Web前端单元测试到底要怎么写？
作者：deepfunc
https://segmentfault.com/a/1190000015935519
随着 Web 应用的复杂程度越来越高，很多公司越来越重视前端单元测试。我们看到的大多数教程都会讲单元测试的重要性、一些有代表性的测试框架 api 怎么使用，但在实际项目中单元测试要怎么下手？测试用例应该包含哪些具体内容呢？
本文从一个真实的应用场景出发，从设计模式、代码结构来分析单元测试应该包含哪些内容，具体测试用例怎么写，希望看到的童鞋都能有所收获。
项目用到的技术框架
该项目采用 react 技术栈，用到的主要框架包括：react、 redux、 react-redux、 redux-actions、 reselect、 redux-saga、 seamless-immutable、 antd。
应用场景介绍
这个应用场景从 UI 层来讲主要由两个部分组成：
工具栏，包含刷新按钮、关键字搜索框
表格展示，采用分页的形式浏览
看到这里有的童鞋可能会说：切！这么简单的界面和业务逻辑，还是真实场景吗，还需要写神马单元测试吗？
别急，为了保证文章的阅读体验和长度适中，能讲清楚问题的简洁场景就是好场景不是吗？慢慢往下看。
设计模式与结构分析
在这个场景设计开发中，我们严格遵守 redux 单向数据流 与 react-redux 的最佳实践，并采用 redux-saga 来处理业务流， reselect 来处理状态缓存，通过 fetch 来调用后台接口，与真实的项目没有差异。
分层设计与代码组织如下所示：
中间 store 中的内容都是 redux 相关的，看名称应该都能知道意思了。
具体的代码请看这里：https://github.com/deepfunc/react-test-demo。
单元测试部分介绍
先讲一下用到了哪些测试框架和工具，主要内容包括：
jest，测试框架enzyme，专测 react ui 层sinon，具有独立的 fakes、spies、stubs、mocks 功能库nock，模拟 HTTP Server
如果有童鞋对上面这些使用和配置不熟的话，直接看官方文档吧，比任何教程都写的好。
接下来，我们就开始编写具体的测试用例代码了，下面会针对每个层面给出代码片段和解析。那么我们先从 actions 开始吧。
为使文章尽量简短、清晰，下面的代码片段不是每个文件的完整内容，完整内容在这里：https://github.com/deepfunc/react-test-demo。
actions
业务里面我使用了 redux-actions 来产生 action，这里用工具栏做示例，先看一段业务代码：
import { createAction } from 'redux-actions';
import * as type from '../types/bizToolbar';
export const updateKeywords = createAction(type.BIZ_TOOLBAR_KEYWORDS_UPDATE);
// ...
对于 actions 测试，我们主要是验证产生的 action 对象是否正确：
import * as type from '@/store/types/bizToolbar';
import * as actions from '@/store/actions/bizToolbar';
/* 测试 bizToolbar 相关 actions */
describe('bizToolbar actions', () => {/* 测试更新搜索关键字 */test('should create an action for update keywords', () => {// 构建目标 actionconst keywords = 'some keywords';const expectedAction = {type: type.BIZ_TOOLBAR_KEYWORDS_UPDATE,payload: keywords};// 断言 redux-actions 产生的 action 是否正确expect(actions.updateKeywords(keywords)).toEqual(expectedAction);});// ...
