞的傾向，不過確實說明了問題。這里貼一下Python的部分：

　　這個圖說明了，會單元測試對于提高Python生產(chǎn)力的重要性，這主要是因為Python是個動態(tài)語言，很多問題都無法通過靜態(tài)編譯檢查來發(fā)現(xiàn)，因此單元測試就成了一個重要的確保質(zhì)量的手段。OpenStack的核心項目都對單元測試有極高的要求，以保證項目的高質(zhì)量。

　　單元測試工具

　　Python的單元測試工具很多，為單元測試提供不同方面的功能。OpenStack的項目也基本把現(xiàn)在流行的單元測試工具都用全了。單元測試可以說是入門OpenStack開發(fā)的較難的部分，也是較后一公里。本章，我們就介紹一下在OpenStack中會用到的單元測試的工具。由于數(shù)量很多，不可能詳細介紹，因此主要做一些概念和用途上的介紹。

　　unittest

　　unittest是Python的標準庫，提供了較基本的單元測試功能，包括單元測試運行器(簡稱runner)和單元測試框架。項目的單元測試代碼的測試類可以繼承unittest.TestCase類，這樣這個類就能夠被runner發(fā)現(xiàn)并且執(zhí)行。同時，unittest.TestCase這個類還定義了setUp()，tearDown()，setUpClass()和tearDownClass()方法，是用來運行單元測試前的設(shè)置工作代碼和單元測試后的清理工作代碼，這個也是所有Python代碼遵守的規(guī)范，所以第三方的單元測試庫和框架也都遵循這個規(guī)范。

　　unittest庫也提供了一個runner，可以使用$ python -m unittest test_module的命令來執(zhí)行某個模塊的單元測試。另外，在Python中指定要運行的單元測試用例的完整語法是：path.to.your.module:ClassOfYourTest.test_method。

　　unittest是學(xué)習(xí)Python單元測試較基本也較重要的一個庫，完整的說明請查看官方文檔。

　　mock

　　mock也是另一個重要的單元測試庫，在Python 2中是作為一個第三方庫被使用的，到Python 3時，就被納入了標準庫，可見這個庫的重要性。簡單的說，mock就是用來模擬對象的行為，這樣在進行單元測試的時候，可以指定任何對象的返回值，便于測試對外部接口有依賴的代碼。關(guān)于mock的使用，可以查看我之前寫的這篇文章Python Mock的入門。

　　testtools

　　testtools是個unittest的擴展框架，主要是在unittest的基礎(chǔ)上提供了更好的assert功能，使得寫單元測試更加方便。具體可以查看文檔。

　　fixtures

　　fixture的意思是固定裝置，在Python的單元測試中，是指某段可以復(fù)用的單元測試setUp和tearDown代碼組合。一個fixture一般用來實現(xiàn)某個組件的setUp和tearDown邏輯，比如測試前要先創(chuàng)建好某些數(shù)據(jù)，測試后要刪掉這些數(shù)據(jù)，這些操作就可以封裝到一個fixture中。這樣不同的測試用例就不用重復(fù)寫這些代碼，只要使用fixture即可。fixtures模塊是一個第三方模塊，提供了一種簡單的創(chuàng)建fixture類和對象的機制，并且也提供了一些內(nèi)置的fixture。具體的使用方法可以查看官方文檔。

　　testscenarios

　　testscenarios模塊滿足了場景測試的需求。它的基本用法是在測試類中添加一個類屬性scenarios，該屬性是一個元組，定義了每一種場景下不同的變量的值。比如說你測試一段數(shù)據(jù)訪問代碼，你需要測試該代碼在使用不同的驅(qū)動時，比如MongoDB、SQL、File，是否都能正常工作。我們有三種辦法：

　　較笨的辦法是為不同的驅(qū)動把同一個測試用例編寫3遍。

　　比較好的辦法是，編寫一個統(tǒng)一的非測試用例方法，接收driver作為參數(shù)，執(zhí)行測試邏輯，然后再分別編寫三個測試用例方法去調(diào)用這個非測試用例方法。

