gmock教程（gmclock）



Gmock是C++中的一个接口测试框架，一般来说和Google Test搭配使用，但Google Test也可以和其他Mock框架一起使用。 本部分是Google Mock基础常用的用法，如需要特殊用法，请查阅Google Mock官方文档。

依次执行下面命令即可：

官方文档：https://google.github.io/googletest/

1. Fake、Mock、Stub
   • Fake对象有具体的实现，但采取一些捷径，比如用内存替代真实的数据库读取
   • Stub对象没有具体的实现，只是返回提前准备好的数据
   • Mock对象和Stub类似，只是在测试中需要调用时，针对某种输入指定期望的行为，Mock和Stub的区别是，Mock除了返回数据还可以指定期望以验证行为。
2. 简单示例

   Tutle类：

   MockTurtle类：

   创建Mock类的步骤：

   1. MockTutle继承Tutle
   2. 找到Tutle的一个虚函数
   3. 在public的部分，写一个MOCK_METHOD()
   4. 将虚函数的函数签名复制进MOCK_METHOD()中，加两个逗号：

      一个在返回类型和函数名之间，另一个在函数名和参数列表之间

      例如：void PenDown() 有三部分：void、PenDown、和()，这三部分就是MOCK_METHOD的前三个参数

   5. 如果要模拟const方法，添加一个包含const的第四个参数，必须到括号
   6. 建议添加override关键字。所以对于const方法，第四个参数变为（const, override），对于非const方法，第四个参数变为override。这不是强制性的。
   7. 重复步骤直至完成要模拟的所有虚拟函数
3. 在测试中使用Mock

   在测试中使用Mock的步骤：

   1. 从testing名称空间导入gmock.h的函数名(每个文件只需要执行一次)
   2. 创建一些Mock对象
   3. 指定对它们的期望(方法将被调用多少次? 带有什么参数? 每次应该做什么? 返回什么值 等等)
   4. 使用Mock对象；可以使用googletest断言检查结果。如果mock函数的调用超出预期或参数错误，将会立即收到错误信息。
   5. 当Mock对象被销毁时，gmock自动检查对模拟的所有期望是否得到满足

   在这个例子中,我们期望tutle的PenDown()至少被调用一次。如果在tutle对象被销毁时,PenDown()还没有被调用或者调用两次以上，测试会失败。

4. 指定期望

   EXCEPT_CALL(指定期望)是使用Google Mock的核心。EXCEPT_CALL的作用是两方面的：

   1. 告诉这个Mock（假）方法如何模拟原始方法：

      我们在EXPECT_CALL中告诉Google Mock，某个对象的某个方法第一次被调用时，会修改某个参数，会返回某个值，第二次调用时， 会修改某个参数，会返回某个值......

   2. 验证被调用的情况

      我们在EXPECT_CALL中告诉Google Mock，某个对象的某个方法总共会被调用N次（或大于N次，小于N次）。如果

      最终次数不符合预期，会导致测试失败。

   4.1 基本语法

   • mock_object是对象
   • method(matchers)用于匹配相应的函数调用
   • cardinality指定基数(被调用次数情况)
   • action指定被调用时的行为

   例子：

   这个EXPECT_CALL()指定的期望是：在turtle这个Mock对象销毁之前，turtle的getX()函数会被调用五次。第一次返回100，第二次返回150，第三次及以后都返回200。指定期望后， 5次对getX的调用会有这些行为。但如果最终调用次数不为5次，则测试失败。

   4.2 参数匹配：哪次调用

   • _ 相当于“任何”
   • 100相当于Eq(100)
   • Ge(50)指参数大于或等于50
   • 如果不关心参数，只写函数名就可以。比如：EXPECT_CALL(turtle, GoTo)

   4.3 基数：被调用几次

   用Times(m)，TIme(AtLeast(n))等来指定期待的调用次数

   Times可以被省略。比如整个EXPECT_CALL只有一个WillOnce(action)相当于也说明了调用次数只能为1

   4.4 行为：该做什么

   常用模式：如果需要指定前几次调用的特殊情况，并且之后的调用情况相同。使用一系列WillOnce()之后有WillRepeatedly()

   ​ 除了用来指定调用返回值的Return()，Google Mock中常用行为中还有：SetArgPointee (value),SetArgPointee将第N个指针参数(从0开始)指向的变量赋值为value。

   ​ 比如void getObject(Object* response){...}的EXCEPT_CALL：

   ​ 就修改了传入的指针response，使其指向了一个我们新创建的对象 。

   ​ 如果有多个行为，应该使用DoALL(a1, a2, ..., an)。DoAll指向所有n个action并返回an的结果。

   4.5 使用多个预期

   例子：

   ​ 正常情况下，Google Mock以倒序搜索预期：如果和多个EXCEPT_CALL都可以匹配，只有之前的，距离调用最近的一个EXPECT_CALL()会被匹配。例如：

   • 连续三次调用Forward(10)会产生错误因为它和 #2 匹配
   • 连续三次调用Forward(20)不会有错误因为它和 #1 匹配

   ​ 一旦匹配，该预期会被一直绑定，即使执行次数达到上限之后，还是生效的，这就是为什么三次调用Forward（10）超过了2号的EXPECT_CALL的上限时,不会去试图调用绑定1号EXPECT_CALL而报错的原因。

