Go 单元测试和性能测试

测试对于互联网应用软件开发来说非常重要，它对软件可靠性保证具有重要意义，通过测试能够尽可能发现并改正软件中的错误，提高软件质量。

这里我们主要讲解Go语言如何实现单元测试和性能测试。

go语言中自带有一个轻量级的测试框架testing和自带的go test命令来实现单元测试和性能测试，testing框架和其他语言中的测试框架类似，你可以基于这个框架写针对相应函数的测试用例，也可以基于该框架写相应的压力测试用例，那么接下来让我们一一来看一下怎么写。

单元测试

创建目录test，在目录下创建add.go、add_test.go两个文件，add_test.go为单元测试文件。

add_test.go

package test

import "testing"

func TestAdd(t *testing.T) {
   sum := Add(1, 2)
   if sum == 3 {
      t.Log("the result is ok")
   } else {
      t.Fatal("the result is wrong")
   }
}
func TestAdd1(t *testing.T) {
    t.Error("the result is error")
}

add.go

package test

func Add(a, b int) int {
   return a + b
}

然后在项目目录下运行go test -v就可以看到测试结果了

=== RUN   TestAdd
--- PASS: TestAdd (0.00s)
    add_test.go:8: the result is ok
=== RUN   TestAdd1
--- FAIL: TestAdd1 (0.00s)
    add_test.go:14: the result is error
FAIL
exit status 1
FAIL    _/D_/gopath/src/ados/test       0.419s

如果看到PASS字样证明测试通过，FAIL字样表示测试失败。

使用testing库的测试框架需要遵循以下几个规则如下：

文件名必须是_test.go结尾的，这样在执行go test的时候才会执行到相应的代码
你必须import testing这个包
所有的测试用例函数必须是Test开头
测试用例会按照源代码中写的顺序依次执行
测试函数TestXxx()的参数是testing.T，我们可以使用该类型来记录错误或者是测试状态
测试格式：func TestXxx (t *testing.T),Xxx部分可以为任意的字母数字的组合，但是首字母不能是小写字母[a-z]，例如Testintdiv是错误的函数名。
函数中通过调用testing.T的Error, Errorf, FailNow, Fatal, FatalIf方法，说明测试不通过，调用Log方法用来记录测试的信息。

性能测试或压力测试

压力测试用来检测函数(方法）的性能，和编写单元功能测试的方法类似,此处不再赘述，但需要注意以下几点：

压力测试用例必须遵循如下格式，其中XXX可以是任意字母数字的组合，但是首字母不能是小写字母 func BenchmarkXXX(b *testing.B) { ... }
go test不会默认执行压力测试的函数，如果要执行压力测试需要带上参数-test.bench，语法:-test.bench="test_name_regex",例如go test -test.bench=".*"表示测试全部的压力测试函数
在压力测试用例中,请记得在循环体内使用testing.B.N,以使测试可以正常的运行
文件名也必须以_test.go结尾

在test目录下创建 reflect_test.go

package test

import (
   "reflect"
   "testing"
)

type Student struct {
   Name  string
   Age   int
   Class string
   Score int
}

func BenchmarkReflect_New(b *testing.B) {
   var s *Student
   sv := reflect.TypeOf(Student{})
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      sn := reflect.New(sv)
      s, _ = sn.Interface().(*Student)
   }
   _ = s
}
func BenchmarkDirect_New(b *testing.B) {
   var s *Student
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      s = new(Student)
   }
   _ = s
}
func BenchmarkReflect_Set(b *testing.B) {
   var s *Student
   sv := reflect.TypeOf(Student{})
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      sn := reflect.New(sv)
      s = sn.Interface().(*Student)
      s.Name = "Jerry"
      s.Age = 18
      s.Class = "20005"
      s.Score = 100
   }
}
func BenchmarkReflect_SetFieldByName(b *testing.B) {
   sv := reflect.TypeOf(Student{})
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      sn := reflect.New(sv).Elem()
      sn.FieldByName("Name").SetString("Jerry")
      sn.FieldByName("Age").SetInt(18)
      sn.FieldByName("Class").SetString("20005")
      sn.FieldByName("Score").SetInt(100)
   }
}
func BenchmarkReflect_SetFieldByIndex(b *testing.B) {
   sv := reflect.TypeOf(Student{})
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      sn := reflect.New(sv).Elem()
      sn.Field(0).SetString("Jerry")
      sn.Field(1).SetInt(18)
      sn.Field(2).SetString("20005")
      sn.Field(3).SetInt(100)
   }
}
func BenchmarkDirect_Set(b *testing.B) {
   var s *Student
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {
      s = new(Student)
      s.Name = "Jerry"
      s.Age = 18
      s.Class = "20005"
      s.Score = 100
   }
}

在test目录下，执行：

go test reflect_test.go -test.bench=".*"

结果如下

goos: windows
goarch: amd64
BenchmarkReflect_New-4                  20000000                84.9 ns/op
BenchmarkDirect_New-4                   30000000                50.6 ns/op
BenchmarkReflect_Set-4                  20000000                89.9 ns/op
BenchmarkReflect_SetFieldByName-4        3000000               552 ns/op
BenchmarkReflect_SetFieldByIndex-4      10000000               132 ns/op
BenchmarkDirect_Set-4                   30000000                53.0 ns/op
PASS
ok      command-line-arguments  10.982s

上面的结果显示我们没有执行任何TestXXX的单元测试函数，显示的结果只执行了压力测试函数，以第三行为例

BenchmarkReflect_New 函数执行了20000000次，每次的执行平均时间是84.9纳秒。最后一行 command-line-arguments 10.982s，代表总的执行时间为 10.982s。

如果只想对某个函数测试，以BenchmarkReflect_New 为例，执行命令

go test reflect_test.go -test.bench="BenchmarkReflect_New"

结果为：

goos: windows
goarch: amd64
BenchmarkReflect_New-4          20000000                84.9 ns/op
PASS
ok      command-line-arguments  2.490s

如果测试整个目录下的所有测试执行:

go test -test.bench=".*"

如果想显示内存分配的次数和大小添加 -benchmem

go test reflect_test.go -benchmem -test.bench=".*"

goos: windows
goarch: amd64
BenchmarkReflect_New-4                  20000000   88.3 ns/op  48 B/op     1 allocs/op
BenchmarkDirect_New-4                   30000000   53.8 ns/op  48 B/op     1 allocs/op
BenchmarkReflect_Set-4                  20000000   90.9 ns/op  48 B/op     1 allocs/op
BenchmarkReflect_SetFieldByName-4        3000000   564 ns/op   80 B/op     5 allocs/op
BenchmarkReflect_SetFieldByIndex-4      10000000   135 ns/op   48 B/op     1 allocs/op
BenchmarkDirect_Set-4                   30000000   52.4 ns/op  48 B/op     1 allocs/op
PASS
ok      command-line-arguments  12.955s

后两列代表分配的内存大小和次数（48 B/op 1 allocs/op）