Документ представляет собой материалы конференции по модульному тестированию и использованию Google Mock, охватывая основы создания и применения тестовых двойников для имитации поведения объектов в C++. Основное внимание уделяется внедрению зависимостей, написанию тестов с использованием Google Mock и описанию возможностей библиотеки для управления вызовами и проверками взаимодействия. Документ также обсуждает преимущества и недостатки использования mock-объектов, а также предоставляет примеры кода.

1. Модульное тестирование и Google Mock Владимир Лосев Google [email_address] Yet Another Conference 2011 Москва, 19 сентября 1

2. Agenda Почему Google Mock? Как им пользоваться Примеры 2

3. Хочешь жить без багов? Спроси меня как! Ошибки снижают производительность ...Если не чинить их быстро Нужны автоматизированные тесты Быстрые Надёжные Точные Тестируем по одному модулю за раз 3

4. Изоляция модулей В программах на C++ абстрагируем взаимодействия между объектами через интерфейсы Используем тестовые двойники (stub-, mock-объекты, и т.д.) для имитации поведения соседей Используем метод внедрения зависимостей для добавления двойников 4

5. Внедрение зависимостей class SocketInterface { public: virtual int Read(void* buffer, int size) = 0; }; class Server { public: Server(SocketInterface* socket) : socket_(socket) {} bool ReadRequest (string* result) { char buffer[BUFFER_SIZE]; int bytes_read; while ((bytes_read = socket->Read (buffer, BUFFER_SIZE)) > 0) result->append(buffer, buffer + bytes_read); return result->size() > 0; } private: SocketInterface* const socket_; }; 5

6. class MockSocket : public SocketInterface { public: MockSocket(const char* buffer_to_read, int buffer_size) : buffer_to_read_(buffer_to_read_), size_(buffer_size), bytes_read_(0) { } virtual int Read (void* buffer, int n) { int actual_read = std::min(n, size_ - bytes_read_); memcpy(buffer, buffer_to_read_ + bytes_read_, actual_read); bytes_read_ += actual_read; return actual_read; } int bytes_read() const { return bytes_read_; } private: const char* buffer_to_read_; int size_; int bytes_read_; }; Mock-объект, написанный вручную 6

7. Тест с таким объектом TEST(Server_ReadRequest, ReadsCompleteRequest) { string data("1234567890123456789012345"); MockSocket mock_socket(data.data(), data.size()); Server server(&mock_socket); string buffer; EXPECT_TRUE(server.ReadRequest(&buffer)); EXPECT_EQ(data, buffer); } Проверяет только результат, а не взаимодействие 7

8. Google Mock Google C++ Mocking Framework/Google Mock/gMock Написан в 2007 г. Жаньонгом Ваном (Zhanyong Wan) Код открыт в 2008 г. Лежит на code.google.com/p/googlemock Используется во многих проектах с открытым кодом (Chromium, LLVM) 8

9. Нужна библиотека для написания тестов Хорошо интегрирован с Google Test Лежит на http://code.google.com/p/googletest Позволяет легко и быстро писать тесты: #include <gtest/gtest.h> TEST(MathTest, ArithmeticsStillWorks) { EXPECT_EQ(4, 2 * 2); } 9

10. Mock-объект на Google Mock class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; 10

11. Определение ожиданий class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; EXPECT_CALL(mock_socket, Read(…)) 11

12. Описние параметров class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; EXPECT_CALL(mock_socket, Read(_, Ge(25))) 12

13. Описание количества вызовов class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; EXPECT_CALL(mock_socket, Read(_, Ge(25))) .Times(2) 13

14. Описание поведения class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; string data(&quot;1234567890123456789012345&quot;); EXPECT_CALL(mock_socket, Read(_, Ge(25))) .Times(2) .WillOnce(DoAll(CopyData(data), Return(data.size()))) .WillOnce(Return(0)); 14

15. Полный тест class MockSocket : public SocketInterface { public: MOCK_METHOD2(Read, int(void* buffer, int n)); }; TEST(Server_ReadRequest, ReadsCompleteRequest) { MockSocket mock_socket; string data(&quot;1234567890123456789012345&quot;); EXPECT_CALL(mock_socket, Read(_, Ge(25))) .Times(2) .WillOnce(DoAll(CopyData(data), Return(data.size()))) .WillOnce(Return(0)); Server server(&mock_socket); string result; EXPECT_TRUE(server.ReadRequest(&result)); EXPECT_EQ(data, result); } 15