});
这个测试用例的逻辑很简单，首先构建一个我们期望的结果，然后调用业务代码，最后验证业务代码的运行结果与期望是否一致。这就是写测试用例的基本套路。
我们在写测试用例时尽量保持用例的单一职责，不要覆盖太多不同的业务范围。测试用例数量可以有很多个，但每个都不应该很复杂。
reducers
接着是 reducers，依然采用 redux-actions 的 handleActions 来编写 reducer，这里用表格的来做示例：
import { handleActions } from 'redux-actions';
import Immutable from 'seamless-immutable';
import * as type from '../types/bizTable';
/* 默认状态 */
export const defaultState = Immutable({loading: false,pagination: {current: 1,pageSize: 15,total: 0},data: []
});
export default handleActions({// .../* 处理获得数据成功 */[type.BIZ_TABLE_GET_RES_SUCCESS]: (state, {payload}) => {return state.merge({loading: false,pagination: {total: payload.total},data: payload.items},{deep: true});},// ...},defaultState
);
这里的状态对象使用了
seamless-immutable。
对于 reducer，我们主要测试两个方面：
对于未知的
action.type，是否能返回当前状态。对于每个业务 type ，是否都返回了经过正确处理的状态。
下面是针对以上两点的测试代码：
import * as type from '@/store/types/bizTable';
import reducer, { defaultState } from '@/store/reducers/bizTable';
/* 测试 bizTable reducer */
describe('bizTable reducer', () => {/* 测试未指定 state 参数情况下返回当前缺省 state */test('should return the default state', () => {expect(reducer(undefined, {type: 'UNKNOWN'})).toEqual(defaultState);});// .../* 测试处理正常数据结果 */test('should handle successful data response', () => {/* 模拟返回数据结果 */const payload = {items: [{id: 1, code: '1'},{id: 2, code: '2'}],total: 2};/* 期望返回的状态 */const expectedState = defaultState.setIn(['pagination', 'total'], payload.total).set('data', payload.items).set('loading', false);expect(reducer(defaultState, {type: type.BIZ_TABLE_GET_RES_SUCCESS,payload})).toEqual(expectedState);});// ...
});
这里的测试用例逻辑也很简单，依然是上面断言期望结果的套路。下面是 selectors 的部分。
selectors
selector 的作用是获取对应业务的状态，这里使用了 reselect 来做缓存，防止 state 未改变的情况下重新计算，先看一下表格的 selector 代码：
import { createSelector } from 'reselect';
import * as defaultSettings from '@/utils/defaultSettingsUtil';
// ...
const getBizTableState = (state) => state.bizTable;
export const getBizTable = createSelector(getBizTableState, (bizTable) => {return bizTable.merge({pagination: defaultSettings.pagination}, {deep: true});
});
这里的分页器部分参数在项目中是统一设置，所以 reselect 很好的完成了这个工作：如果业务状态不变，直接返回上次的缓存。分页器默认设置如下：
export const pagination = {size: 'small',showTotal: (total, range) => `${range[0]}-${range[1]} / ${total}`,pageSizeOptions: ['15', '25', '40', '60'],showSizeChanger: true,showQuickJumper: true
};
那么我们的测试也主要是两个方面：
对于业务 selector ，是否返回了正确的内容。
缓存功能是否正常。
测试代码如下：
import Immutable from 'seamless-immutable';
import { getBizTable } from '@/store/selectors';
import * as defaultSettingsUtil from '@/utils/defaultSettingsUtil';
/* 测试 bizTable selector */
describe('bizTable selector', () => {let state;beforeEach(() => {state = createState();/* 每个用例执行前重置缓存计算次数 */getBizTable.resetRecomputations();});function createState() {return Immutable({bizTable: {loading: false,pagination: {current: 1,pageSize: 15,total: 0},data: []}});}/* 测试返回正确的 bizTable state */test('should return bizTable state', () => {/* 业务状态 ok 的 */expect(getBizTable(state)).toMatchObject(state.bizTable);/* 分页默认参数设置 ok 的 */expect(getBizTable(state)).toMatchObject({pagination: defaultSettingsUtil.pagination});});/* 测试 selector 缓存是否有效 */test('check memoization', () => {getBizTable(state);/* 第一次计算，缓存计算次数为 1 */expect(getBizTable.recomputations()).toBe(1);getBizTable(state);/* 业务状态不变的情况下，缓存计算次数应该还是 1 */expect(getBizTable.recomputations()).toBe(1);const newState = state.setIn(['bizTable', 'loading'], true);getBizTable(newState);/* 业务状态改变了，缓存计算次数应该是 2 了 */expect(getBizTable.recomputations()).toBe(2);});
});
测试用例依然很简单有木有？保持这个节奏就对了。下面来讲下稍微有点复杂的地方，sagas 部分。
sagas
这里我用了 redux-saga 处理业务流，这里具体也就是异步调用 api 请求数据，处理成功结果和错误结果等。
可能有的童鞋觉得搞这么复杂干嘛，异步请求用个 redux-thunk 不就完事了吗？别急，耐心看完你就明白了。
这里有必要大概介绍下 redux-saga 的工作方式。saga 是一种 es6 的生成器函数 - Generator ，我们利用他来产生各种声明式的 effects ，由 redux-saga 引擎来消化处理，推动业务进行。
这里我们来看看获取表格数据的业务代码：
import { all, takeLatest, put, select, call } from 'redux-saga/effects';
import * as type from '../types/bizTable';
import * as actions from '../actions/bizTable';
import { getBizToolbar, getBizTable } from '../selectors';
import * as api from '@/services/bizApi';
// ...
