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《ASP.NET Core 与 RESTful API 开发实战》-- （第9章）-- 读书笔记（下）

集成测试

集成测试能够确保应用程序的组件正常工作，包括应用程序支持的基础结构，如数据库和文件系统等

进行集成测试时，应为项目添加 Microsoft.AspNetCore.MvcTesting 包

它提供了 WebApplicationFactory 类，用于创建内存中的测试服务器，其定义和主要成员如下：

public class WebApplicationFactory<TEntryPoint> : IDisposable where TEntryPoint : class
{
    public TestServer Server
    {
      get
      {
        this.EnsureServer();
        return this._server;
      }
    }
    
    public IReadOnlyList<WebApplicationFactory<TEntryPoint>> Factories
    {
      get
      {
        return (IReadOnlyList<WebApplicationFactory<TEntryPoint>>) this._derivedFactories.AsReadOnly();
      }
    }
    
    public WebApplicationFactoryClientOptions ClientOptions { get; private set; } = new WebApplicationFactoryClientOptions();
    
    public HttpClient CreateClient()
    {
      return this.CreateClient(this.ClientOptions);
    }
    
    public HttpClient CreateClient(WebApplicationFactoryClientOptions options)
    {
      return this.CreateDefaultClient(options.BaseAddress, options.CreateHandlers());
    }
    
    protected virtual void ConfigureClient(HttpClient client)
    {
      if (client == null)
        throw new ArgumentNullException(nameof (client));
      client.BaseAddress = new Uri("http://localhost");
    }
    
    protected override void ConfigureWebHost(IWebHostBuilder builder)
    {
    this._configuration(builder);
    }
    
    protected override TestServer CreateServer(IWebHostBuilder builder)
    {
    return this._createServer(builder);
    }
    
    protected override IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder()
    {
    return this._createWebHostBuilder();
    }
    
    protected override IEnumerable<Assembly> GetTestAssemblies()
    {
    return this._getTestAssemblies();
    }
}

WebApplicationFactory 的泛型参数 TEntryPoint 表示被测试应用程序的入口，通常为 startup 类

WebApplicationFactory 的 CreateClient 方法能够创建 HttpClient 对象，在测试方法中，正是通过 HttpClient 对象所提供的方法对接口进行请求来完成测试

为了方便测试，xUnit 提供了 IClassFixture 接口，该接口并未包含任何成员，主要目的是标识一个类为测试类，并为测试类提供所需要的依赖

在测试项目中添加一个类 AuthorController_IntegrationTests，该类主要包含了针对 AuthorController 中各个方法的集成测试

namespace Library.API.Testing
{
    public class AuthorController_IntegrationTests : IClassFixture<WebApplicationFactory<Startup>>
    {
        private readonly WebApplicationFactory<Startup> _factory;

        public AuthorController_IntegrationTests(WebApplicationFactory<Startup> factory)
        {
            _factory = factory;
        }
    }
}

AuthorController_IntegrationTests 构造函数的 factory 参数将会在该类实例时由 xUnit 自动构建并注入

下面是对 AuthorController 中 GetAuthorByIdAsync 方法的测试

[Theory]
[InlineData("6e51f1e7-4465-43c6-9c72-e5f2736fbe19")]
[InlineData("2faa406d-bb28-4832-aa76-d71f70470f6e")]
public async Task Test_GetAuthorById(string authorId)
{
    // Arrange
    var client = _factory.CreateClient();

    // Act
    var response = await client.GetAsync($"api/authors/{authorId}");

    // Assert
    response.EnsureSuccessStatusCode();
    Assert.Equal("application/json; charset=utf-8", response.Content.Headers.ContentType.ToString());
    Assert.Contains(authorId, await response.Content.ReadAsStringAsync());
}

下面的测试方法分别验证了请求不存在资源时是否返回 404 Not Found 状态码，以及当请求一个格式不正确的资源 Id 时是否返回 400 Bad Request 状态码

[Fact]
public async Task Test_GetAuthorByNotExistId()
{
    // Arrange
    var client = _factory.CreateClient();

    // Act
    var response = await client.GetAsync($"api/authors/{Guid.NewGuid()}");

    // Assert
    Assert.Equal(HttpStatusCode.NotFound, response.StatusCode);
}

[Theory]
[InlineData("a")]
[InlineData("12")]
public async Task Test_GetAuthorByNotInvalidId(string authorId)
{
    // Arrange
    var client = _factory.CreateClient();

