使用IdleTest进行TDD单元测试驱动开发演练（1）

【前言】

开发工具：Visual Studio 2012

测试库：Visual Studio 2012自带的MSTest

DI框架：Unity 

数据持久层：Entity Framework

前端UI：ASP.NET MVC 4.0

需求：我这里假设只满足两个功能，一个用户注册，另一个则是登陆的功能，借助于一些DDD思想，我将从领域层（或者常说的BLL）开始开发，当然每一层都是采用TDD，按我喜欢的做法就是“接口先行，测试驱动”，不废话，直奔主题吧。

有关VS2012的单元测试请参见《VS2012 Unit Test 个人学习汇总（含目录）》

有关测试中使用的IdleTest库请参见http://idletest.codeplex.com/

一、首先来创建解决方案与项目的结构。

1. 创建空白解决方案“IdleTest.TDDEntityFramework”，新建解决方案文件夹“Interfaces”，并在文件夹内创建两个项目 “IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories” 和 “IdleTest.TDDEntityFramework.IServices”。

2. 直接在解决方案下创建类库项目 “IdleTest.TDDEntityFramework.Services”、“IdleTest.TDDEntityFramework.Models” 和 “IdleTest.TDDEntityFramework.Repositories”

3. 在解决方案下创建MVC4项目"IdleTest.TDDEntityFramework.MvcUI"作为最终的UI,我这里选择空模板，解决方案初始结构初始结构图如下

4. 把所有类库项目中自动生成的“Class1.cs”文件删除。

5. 使用Visio画出解决方案中各项目的关系（如下图），这图画的是项目关系，实际上这些项目内的类也都遵循这样的关系。例如本项目只有一个Model，即UserModel，那么“IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories”下就相应将类命名为“IUserRepository”，“IdleTest.TDDEntityFramework.IServices”对应“IUserService”，以此类推，非接口则去掉前缀“I”。这是我个人的一些习惯，每个人可能命名方式可能不太一样，这很正常，但是如果是超过一个人来共同开发，则应将规范统一，俗话说“约定优于配置”嘛。

6. 这里只是自己演练TDD的Demo而已，将不使用“UnitOfWork”，其他也可能会缺少不少功能，因为不低不在于Entity Framework或MVC等等，而关注的只是单元测试驱动开发罢了。

二、测试前的编码以及其他方面的准备

7. 在“IdleTest.TDDEntityFramework.Models”下添加类“UserModel”。

    public class UserModel
    {
        public string LoginName { get; set; }

        public string Password { get; set; }

        public int Age { get; set; }
    }

8. 分别在项目“IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories”和“IdleTest.TDDEntityFramework.IServices”下添加引用“IdleTest.TDDEntityFramework.Models”，并分别添加接口“IUserRepository”、“IRepository”和“IUserService”。 

    public interface IUserRepository : IRepository<UserModel, string>
    {
    }

    public interface IRepository<TEntity, TKey> where TEntity : class
    {
        IEnumerable<TEntity> Get(
            Expression<Func<TEntity, bool>> filter = null,
            Func<IQueryable<TEntity>, IOrderedQueryable<TEntity>> orderBy = null,
            string includeProperties = "");

        TEntity GetSingle(TKey id);

        void Insert(TEntity entity);

        void Update(TEntity entityToUpdate);

        void Delete(TKey id);

        void Delete(TEntity entityToDelete);
    }

    public interface IUserService
    {
        bool Login(UserModel model);

        bool Register(UserModel model);

        UserModel GetModel(string loginName);
    }

　　那么借助DDD的一些思想，这里的IUserService体现着功能需求，Service这层的代码完全由业务需求确定，因而IUserService只编写了三个方法。而Repository这层则不去关心业务，只是常规性的公开且提供一些方法出来，这在很多项目中几乎都是确定，孤儿IRepository也就自然而然具有了增删改查的功能了。