export function* onGetBizTableData() {/* 先获取 api 调用需要的参数：关键字、分页信息等 */const {keywords} = yield select(getBizToolbar);const {pagination} = yield select(getBizTable);const payload = {keywords,paging: {skip: (pagination.current - 1) * pagination.pageSize, max: pagination.pageSize}};try {/* 调用 api */const result = yield call(api.getBizTableData, payload);/* 正常返回 */yield put(actions.putBizTableDataSuccessResult(result));} catch (err) {/* 错误返回 */yield put(actions.putBizTableDataFailResult());}
}
不熟悉 redux-saga 的童鞋也不要太在意代码的具体写法，看注释应该能了解这个业务的具体步骤：
从对应的
state里取到调用 api 时需要的参数部分（搜索关键字、分页），这里调用了刚才的 selector。组合好参数并调用对应的 api 层。
如果正常返回结果，则发送成功 action 通知 reducer 更新状态。
如果错误返回，则发送错误 action 通知 reducer。
那么具体的测试用例应该怎么写呢？我们都知道这种业务代码涉及到了 api 或其他层的调用，如果要写单元测试必须做一些 mock 之类来防止真正调用 api 层，下面我们来看一下 怎么针对这个 saga 来写测试用例：
import { put, select } from 'redux-saga/effects';
// ...
/* 测试获取数据 */
test('request data, check success and fail', () => {/* 当前的业务状态 */const state = {bizToolbar: {keywords: 'some keywords'},bizTable: {pagination: {current: 1,pageSize: 15}}};const gen = cloneableGenerator(saga.onGetBizTableData)();/* 1. 是否调用了正确的 selector 来获得请求时要发送的参数 */expect(gen.next().value).toEqual(select(getBizToolbar));expect(gen.next(state.bizToolbar).value).toEqual(select(getBizTable));/* 2. 是否调用了 api 层 */const callEffect = gen.next(state.bizTable).value;expect(callEffect['CALL'].fn).toBe(api.getBizTableData);/* 调用 api 层参数是否传递正确 */expect(callEffect['CALL'].args[0]).toEqual({keywords: 'some keywords',paging: {skip: 0, max: 15}});/* 3. 模拟正确返回分支 */const successBranch = gen.clone();const successRes = {items: [{id: 1, code: '1'},{id: 2, code: '2'}],total: 2};expect(successBranch.next(successRes).value).toEqual(put(actions.putBizTableDataSuccessResult(successRes)));expect(successBranch.next().done).toBe(true);/* 4. 模拟错误返回分支 */const failBranch = gen.clone();expect(failBranch.throw(new Error('模拟产生异常')).value).toEqual(put(actions.putBizTableDataFailResult()));expect(failBranch.next().done).toBe(true);
});
这个测试用例相比前面的复杂了一些，我们先来说下测试 saga 的原理。前面说过 saga 实际上是返回各种声明式的 effects ，然后由引擎来真正执行。所以我们测试的目的就是要看 effects 的产生是否符合预期。那么 effect 到底是个神马东西呢？其实就是字面量对象！
我们可以用在业务代码同样的方式来产生这些字面量对象，对于字面量对象的断言就非常简单了，并且没有直接调用 api 层，就用不着做 mock 咯！这个测试用例的步骤就是利用生成器函数一步步的产生下一个 effect ，然后断言比较。
从上面的注释 3、4 可以看到，
redux-saga还提供了一些辅助函数来方便的处理分支断点。
这也是我选择 redux-saga 的原因：强大并且利于测试。