    // Act
    var response = await client.GetAsync($"api/authors/{authorId}");

    // Assert
    Assert.Equal(HttpStatusCode.BadRequest, response.StatusCode);
}

到目前为止，所有测试的接口均不需要认证，而对于涉及认证的接口，需要在数据准备阶段完成必要的操作，如获取 Bearer Token 等

下面的测试方法首先验证了当客户端不指定认证信息时，是否返回 401 Not Authorized 状态码

[Fact]
public async Task Test_CreateAuthor_Unauthorized()
{
    // Arrange
    var client = _factory.CreateClient();
    var authorDto = new AuthorDto
    {
        Name = "Test Author",
        Email = "author_testing@xxx.com",
        Age = 50
    };
    var jsonContent = JsonConvert.SerializeObject(authorDto);

    // Act
    var response = await client.PostAsync("api/authors", new StringContent(content: jsonContent));

    // Assert
    Assert.Equal(HttpStatusCode.Unauthorized, response.StatusCode);
}

上面对创建作者的接口进行了测试，执行测试之前，请确保已经为该接口添加了 [Authorize] 特性

如果要获取一个 Bearer Token，则需要以 POST 方式请求 author/token 或 author/token2，并在请求时提供用户名和密码

因此首先在 AuthorController_IntegrationTests 中添加一个 LoginUser 对象，并在构造函数中将其实例化

private readonly WebApplicationFactory<Startup> _factory;
private readonly LoginUser _loginUser;

public AuthorController_IntegrationTests(WebApplicationFactory<Startup> factory)
{
    _factory = factory;
    _loginUser = new LoginUser
    {
        UserName = "demouser",
        Password = "demopassword"
    };
}

接下来为 HttpClient 添加扩展方法 TryGetBearerTokenAsync，用于为指定的用户获取 BearerToken

public static class HttpClientExtensions
{
    public static async Task<(bool result, string token)> TryGetBearerTokenAsync(this HttpClient httpClient,
        LoginUser loginUser)
    {
        var userCredentialInfo = new StringContent(
            content: JsonConvert.SerializeObject(loginUser),
            encoding: Encoding.UTF8,
            mediaType: "application/json");
        var response = await httpClient.PostAsync("auth/token", userCredentialInfo);
        var tokenResult = await response.Content.ReadAsAsync<TokenResult>();
        if (tokenResult == null)
        {
            return (false, null);
        }
        else
        {
            return (true, tokenResult.Token);
        }
    }
}

public class TokenResult
{
    public DateTimeOffset Expiration { get; set; }
    public string Token { get; set; }
}

接下来添加对 CreateAuthor 接口的正常测试，在调用 HttpClient 对象的 PostAsync 方法之前在请求中添加对 Authorization 消息头，并使它的值为 Bearer<bearer_token>

[Fact]
public async Task Test_CreateAuthor()
{
    // Arrange
    var client = _factory.CreateClient();
    var authorDto = new AuthorDto
    {
        Name = "Test Author",
        Email = "author_testing@xx.com",
        Age = 50
    };

    var jsonContent = JsonConvert.SerializeObject(authorDto);
    var bearerResult = await client.TryGetBearerTokenAsync(_loginUser);
    if (!bearerResult.result)
    {
        throw new Exception("Authentication failed");
    }

    client.DefaultRequestHeaders.Add(HeaderNames.Authorization, $"Bearer {bearerResult.token}");

    // Act
    var response = await client.PostAsync("api/authors",
        new StringContent(content: jsonContent, encoding: Encoding.UTF8, mediaType: "application/json"));

    // Assert
    Assert.Equal(HttpStatusCode.Created, response.StatusCode);
}

WebApplicationFactory 对象会使 WebHost 与实际生产环境完全一致，然而为了确保测试方法不影响生产环境，需要使用测试数据库

WebApplicationFactory 类中提供了几个 virtual 类型的方法，如 CreateWebHostBuilder 和 ConfigureWebHost 等，方便在派生类中对这些方法进行重写，以实现自定义的逻辑