16. Предикаты ...на стероидах Проверяют условия Описывают эти условия Предоставляют объяснения Примеры: Простые: 42, _, Gt(32), NotNull() Составные: AllOf(m1, ...), AnyOf(m1, ...), Not(matcher) Для контейнеров: Contains(matcher), Each(matcher) ElementsAre(e1, ..., en), ElementsAreArray(arr) Можно определять собственные 16

17. Количество вызовов Указывается в методе Times(): EXPECT_CALL(mock, Foo()). Times(cardinality) ; Можно указывать: 2 Exactly(2) AtLeast(3) AtMost(5) Between(3, 4) 17

18. Порядок По умолчанию порядок вызовов не задаётся Можно указывать полный или частичный порядок Отсутствие циклов гаранировано { InSequence s; EXPECT_CALL(mock, A()); EXPECT_CALL(mock, B()); } Sequence s1, s2; EXPECT_CALL(mock, A()).InSequence(s1, s2); EXPECT_CALL(mock, B()).InSequence(s1); EXPECT_CALL(mock, C()).InSequence(s2); 18

19. Действия Определяются в методах WillOnce() и WillRepeatedly() Определяют поведение mock-объекта Статически типизированы (type-safe) SetArrayArgument<>(), SetArg<>(), SaveArg<>(), Return(value), ReturnRef(object), Invoke(function), Invoke(object, method) Составные: DoAll(action1, action2, ...) Можно определять самому ON_CALL() определяет действие по умолчанию чтобы можно было не указывать WillOnce или WillRepeatedly 19

20. Расширяем Google Mock – предикаты MATCHER(IsEven, &quot;&quot;) { return arg % 2 == 0; } MATCHER_P(IsDivisibleBy, n, &quot;&quot;) { return arg % n == 0; } MATCHER_P2(IsSumOf, a, b, &quot;&quot;) { return arg == a + b; } EXPECT_CALL(mock, Foo(IsSumOf(x, 7))); Не должны вызывать сторонних эффектов Не должны содержать изменяемого состояния Есть более продвинутое API для создания предикатов 20

21. Расширяем Google Mock – действия ACTION(ChooseCallee) { if (arg0) arg1->f(); else arg2->g(); } ACTION_P(CopyData, data) { std::copy(data.data(), data.data() + data.size(), arg0); } Доступ к аргументам метода: arg0, arg1, ... Есть более продвинутое API для создания действий 21

22. Пример: внедрение ошибок TEST(FileReaderTest, HandlesConnectionClosed) { MockSocket mock_socket; MockServerManager mock_server_manager; EXPECT_CALL(mock_socket, Read(_, Ge(25)) .WillOnce( SetErrnoAndReturn (EPIPE, -1)); EXPECT_CALL(mock_server_manager, OnConnectionLost()); Server server(&mock_socket, &mock_server_manager); EXPECT_FALSE(reader.ReadRequest(&result)); } 22

23. Пример: быстрый сон class WallClockInterface { public: virtual time_t GetWallTime() const = 0; virtual void SleepMilliseconds(time_t ms) = 0; }; class MockWallClock : public WallClockInterface { public: MOCK_CONST_METHOD0(GetWallTime, time_t()); MOCK_METHOD1(SleepMilliseconds, void()); }; 23

24. Пример: быстрый сон TEST(NetworkClientTest, WaitsAndRetries) { MockWallClock mock_clock; MockSocket mock_socket; InSequence s; EXPECT_CALL(mock_socket, Connect(_)) .WillOnce(Return(false)); EXPECT_CALL(mock_clock, GetWallTime ()) .WillOnce( Return(1000) ); EXPECT_CALL(mock_clock, SleepMilliseconds(2000) ); EXPECT_CALL(mock_clock, GetWallTime ()) .WillOnce( Return(3000) ); EXPECT_CALL(mock_socket, Connect(_) ) .WillOnce(Return(true)); NetworkClient client(&mock_clock, &mock_socket); EXPECT_TRUE(client.AttemptConnectWithRetry()); } 24

25. Преимущества Проверяет взаимодействие между объектом и соседями Позволяет писать быстрые тесты Позволяет писать надёжные тесты Упрощает тестирование кода обработки ошибок Позволяет писать код, не имея соседей 25

26. Недостатки Mock-объекты компилируются медленно Малопонятная диагностика Написан Google Mock Doctor, скрипт для интерпретации диагностики (GCC и LLVM) Mock-нужно писать вручную Есть скрипт для генерации mock-классов из определений интерфейсов или классов 26

27. Google Mock http://code.google.com/p/googlemock http://code.google.com/p/googlemock/wiki/Documentation googlemock@googlegroups.com (English) 27