使用 xunit 编写测试代码

Intro

xunit 是 .NET 里使用非常广泛的一个测试框架，有很多测试项目都是在使用 xunit 作为测试框架，不仅仅有很多开源项目在使用，很多微软的项目也在使用 xunit 来作为测试框架。

Get Started

在 xunit 中不需要标记测试方法，所有 public 的类似都可以作为测试类，测试方法需要使用 Fact 或者 Theory 注解来标注方法，来看一个基本的使用示例：

首先准备了几个要测试的方法：

internal class Helper
{
    public static int Add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }

    public static void ArgumentExceptionTest() => throw new ArgumentException();

    public static void ArgumentNullExceptionTest() => throw new ArgumentNullException();
}

测试代码：

public class BasicTest
{
    [Fact]
    public void AddTest()
    {
        Assert.Equal(4, Helper.Add(2, 2));
        Assert.NotEqual(3, Helper.Add(2, 2));
    }

    [Theory]
    [InlineData(1, 2)]
    [InlineData(2, 2)]
    public void AddTestWithTestData(int num1, int num2)
    {
        Assert.Equal(num1 + num2, Helper.Add(num1, num2));
    }
}

使用 Fact 标记的测试方法不能方法参数，只有标记 Theory 的方法可以有方法参数

使用 Assert 来断言结果是否符合预期，xunit 提供了很丰富的 Assert 方法，可以使得我们的测试代码更加简洁。

Exception Assert

除了一般的结果断言，xunit 也支持 exception 断言，主要支持两大类，Assert.Throw/Assert.Throw<TExceptionType>/Assert.ThrowAny<TExceptionType>，对应的也有 Async 版本

[Fact]
public void ExceptionTest()
{
    var exceptionType = typeof(ArgumentException);
    Assert.Throws(exceptionType, Helper.ArgumentExceptionTest);
    Assert.Throws<ArgumentException>(testCode: Helper.ArgumentExceptionTest);
}

[Fact]
public void ExceptionAnyTest()
{
    Assert.Throws<ArgumentNullException>(Helper.ArgumentNullExceptionTest);
    Assert.ThrowsAny<ArgumentNullException>(Helper.ArgumentNullExceptionTest);
    Assert.ThrowsAny<ArgumentException>(Helper.ArgumentNullExceptionTest);
}

Assert.Throw(exceptionType, action) 和 Assert.Throw<TExceptionType>(action) 这样的 exception 类型只能是这个类型，继承于这个类型的不算，会 fail，而 Assert.ThrowAny<TExceptionType>(action) 则更包容一点，是这个类型或者是继承于这个类型的都可以。

Comparisons

很多人已经在使用其他的测试框架，如何迁移呢，xunit 也给出了与 nunit 和 mstest 的对比，详细可以参考下面的对比，具体可以参考 https://xunit.net/docs/comparisons：

Data Driven Test

测试框架大多提供数据驱动测试的支持，简单的就如开篇中的 Theory 示例，我们再来看一些稍微复杂一些的示例，一起来看下：

要使用数据驱动的方式写测试方法，测试方法应该标记为 Theory，并且将测试数据作为测试方法的方法参数

InlineData

最基本数据驱动的方式当属 InlineData，添加多个 InlineData 即可使用不同的测试数据进行测试

[Theory]
[InlineData(1)]
[InlineData(2)]
[InlineData(3)]
public void InlineDataTest(int num)
{
    Assert.True(num > 0);
}

InlineData 有其限制，只能使用一些常量，想要更灵活的方式需要使用别的方式，测试结果：

MemberData

MemberData 可以一定程度上解决 InlineData 存在的问题，MemberData 支持字段、属性或方法，且需要满足下面两个条件：

• 需要是 public 的

• 需要是 static 的

• 可以隐式转换为 IEnumerable<object[]> 或者方法返回值可以隐式转换为 IEnumerable<object[]>

来看下面的示例：

[Theory]
[MemberData(nameof(TestMemberData))]
public void MemberDataPropertyTest(int num)
{
    Assert.True(num > 0);
}

public static IEnumerable<object[]> TestMemberData =>
    Enumerable.Range(1, 10)
        .Select(x => new object[] { x })
        .ToArray();