创建 CustomWebApplicationFactory 类，重写 ConfigureWebHost 方法

public class CustomWebApplicationFactory<TStartup> : WebApplicationFactory<Startup>
{
    protected override void ConfigureWebHost(IWebHostBuilder builder)
    {
        builder.ConfigureServices(services =>
        {
            var serviceProvider = new ServiceCollection()
                .AddEntityFrameworkInMemoryDatabase()
                .BuildServiceProvider();

            services.AddDbContext<LibraryDbContext>(options =>
            {
                options.UseInMemoryDatabase("LibraryTestingDb");
                options.UseInternalServiceProvider(serviceProvider);
            });

            var sp = services.BuildServiceProvider();
            using (var scope = sp.CreateScope())
            {
                var scopedServices = scope.ServiceProvider;
                var db = scopedServices.GetRequiredService<LibraryDbContext>();
                db.Database.EnsureCreated();
            }
        });
    }
}

接下来，只需要修改 AuthorController_IntegrationTests 类实现的接口为 IClassFixture<CustomWebApplicationFactory> 即可

public class AuthorController_IntegrationTests : IClassFixture<CustomWebApplicationFactory<Startup>>
{
    public AuthorController_IntegrationTests(CustomWebApplicationFactory<Startup> factory)
    {
        。。。
    }
}

再次运行该类中的所有测试方法，所有的操作数据都是 EF Core 所创建的内存数据库

9.2 文档

Swagger，也称 OpenAPI，是一个与语言无关的规范，被广泛用于实现 API 文档化，它能够描述 RESTful API，并为 API 生成人与计算机都容易理解的文档

安装

Install-Package Swashbuckle.AspNetCore

接下来，在 Startup 类的 ConfigureServices 方法中添加 Swagger 生成器

services.AddSwaggerGen(c =>
{
    c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo
    {
        Title = "Library API",
        Version = "v1"
    });
});

在 Configure 方法中添加 Swagger 中间件和 SaggerUI 中间件

app.UseSwagger();
app.UseSwaggerUI(c =>
{
    c.SwaggerEndpoint("/swagger/v1/swagger.json", "Library API V1");
});
app.UseMvc();

运行程序，访问 https://localhost:5001/swagger/v1/swagger.json

该页面会显示 Swagger 生成的 JSON 文档

访问 https://localhost:5001/swagger 可以看到 SwaggerUI，它是 Swagger 文档更友好的展示方式

如果不希望在文档中展示某个 Controller 或其中某个 Action，可以添加 [ApiExplorerSettings] 特性，将 IgnoreApi 属性设置为 true

[ApiExplorerSettings(IgnoreApi = true)]

Swagger UI 默认的 URL 是 http:///swagger，如果想改变其 URL，可以修改 RoutePrefix 属性，默认为 swagger

app.UseSwaggerUI(c =>
{
    c.RoutePrefix = string.Empty;
    c.SwaggerEndpoint("/swagger/v1/swagger.json", "Library API V1");
});

Swagger 文档能够包含在代码中的 XML 注释，这会进一步增加 Swagger 文档的可读性

在项目属性窗口中的”生成“页上勾选”XML文档文件“来启用自动生成 XML 注释文档功能

为了使 Swagger 文档能够更详细地显示接口的意义，应尽可能地为 Controller 以及其中的 Action 添加描述其功能的 XML 注释

接下来，修改 ConfigureService 方法，使 Swagger 文档中包含 XML 注释文档的内容

services.AddSwaggerGen(c =>
{
    c.SwaggerDoc("v1", new OpenApiInfo
    {
        Title = "Library API",
        Version = "v1"
    });

    var xmlFile = Path.ChangeExtension(typeof(Startup).Assembly.Location, ".xml");
    c.IncludeXmlComments(xmlFile);
});

下例为 CreateAuthorAsync 方法添加 XML 注释

/// <summary>
/// 添加一个作者
/// </summary>
/// <param name="authorForCreationDto">作者</param>
/// <remarks>
/// 添加作者的要求：
///
///     POST api/authors
///     {
///         "name" : "Author1",
///         "Email" : "xxx@xxx.com"
///     }
/// </remarks>
/// <returns>添加结果</returns>
/// <response code="201">返回新创建的资源</response>
/// <reaponse code="400">提交请求时的信息不正确</reaponse>
[HttpPost(Name = nameof(CreateAuthorAsync))]
[ProducesResponseType(201,Type = typeof(AuthorDto))]
[ProducesResponseType(400, Type = typeof(void))]
public async Task<IActionResult> CreateAuthorAsync(AuthorForCreationDto authorForCreationDto)
{
    。。。
}

除了手动使用 [ProducesResponseType] 特性列出所有可能返回的状态码外，ASP.NET.Core 还提供了 Web API 约定

[ApiConventionMethod(typeof(DefaultApiConventions), nameof(DefaultApiConventions.Create))]

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