9. 开始涉及单元测试，创建解决方案文件夹“Tests”，并在该文件夹下创建单元测试项目“IdleTest.TDDEntityFramework.ServiceTest”，添加引
用“IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories”、“IdleTest.TDDEntityFramework.IServices”、“IdleTest.TDDEntityFramework.Services”、“IdleTest.TDDEntityFramework.Models”，紧接着对“IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories”添加“Fakes程序集”（有关Fakes可参照《VS2012 Unit Test——Microsoft Fakes入门》）。

10. 在解决方案物理路径下创建文件夹“libs”，并将“IdleTest”中相关dll拷贝进去。接着在项目“IdleTest.TDDEntityFramework.ServiceTest”添加引用，在“引用管理器”中单击“浏览”按钮，找到刚刚创建的“libs”文件夹，并添加下图所示引用。有关IdleTest可参照从http://idletest.codeplex.com下载编译。

 

三、编写单元测试，边测试边修改代码

11. 我将在刚添加的测试项目中编写一个针对“IUserService”的测试基类“BaseUserServiceTest”（关于对接口的测试可以参照《VS2012 Unit Test —— 我对接口进行单元测试使用的技巧》）。

using IdleTest;
using IdleTest.MSTest;
using IdleTest.TDDEntityFramework.IServices;
using IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories.Fakes;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using IdleTest.TDDEntityFramework.Models;
using IdleTest.TDDEntityFramework.IRepositories;
using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;

namespace IdleTest.TDDEntityFramework.ServiceTest
{
    public abstract class BaseUserServiceTest
    {
        protected string ExistedLoginName = "zhangsan";

        protected string ExistedPassword = "123456";

        protected string NotExistedLoginName = "zhangsan1";

        protected string NotExistedPassword = "123";

        private IUserRepository userRepository;

        protected IList<UserModel> ExistedUsers;

        protected abstract IUserService UserService
        {
            get;
        }
        
        /// <summary>
        /// IUserRepository模拟对象
        /// </summary>
        public virtual IUserRepository UserRepository
        {
            get
            {
                if (this.userRepository == null)
                {
                    StubIUserRepository stubUserRepository = new StubIUserRepository();
                    //模拟Get方法
                    stubUserRepository.GetExpressionOfFuncOfUserModelBooleanFuncOfIQueryableOfUserModelIOrderedQueryableOfUserModelString
                        = (x, y, z) =>
                        {
                            return this.ExistedUsers.Where<UserModel>(x.Compile());
                        };

                    //模拟GetSingle方法
                    stubUserRepository.GetSingleString = p => this.ExistedUsers.FirstOrDefault<UserModel>(o => o.LoginName == p);

                    //模拟Insert方法
                    stubUserRepository.InsertUserModel = (p) => this.ExistedUsers.Add(p);

                    this.userRepository = stubUserRepository;
                }

                return this.userRepository;
            }
        }

        [TestInitialize]
        public void InitUserList()
        {
            //每次测试前都初始化
            this.ExistedUsers = new List<UserModel> { new UserModel { LoginName = ExistedLoginName, Password = ExistedPassword } };
        }

        public virtual void LoginTest()
        {
            //验证登陆失败的场景
            AssertCommon.AssertBoolean<UserModel>(
                new UserModel[] { 
                    null, new UserModel(),
                    new UserModel { LoginName = string.Empty, Password = ExistedPassword }, //账户为空
                    new UserModel { LoginName = ExistedLoginName, Password = string.Empty }, //密码为空
                    new UserModel { LoginName = ExistedLoginName, Password = NotExistedPassword }, //密码错误
                    new UserModel { LoginName = NotExistedLoginName, Password = NotExistedPassword },  //账户密码错误                    
                    new UserModel { LoginName = NotExistedLoginName, Password = ExistedLoginName }  //账户错误
                }, false, p => UserService.Login(p));