　　更好的辦法就是使用testscenarios模塊，定義好scenarios變量，然后實現(xiàn)一個測試用例方法。

　　testscenarios模塊在OpenStack Ceilometer中被大量使用。更多的信息可以查看文檔。

　　subunit

　　subunit是一個用于傳輸單元測試結(jié)果的流協(xié)議。一般來說，運行單元測試的時候是把單元測試的結(jié)果直接輸出到標準輸出，但是如果運行大量的測試用例，這些測試結(jié)果就很難被分析。因此就可以使用python-subunit模塊來運行測試用例，并且把測試用例通過subunit協(xié)議輸出，這樣測試結(jié)果就可以被分析工具聚合以及分析。python-subunit模塊自帶了一些工具用來解析subunit協(xié)議，比如你可以這樣運行測試用例：$ python -m subunit.run test_module | subunit2pyunit，subunit2pyunit命令會解析subunit協(xié)議，并且輸出到標準輸出。關(guān)于subunit的更多信息，請查看官方文檔。

　　testrepository

　　OpenStack中使用testrepository模塊管理單元測試用例。當(dāng)一個項目中的測試用例很多時，如何更有效的處理單元測試用例的結(jié)果就變得很重要。testrepository的出現(xiàn)就是為了解決這個問題。testrepository使用python-subunit模塊來運行測試用例，然后分析subunit的輸出并對測試結(jié)果進行記錄(記錄到本地文件)。舉例來說，testrepository允許你做這樣的事情：

　　知道哪些用例運行時間較長

　　顯示運行失敗的用例

　　重新運行上次運行失敗的用例

　　testrepository的更多信息，請查看官方文檔。

　　coverage

　　coverage是用來計算代碼運行時的覆蓋率的，也就是統(tǒng)計多少代碼被執(zhí)行了。它可以和testrepository一起使用，用來統(tǒng)計單元測試的覆蓋率，在運行完單元測試之后，輸出覆蓋率報告。具體的使用方法可以查看官方文檔。

　　tox

　　tox是用來管理和構(gòu)建虛擬環(huán)境(virtualenv)的。對于一個項目，我們需要運行Python 2.7的單元測試，也需要運行Python 3.4的單元測試，還需要運行PEP8的代碼檢查。這些不同的任務(wù)需要依賴不同的庫，所以需要使用不同的虛擬環(huán)境。使用tox的時候，我們會在tox的配置文件tox.ini中指定不同任務(wù)的虛擬環(huán)境名稱，該任務(wù)在虛擬環(huán)境中需要安裝哪些包，以及該任務(wù)執(zhí)行的時候需要運行哪些命令。更多信息，請查看官方文檔。

　　單元測試工具小結(jié)

　　本章介紹了OpenStack中常用的單元測試工具的基本用途，希望大家對這些工具有個大概的認識。這里我們可以按照類別總結(jié)一下這些工具：

　　測試環(huán)境管理: tox

　　使用tox來管理測試運行的虛擬環(huán)境，并且調(diào)用testrepository來執(zhí)行測試用例。

　　測試用例的運行和管理: testrepository, subunit, coverage

　　testrepository調(diào)用subunit來執(zhí)行測試用例，對測試結(jié)果進行聚合和管理;調(diào)用coverage來執(zhí)行代碼覆蓋率的計算。

　　測試用例的編寫: unittest, mock, testtools, fixtures, testscenarios

　　使用testtools作為所有測試用例的基類，同時應(yīng)用mock, fixtures, testscenarios來更好的編寫測試用例。

　　在The Hacker's Guide to Python(《Python高手之路》)一書中，也有專門的一章介紹了各種單元測試工具及其用法，讀者也可以參考一下。下一章，我們來分析Keystone項目的單元測試框架，可以讓你看到在OpenStack的實際項目中，這些工具是如何被使用的。