《Go语言四十二章经》第二十六章 测试
作者：李骁
## 26.1 单元测试
首先所有的包都应该有一定的必要文档，然后同样重要的是对包的测试。
名为 testing 的包被专门用来进行自动化测试，日志和错误报告。并且还包含一些基准测试函数的功能。
对一个包做（单元）测试，需要写一些可以频繁（每次更新后）执行的小块测试单元来检查代码的正确性。于是我们必须写一些 Go 源文件来测试代码。测试程序必须属于被测试的包，并且文件名满足这种形式 *_test.Go，所以测试代码和包中的业务代码是分开的。
_test 程序不会被普通的 Go 编译器编译，所以当放应用部署到生产环境时它们不会被部署；只有 Gotest 会编译所有的程序：普通程序和测试程序。
测试文件中必须导入 "testing" 包，并写一些名字以 TestZzz 打头的全局函数，这里的 Zzz 是被测试函数的字母描述，如 TestFmtInterface，TestPayEmployees 等。
测试函数必须有这种形式的头部：
```go
func TestAbcde(t *testing.T)
```
T 是传给测试函数的结构类型，用来管理测试状态，支持格式化测试日志，如 t.Log，t.Error，t.ErrorF 等。在函数的结尾把输出跟想要的结果对比，如果不等就打印一个错误。成功的测试则直接返回。
用下面这些函数来通知测试失败：
1）func (t *T) Fail()
标记测试函数为失败，然后继续执行（剩下的测试）。
2）func (t *T) FailNow()
标记测试函数为失败并中止执行；文件中别的测试也被略过，继续执行下一个文件。
3）func (t *T) Log(args ...interface{})
args 被用默认的格式格式化并打印到错误日志中。
4）func (t *T) Fatal(args ...interface{})
结合 先执行 3），然后执行 2）的效果。
运行 Go test 来编译测试程序，并执行程序中所有的 TestZZZ 函数。如果所有的测试都通过会打印出 PASS。
对不能导出的函数不能进行单元或者基准测试。
Gotest 可以接收一个或多个函数程序作为参数，并指定一些选项。
在系统包中，有很多 _test.go 结尾的程序，大家可以用来测试，这里我就不写具体例子了。
## 26.2 基准测试
testing 包中有一些类型和函数可以用来做简单的基准测试；测试代码中必须包含以 BenchmarkZzz 打头的函数并接收一个 *testing.B 类型的参数，比如：
```go
func BenchmarkReverse(b *testing.B) {
...
}
```
命令 Go test –test.bench=.* 会运行所有的基准测试函数；代码中的函数会被调用 N 次（N是非常大的数，如 N = 1000000），并展示 N 的值和函数执行的平均时间，单位为 ns（纳秒，ns/op）。如果是用 testing.Benchmark 调用这些函数，直接运行程序即可。
测试的具体例子
```go
package even
func Even(i int) bool { // Exported function
return i%2 == 0
}
func Odd(i int) bool { // Exported function
return i%2 != 0
}
```
在 even 包的路径下，我们创建一个名为 oddeven_test.go 的测试程序：
```go
package even
import "testing"
func TestEven(t *testing.T) {
if !Even(10) {
t.Log(" 10 must be even!")
t.Fail()
}
if Even(7) {
t.Log(" 7 is not even!")