            //账户密码正确，验证成功，这里假设正确的账户密码是"zhangsan"、"123456"
            UserModel model = new UserModel { LoginName = ExistedLoginName, Password = ExistedPassword };
            AssertCommon.AssertEqual<bool>(true, UserService.Login(model));
        }

        public virtual void RegisterTest()
        {
            //验证注册失败的场景
            AssertCommon.AssertBoolean<UserModel>(
                new UserModel[] { 
                    null, new UserModel(),
                    new UserModel { LoginName = string.Empty, Password = NotExistedPassword }, //账户为空
                    new UserModel { LoginName = NotExistedLoginName, Password = string.Empty }, //密码为空
                    new UserModel { LoginName = ExistedLoginName, Password = NotExistedPassword }, //账户已存在
                }, false, p => UserService.Register(p));

            //验证注册成功的场景
            //密码与他人相同也可注册
            UserModel register1 = new UserModel { LoginName = "register1", Password = ExistedPassword };
            UserModel register2 = new UserModel { LoginName = "register2", Password = NotExistedPassword };
            UserModel register3 = new UserModel { LoginName = "register3", Password = NotExistedPassword, Age = 18 }; 
            AssertCommon.AssertBoolean<UserModel>(
                new UserModel[] { register1, register2, register3 }, true, p => UserService.Register(p));

            //获取用户且应与注册的信息保持一致
            UserModel actualRegister1 = UserService.GetModel(register1.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register1.LoginName, actualRegister1.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register1.Password, actualRegister1.Password);
            AssertCommon.AssertEqual<int>(register1.Age, actualRegister1.Age);

            UserModel actualRegister2 = UserService.GetModel(register2.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register2.LoginName, actualRegister2.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register2.Password, actualRegister2.Password);
            AssertCommon.AssertEqual<int>(register2.Age, actualRegister2.Age);

            UserModel actualRegister3 = UserService.GetModel(register3.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register3.LoginName, actualRegister3.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(register3.Password, actualRegister3.Password);
            AssertCommon.AssertEqual<int>(register3.Age, actualRegister3.Age);
        }

        public virtual void GetModelTest()
        {
            AssertCommon.AssertIsNull<string, UserModel>(TestCommon.GetEmptyStrings(), true, p => UserService.GetModel(p));
            AssertCommon.AssertIsNull(true, UserService.GetModel(NotExistedLoginName));

            UserModel actual = UserService.GetModel(ExistedLoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(ExistedLoginName, actual.LoginName);
            AssertCommon.AssertEqual<string>(ExistedPassword, actual.Password);
        }
    }
}

　　BaseUserServiceTest类本身不会具有任何测试，只有子类去继承它，且实现抽象属性“UserService”、Override相应的测试方法（LoginTest、RegisterTest、GetModelTest）并声明“TestMethod”特性后才能进行测试。

12. 在测试项目再编写类UserServiceTest，继承BaseUserServiceTest。 

    [TestClass]
    public class UserServiceTest : BaseUserServiceTest
    {     
        protected override IUserService UserService
        {
            get { return new UserService(this.UserRepository); }
        }

        [TestMethod]
        public override void GetModelTest()
        {
            base.GetModelTest();
        }

        [TestMethod]
        public override void LoginTest()
        {
            base.LoginTest();
        }

        [TestMethod]
        public override void RegisterTest()
        {
            base.RegisterTest();
        }
    }

　　由于父类已做好了相应的测试代码，此时编写UserServiceTest就有点一劳永逸的感觉了。

　　注意在实现“UserService”属性时，编写如下图所示代码后按“Alt+Shift+F10”在弹出的小菜单中选中“为UserService生成类”回车，这时发现它生成在了我们的测试项目中，我暂时不会去理会这些，现在最要紧的是我需要在最短时间最少代码量上使得我的测试通过。