api 和 fetch 工具库
接下来就是api 层相关的了。前面讲过调用后台请求是用的 fetch ，我封装了两个方法来简化调用和结果处理：getJSON() 、 postJSON() ，分别对应 GET 、POST 请求。先来看看 api 层代码：
import { fetcher } from '@/utils/fetcher';
export function getBizTableData(payload) {return fetcher.postJSON('/api/biz/get-table', payload);
}
业务代码很简单，那么测试用例也很简单：
import sinon from 'sinon';
import { fetcher } from '@/utils/fetcher';
import * as api from '@/services/bizApi';
/* 测试 bizApi */
describe('bizApi', () => {let fetcherStub;beforeAll(() => {fetcherStub = sinon.stub(fetcher);});// .../* getBizTableData api 应该调用正确的 method 和传递正确的参数 */test('getBizTableData api should call postJSON with right params of fetcher', () => {/* 模拟参数 */const payload = {a: 1, b: 2};api.getBizTableData(payload);/* 检查是否调用了工具库 */expect(fetcherStub.postJSON.callCount).toBe(1);/* 检查调用参数是否正确 */expect(fetcherStub.postJSON.lastCall.calledWith('/api/biz/get-table', payload)).toBe(true);});
});
由于 api 层直接调用了工具库，所以这里用 sinon.stub() 来替换工具库达到测试目的。
接着就是测试自己封装的 fetch 工具库了，这里 fetch 我是用的 isomorphic-fetch ，所以选择了 nock 来模拟 Server 进行测试，主要是测试正常访问返回结果和模拟服务器异常等，示例片段如下：
import nock from 'nock';
import { fetcher, FetchError } from '@/utils/fetcher';
/* 测试 fetcher */
describe('fetcher', () => {afterEach(() => {nock.cleanAll();});afterAll(() => {nock.restore();});/* 测试 getJSON 获得正常数据 */test('should get success result', () => {nock('http://some').get('/test').reply(200, {success: true, result: 'hello, world'});return expect(fetcher.getJSON('http://some/test')).resolves.toMatch(/^hello.+$/);});// .../* 测试 getJSON 捕获 server 大于 400 的异常状态 */test('should catch server status: 400+', (done) => {const status = 500;nock('http://some').get('/test').reply(status);fetcher.getJSON('http://some/test').catch((error) => {expect(error).toEqual(expect.any(FetchError));expect(error).toHaveProperty('detail');expect(error.detail.status).toBe(status);done();});});/* 测试 getJSON 传递正确的 headers 和 query strings */test('check headers and query string of getJSON()', () => {nock('http://some', {reqheaders: {'Accept': 'application/json','authorization': 'Basic Auth'}}).get('/test').query({a: '123', b: 456}).reply(200, {success: true, result: true});const headers = new Headers();headers.append('authorization', 'Basic Auth');return expect(fetcher.getJSON('http://some/test', {a: '123', b: 456}, headers)).resolves.toBe(true);});// ...