   ​ 为了明确地让某一个EXPECT_CALL “退休”, 可以加上RetiresOnSaturation()，例如：

   ​ 在这个例子中，第一次GetX()调用和#2匹配,返回20，然后这个EXPECT_CALL就 “退休”了；第二次 GetX()调用和 #1匹配，返回10

   4.6 Sequence

   可以用sequence来指定期望匹配的顺序

   ​ 在上面的例子中，创建了两个Sequence s1 和 s2，属于 s1 的有Reset() 和 GetSize()，所以Reset（）必须在GetSize（）之前执行。属于s2的有Reset()和Describe(A<const char*>())，所以Reset（）必须在Describe(A<const char >())之前执行。所以，Reset()必须在Describe(A<const char>())之前执行，而GetSize（）和Describe（）这两者之间没有顺序约束。

   ​ 如果需要指定很多期望的顺序，有另一种写法：

   ​ 在这种用法中，scope(大括号中)的期望必须遵守严格的顺序。

   在这部分，我们找一个示例项目来演示，如何在不同的情景中使用Google Test和 Google Mock写单元测试用例。

   1. 示例项目是一个C++命令行聊天室软件，包含服务器和客户端。

      项目结构

   2. 如果被测试的函数不包含外部依赖，用Google Test基础的用法就可以完成用例编写。

      普通测试

      原函数：

      ​ 这个函数很简单，就是给body_length_赋值，但是有最大值限制。测试用例可以这样写：

      ​ 我们可以看到，对于这类函数，用例编写很直接简单，步骤都是构造变量，再用合适的Google Test宏来验证变量值或者函数调用的返回值。

   3. 原函数

      简单Mock

      ​ participants_类型是 std::set<chat_participant_ptr>。这个函数的目的很明显，将一个participant从set中移除。

      ​ 真实地创建一个聊天参与者participant对象可能条件比较严苛或者成本比较高。为了有效率地验证这个函数，我们可以新建一些Mock的chat_participant_ptr而不用严格地去创建participant对象。

      ​ chat_participant 对象：

      ​ Mock对象:

      ​ 测试用例：

   4. ​ chat_room中有一个log()，依赖网络请求。原函数：

      Web请求

      ​ 在单元测试中，我们只关心被测试部分的逻辑。为了测试这个函数，我们不应该创建真实的 requester，应该使用mock。

      ​ http_request对象：

      Mock对象：

      测试用例：

   5. chat_room 对象会将聊天者发送的消息存储在redis中。当新用户加入时，chat_room对象从数据库获取所有历史消息发送给该新用户。

      数据库访问

      join函数：

      message_dao对象：

      Mock对象：

      测试用例：

   1、单元测试文件应该放在项目的什么位置？

   ​ 一般来说，我们是会在根目录创建一个tests文件夹，里面放单元测试部分的源码，从而不会和被测试代码混在一起

   ​ 如果需要和其他测试（如接口测试、压力测试）等区分开，可以：

   ​ 1、把tests改成unittests、utests等

   ​ 2、在tests创建不同的子文件夹存放不同类型的测试代码

   2、Google Mock只能Mock虚函数，如果我想Mock非虚函数怎么办？

   ​ 由于Google Mock（及其他大部分Mock框架）通过继承来动态重载机制的限制，一般来说Google Mock只能Mock 虚函数。如果要Mock非虚函数，官方文档提供这几种思路：

   ​ 1、Mock类和原类没有继承关系，测试对象使用函数模板。在测试中，测试对象接收Mock类。

   ​ 2、创建一个接口（抽象类），原类继承自这个接口（抽象类）。在测试中Mock这个接口（抽象类）。

   ​ 这两种方法，都需要对代码进行一定的修改或重构。如果不想修改被测试代码。可以考虑使用hook技术替换被 Mock的部分从而Mock一般函数。

   使用TMock对非虚函数Mock的例子：

   mock函数：

   ​ 单测中应用tmock的方法和Google Mock基本一致。但在结束的时候需要使用TMOCK_CLEAR清除exception，detach hook的函数，防止干扰其他单元测试。

   3、Google Test官方文档中说测试套件名称、测试夹具名称、测试名称中不应该出现下划线_，为什么？

   ​ TEST(TestSuiteName, TestName)，生成名为TestSuiteName_TestName_Test的类。

   ​ 下划线_是特殊的，因为C++保留以下内容供编译器和标准库使用。所以开头和结尾有下划线很容易让生成的类的标识符不合法。

   ​ 另一方面，下划线可能让不同测试生成相同的类。比如TEST(Time, Files_Like_An_Arrow) {.....}都生成名为Time_Files_Like_An_Arrow_Test的类。

   4、测试输出里有很多Uniteresting mock function call 警告怎么办？

   ​ 创建的Mock对象的某些调用如果没有相应匹配的EXCEPT_CALL，Google Mock会生成这个警告。

   ​ 为了去除这个警告，可以使用NiceMock。比如如果原本使用MockFoo nice_foo；新建mock对象的话,可以改成NiceMock nice_foo; NiceMock 是MockFoo的子类。

   ​ 框架的使用，无非是一些语法糖的差异和使用的难易程度。不管使用什么语言，什么框架，最关键的是利用单元测试的思路，写出解耦的、可测试的、易于维护的代码，保证代码的质量。

   ​ 单元测试是一种手段，能够一定程度的改善生产力。凡事有度，过犹不及。如果一味盲目的追求测试覆盖率，忽视了测试代码本身的质量。那么各种无效的单元测试反而带来了沉重的维护负担。因此单测的代码，本身也是代码，也是和项目本身的代码一样，需要重构、维护的。

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