　　接着去修改刚生成的UserService类。 

    public class UserService : IUserService
    {
        private IUserRepository userRepository;

        public UserService(IUserRepository userRepository)
        {
            // TODO: Complete member initialization
            this.userRepository = userRepository;
        }

        public bool Login(UserModel model)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public bool Register(UserModel model)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public UserModel GetModel(string loginName)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }

13. 生成之后打开“测试资源管理器”稍等几秒即可发现三个需要测试的方法呈现了。此时测试当然都是全部不通过。继续往下修改UserService，直至测试通过。

    public class UserService : IUserService
    {
        private IUserRepository userRepository;

        public UserService(IUserRepository userRepository)
        {
            // TODO: Complete member initialization
            this.userRepository = userRepository;
        }

        #region IUserService成员
        public bool Login(UserModel model)
        {
            if (!IsValidModel(model))
            {
                return false;
            }

            IList<UserModel> list = 
                userRepository.Get(p => p.LoginName == model.LoginName && p.Password == model.Password).ToList();

            return list != null && list.Count > 0;
        }

        public bool Register(UserModel model)
        {
            if (!IsValidModel(model))
            {
                return false;
            }

            if (GetModel(model.LoginName) != null)
            {
                return false;
            }

            userRepository.Insert(model);
            return true;
        }

        public UserModel GetModel(string loginName)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(loginName))
                return userRepository.GetSingle(loginName);

            return null;
        }
        #endregion

        private bool IsValidModel(UserModel model)
        {
            return model != null && !string.IsNullOrEmpty(model.LoginName) && !string.IsNullOrEmpty(model.Password);
        }
    }

14. 此时测试已通过，查看代码覆盖率，双击”UserService“下未达到100%覆盖率的行（如下图所示）可以查看哪些代码尚未覆盖，然后酌情再看是否需要增加或修改代码以使覆盖率达到100%，我这里分析当前未覆盖的对项目没有什么影响，故不再修改。

15. 最后将UserService类剪切到项目”IdleTest.TDDEntityFramework.Services“，添加引用，修改相应命名空间。

再次运行测试并顺利通过，那么这一阶段的开发与单元测试均大功告成。

【总结】

　　上述过程简言之，就是先搭建VS解决方案的项目结构，然后编写Model（此无需测试，也是整个项目传递数据的基本），再写项目需要的接口，接着针对接口编写单元测试， 最后才是编写实现接口的类代码。

　　对于实现接口的类中的一些方法（如“UserService”类的“IsValidModel”方法）我并没有针对它编写测试，首先它是一个私有方法（关于私有方法需不需要测试的争论貌似现在还没有统一的结论，鄙人能力有限，不敢妄加评价）；其次即使它是一个public方法，我也仍然不会去测试它，因为它只是为“IUserService”接口成员服务的，或者说该方法原本就不需要，只是我写代码中重构出来，编写完UserService我只关心该类中的“IUserService”接口成员，所以…… 其实，这里也可以通过代码覆盖率看到，即使没有专门对“IsValidModel”方法编写相应测试，但是它的覆盖率仍然是100%，我不能确定私有方法到底要不要测试，但是在这里我不测“IsValidModel”方法肯定没有错。

　　测试基类“BaseUserServiceTest”是针对“IUserService”接口编写的，而它的子类貌似什么都不做，我之所以这么写，只是为了以后如果有新的类实现“IUserService”接口 时，我仍然只需要简单的添加“BaseUserServiceTest”的一个子类，就可以完成测试，文中貌似也提到，有种一劳永逸的感觉，除非接口改变，否则对类的修改等等基本都不会影响 到原有测试。这样就足以保证了以后修改bug、代码重构或需求变化时对代码修改后仍能。

　　由于使用了依赖注入，故而测试时就可以隔离依赖，文中Service层原本是依赖Repository，但是我这里在未具体实现Repository前都不会影响对Service层的开发与测试。

　　TDD前期工作量比较大，但是对于后期代码（例如整体测试修改bug、代码重构或需求变化时对代码修改）质量的保证是非常可靠的。

　　未完待续。。。。。。