[Theory]
[MemberData(nameof(TestMemberDataField))]
public void MemberDataFieldTest(int num)
{
    Assert.True(num > 0);
}

public static readonly IList<object[]> TestMemberDataField = Enumerable.Range(1, 10).Select(x => new object[] { x }).ToArray();

[Theory]
[MemberData(nameof(TestMemberDataMethod), 10)]
public void MemberDataMethodTest(int num)
{
    Assert.True(num > 0);
}

public static IEnumerable<object[]> TestMemberDataMethod(int count)
{
    return Enumerable.Range(1, count).Select(i => new object[] { i });
}

测试结果：

Custom Data Source

MemberData 相比之下提供了更大的便利和可自定义程度，只能在当前测试类中使用，想要跨测试类还是不行，xunit 还提供了 DataAttribute ，使得我们可以通过自定义方式实现测试方法数据源，甚至也可以从数据库里动态查询出数据，写了一个简单的示例，可以参考下面的示例：

自定义数据源：

public class NullOrEmptyStringDataAttribute : DataAttribute
{
    public override IEnumerable<object[]> GetData(MethodInfo testMethod)
    {
        yield return new object[] { null };
        yield return new object[] { string.Empty };
    }
}

测试方法：

[Theory]
[NullOrEmptyStringData]
public void CustomDataAttributeTest(string value)
{
    Assert.True(string.IsNullOrEmpty(value));
}

测试结果：

Output

在测试方法中如果想要输出一些测试信息，直接是用 Console.Write/Console.WriteLine 是没有效果的，在测试方法中输出需要使用 ITestoutputHelper 来输出，来看下面的示例：

public class OutputTest
{
    private readonly ITestOutputHelper _outputHelper;

    public OutputTest(ITestOutputHelper outputHelper)
    {
        _outputHelper = outputHelper;
    }

    [Fact]
    public void ConsoleWriteTest()
    {
        Console.WriteLine("Console");
    }

    [Fact]
    public void OutputHelperTest()
    {
        _outputHelper.WriteLine("Output");
    }
}

测试方法中使用 Console.Write/Console.WriteLine 的时候会有一个提示：

测试输出结果：

Test Filter

xunit 提供了 BeforeAfterTestAttribute 来让我们实现一些自定义的逻辑来在测试运行前和运行后执行，和 mvc 里的 action filter 很像，所以这里我把他称为 test filter，来看下面的一个示例，改编自 xunit 的示例：

/// <summary>
/// Apply this attribute to your test method to replace the
/// <see cref="Thread.CurrentThread" /> <see cref="CultureInfo.CurrentCulture" /> and
/// <see cref="CultureInfo.CurrentUICulture" /> with another culture.
/// </summary>
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
public class UseCultureAttribute : BeforeAfterTestAttribute
{
    private readonly Lazy<CultureInfo> _culture;
    private readonly Lazy<CultureInfo> _uiCulture;

    private CultureInfo _originalCulture;
    private CultureInfo _originalUiCulture;

    /// <summary>
    /// Replaces the culture and UI culture of the current thread with
    /// <paramref name="culture" />
    /// </summary>
    /// <param name="culture">The name of the culture.</param>
    /// <remarks>
    /// <para>
    /// This constructor overload uses <paramref name="culture" /> for both
    /// <see cref="Culture" /> and <see cref="UICulture" />.
    /// </para>
    /// </remarks>
    public UseCultureAttribute(string culture)
        : this(culture, culture) { }

    /// <summary>
    /// Replaces the culture and UI culture of the current thread with
    /// <paramref name="culture" /> and <paramref name="uiCulture" />
    /// </summary>
    /// <param name="culture">The name of the culture.</param>
    /// <param name="uiCulture">The name of the UI culture.</param>
    public UseCultureAttribute(string culture, string uiCulture)
    {
        _culture = new Lazy<CultureInfo>(() => new CultureInfo(culture, false));
        _uiCulture = new Lazy<CultureInfo>(() => new CultureInfo(uiCulture, false));
    }