});
基本也没什么复杂的，主要注意 fetch 是 promise 返回， jest 的各种异步测试方案都能很好满足。
剩下的部分就是跟 UI 相关的了。
容器组件
容器组件的主要目的是传递 state 和 actions，看下工具栏的容器组件代码：
import { connect } from 'react-redux';
import { getBizToolbar } from '@/store/selectors';
import * as actions from '@/store/actions/bizToolbar';
import BizToolbar from '@/components/BizToolbar';
const mapStateToProps = (state) => ({...getBizToolbar(state)
});
const mapDispatchToProps = {reload: actions.reload,updateKeywords: actions.updateKeywords
};
export default connect(mapStateToProps, mapDispatchToProps)(BizToolbar);
那么测试用例的目的也是检查这些，这里使用了 redux-mock-store 来模拟 redux 的 store ：
import React from 'react';
import { shallow } from 'enzyme';
import configureStore from 'redux-mock-store';
import BizToolbar from '@/containers/BizToolbar';
/* 测试容器组件 BizToolbar */
describe('BizToolbar container', () => {const initialState = {bizToolbar: {keywords: 'some keywords'}};const mockStore = configureStore();let store;let container;beforeEach(() => {store = mockStore(initialState);container = shallow();});/* 测试 state 到 props 的映射是否正确 */test('should pass state to props', () => {const props = container.props();expect(props).toHaveProperty('keywords', initialState.bizToolbar.keywords);});/* 测试 actions 到 props 的映射是否正确 */test('should pass actions to props', () => {const props = container.props();expect(props).toHaveProperty('reload', expect.any(Function));expect(props).toHaveProperty('updateKeywords', expect.any(Function));});
});
很简单有木有，所以也没啥可说的了。
UI 组件
这里以表格组件作为示例，我们将直接来看测试用例是怎么写。一般来说 UI 组件我们主要测试以下几个方面：
是否渲染了正确的 DOM 结构
样式是否正确
业务逻辑触发是否正确
下面是测试用例代码：
import React from 'react';
import { mount } from 'enzyme';
import sinon from 'sinon';
import { Table } from 'antd';
import * as defaultSettingsUtil from '@/utils/defaultSettingsUtil';
import BizTable from '@/components/BizTable';
/* 测试 UI 组件 BizTable */
describe('BizTable component', () => {const defaultProps = {loading: false,pagination: Object.assign({}, {current: 1,pageSize: 15,total: 2}, defaultSettingsUtil.pagination),data: [{id: 1}, {id: 2}],getData: sinon.fake(),updateParams: sinon.fake()};let defaultWrapper;beforeEach(() => {defaultWrapper = mount(得益于设计分层的合理性，我们很容易利用构造 props 来达到测试目的，结合 enzyme 和 sinon ，测试用例依然保持简单的节奏。
总结
以上就是这个场景完整的测试用例编写思路和示例代码，文中提及的思路方法也完全可以用在 Vue 、 Angular 项目上。完整的代码内容在 这里 （重要的事情多说几遍，各位童鞋觉得好帮忙去给个 :star: 哈）。
最后我们可以利用覆盖率来看下用例的覆盖程度是否足够（一般来说不用刻意追求 100%，根据实际情况来定）：
单元测试是 TDD 测试驱动开发的基础。从以上整个过程可以看出，好的设计分层是很容易编写测试用例的，单元测试不单单只是为了保证代码质量：他会逼着你思考代码设计的合理性，拒绝面条代码 :muscle:
借用 Clean Code 的结束语：
2005 年，在参加于丹佛举行的敏捷大会时，Elisabeth Hedrickson 递给我一条类似 Lance Armstrong 热销的那种绿色腕带。这条腕带上面写着“沉迷测试”（Test Obsessed）的字样。我高兴地戴上，并自豪地一直系着。自从 1999 年从 Kent Beck 那儿学到 TDD 以来，我的确迷上了测试驱动开发。
不过跟着就发生了些奇事。我发现自己无法取下腕带。不仅是因为腕带很紧，而且那也是条精神上的紧箍咒。那腕带就是我职业道德的宣告，也是我承诺尽己所能写出最好代码的提示。取下它，仿佛就是违背了这些宣告和承诺似的。
所以它还在我的手腕上。在写代码时，我用余光瞟见它。它一直提醒我，我做了写出整洁代码https://mp.weixin.qq.com/s/8_ceS5cBuJ44nDwpev1YDw
最后
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