t.Fail()
}
}
func BenchmarkOdd(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
Odd(115555555555555)
}
}
```
现在我们可以用命令：Go test -test.bench=.*（或 make test）来测试 even 包。
```go
输出：
goos: windows
goarch: amd64
pkg: ind/even
BenchmarkOdd-4 2000000000 0.39 ns/op
PASS
ok ind/even 4.785s
```
## 26.3 分析并优化 Go 程序
时间和内存消耗
如果代码使用了 Go 中 testing 包的基准测试功能，我们可以用 Gotest 标准的 -cpuprofile 和 -memprofile 标志向指定文件写入 CPU 或 内存使用情况报告。
使用方式：
```go
go test -x -v -test.cpuprofile=pprof.out
```
执行上面代码，执行结果 pprof.out 文件中写入 cpu 性能分析信息。
## 26.4 用 pprof 调试
要监控Go程序的堆栈，cpu的耗时等性能信息，我们可以通过使用pprof包来实现。
pprof包有两种方式导入：
```go
"net/http/pprof"
"runtime/prof"
```
其实net/http/pprof中只是使用runtime/pprof包来进行封装了一下，并在http端口上暴露出来，让我们可以在浏览器查看程序的性能分析。我们可以自行查看net/http/pprof中代码，只有一个文件pprof.go。
下面我们具体说说怎么使用pprof，首先我们讲讲在开发中取得pprof信息的三种方式：
一：web 服务器程序
如果我们的Go程序是用http包启动的web服务器，你想查看自己的web服务器的状态。这个时候就可以选择net/http/pprof。你只需要引入包_"net/http/pprof"，然后就可以在浏览器中使用http://localhost:port/debug/pprof/直接看到当前web服务的状态，包括CPU占用情况和内存使用情况等。
这里port是8080，也就是我们web服务器监听的端口。
```go
package main
import (
"fmt"
"net/http"
_ "net/http/pprof" // 为什么用_ , 在讲解http包时有解释。
)
func myfunc(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintf(w, "hi")
}
func main() {
http.HandleFunc("/", myfunc)
http.ListenAndServe(":8080", nil)
}
```
二：服务进程
如果你的Go程序不是web服务器，而是一个服务进程，可以选择使用net/http/pprof包，然后开启一个goroutine来监听相应端口。
```go
package main
import (
"fmt"
"log"
"net/http"
_ "net/http/pprof"
"time"
)
func main() {
// 开启pprof
go func() {
log.Println(http.ListenAndServe("localhost:8080", nil))
}()
go hello()
select {}
}
func hello() {
for {
go func() {
fmt.Println("hello word")
}()
time.Sleep(time.Millisecond * 1)
}
}
```
在前面这两种方式中，我们在命令行分别运行以下命令：
利用这个命令查看堆栈信息：
go tool pprof http://localhost:8080/debug/pprof/heap
利用这个命令可以查看程序CPU使用情况信息：
go tool pprof http://localhost:8080/debug/pprof/profile
使用这个命令可以查看block信息：
go tool pprof http://localhost:8080/debug/pprof/block
这里需要先安装graphviz，http://www.graphviz.org/download/ ，windows平台直接下载zip包，解压缩后把bin目录放到$path中。我们可以通过命令 png 产生图片，还有svg，gif，pdf等命令，生成的图片自动命名存放在当前目录下，我们这里生成了png。其他命令使用可通过help查看。
三：应用程序
如果你的go程序只是一个应用程序，那么你就不能使用net/http/pprof包了，你就需要使用到runtime/pprof。比如下面的例子：
```go
package main
import (
"flag"
"fmt"
"log"
"os"
"runtime/pprof"
"time"
)
var cpuprofile = flag.String("cpuprofile", "", "write cpu profile to file")
func main() {
flag.Parse()
if *cpuprofile != "" {
f, err := os.Create(*cpuprofile)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
pprof.StartCPUProfile(f)
defer pprof.StopCPUProfile()
}
go hello()
time.Sleep(10 * time.Second)
}
func hello() {
for {
go func() {
fmt.Println("hello word")
}()
time.Sleep(time.Millisecond * 1)
}
}
```
编译后运行：
```go
study.exe --cpuprofile=cpu.prof
```
这里我们编译后可执行程序是study.exe , 程序运行完后的cpu信息就会记录到cpu.prof中。
现在有了cpu.prof 文件，我们就可以通过go tool pprof 来看相应的信息了。在命令行运行：
```go
go tool pprof study.exe cpu.prof
```
这里要注意的是需要带上可执行的程序名以及prof信息文件。
命令执行后会进入到：
界面和前面两种使用net/http/pprof包 一样。我们可以通过go tool pprof 生svg，png或者是pdf文件。
这是生成的png文件，和前面生成的png类似，前面我们生成的是block信息：
通过上面这三种情况的分析，我们可以知道，其实就是两种情况：go tool pprof 后面可以使用http://localhost:8080/debug/pprof/profile 这种url方式，也可以使用study.exe cpu.prof 这种文件方式来进行分析。可以根据你的项目情况灵活使用。
有关pprof，我们就讲这么多，在实际项目中，我们多使用就会发现这个工具还是蛮有用处的。
>本书《Go语言四十二章经》内容在github上同步地址：https://github.com/ffhelicopter/Go42
>本书《Go语言四十二章经》内容在简书同步地址： https://www.jianshu.com/nb/29056963
>虽然本书中例子都经过实际运行，但难免出现错误和不足之处，烦请您指出；如有建议也欢迎交流。
有疑问加站长微信联系（非本文作者））