    /// <summary>
    /// Gets the culture.
    /// </summary>
    public CultureInfo Culture { get { return _culture.Value; } }

    /// <summary>
    /// Gets the UI culture.
    /// </summary>
    public CultureInfo UICulture { get { return _uiCulture.Value; } }

    /// <summary>
    /// Stores the current <see cref="Thread.CurrentPrincipal" />
    /// <see cref="CultureInfo.CurrentCulture" /> and <see cref="CultureInfo.CurrentUICulture" />
    /// and replaces them with the new cultures defined in the constructor.
    /// </summary>
    /// <param name="methodUnderTest">The method under test</param>
    public override void Before(MethodInfo methodUnderTest)
    {
        _originalCulture = Thread.CurrentThread.CurrentCulture;
        _originalUiCulture = Thread.CurrentThread.CurrentUICulture;

        Thread.CurrentThread.CurrentCulture = Culture;
        Thread.CurrentThread.CurrentUICulture = UICulture;

        CultureInfo.CurrentCulture.ClearCachedData();
        CultureInfo.CurrentUICulture.ClearCachedData();
    }

    /// <summary>
    /// Restores the original <see cref="CultureInfo.CurrentCulture" /> and
    /// <see cref="CultureInfo.CurrentUICulture" /> to <see cref="Thread.CurrentPrincipal" />
    /// </summary>
    /// <param name="methodUnderTest">The method under test</param>
    public override void After(MethodInfo methodUnderTest)
    {
        Thread.CurrentThread.CurrentCulture = _originalCulture;
        Thread.CurrentThread.CurrentUICulture = _originalUiCulture;

        CultureInfo.CurrentCulture.ClearCachedData();
        CultureInfo.CurrentUICulture.ClearCachedData();
    }
}

这里实现了一个设置测试用例运行过程中 Thread.CurrentThread.Culture 的属性，测试结束后恢复原始的属性值，可以用作于 Class 也可以用在测试方法中，使用示例如下：

[UseCulture("en-US", "zh-CN")]
public class FilterTest
{
    [Fact]
    [UseCulture("en-US")]
    public void CultureTest()
    {
        Assert.Equal("en-US", Thread.CurrentThread.CurrentCulture.Name);
    }

    [Fact]
    [UseCulture("zh-CN")]
    public void CultureTest2()
    {
        Assert.Equal("zh-CN", Thread.CurrentThread.CurrentCulture.Name);
    }

    [Fact]
    public void CultureTest3()
    {
        Assert.Equal("en-US", Thread.CurrentThread.CurrentCulture.Name);
        Assert.Equal("zh-CN", Thread.CurrentThread.CurrentUICulture.Name);
    }
}

测试结果如下：

Shared Context

单元测试类通常共享设置和清除代码（通常称为“测试上下文”）。 xunit 提供了几种共享设置和清除代码的方法，具体取决于要共享的对象的范围。

• 构造器和 Dispose 方法 (共享初始化和 Dispose，不需要共享对象)
• Class Fixtures (同一个测试类中共享对象)
• Collection Fixtures (同一个 Collection 中（可以是多个测试类）中共享对象实例)

通常我们可以使用 Fixture 来实现依赖注入，但是我更推荐使用 Xunit.DependencyInjection 这个项目来实现依赖注入，具体使用可以参考之前的文章 在 xunit 测试项目中使用依赖注入 中的介绍

More

希望对你使用 xunit 有所帮助

文章中的示例代码可以从 https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/tree/master/XunitSample 获取

xunit 还有很多可以扩展的地方，更多可以参考 xunit 的示例 https://github.com/xunit/samples.xunit

References

• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/tree/master/XunitSample
• https://github.com/xunit/samples.xunit
• https://xunit.net/#documentation
• https://xunit.net/docs/comparisons
• https://xunit.net/docs/shared-context