mocha、chai、sinon和istanbul实现100%单元测试覆盖率

敏捷软件开发中，最重要实践的就是测试驱动开发，在单元测试层面，我们试着实现一个重要的指标就是测试覆盖率。测试覆盖率衡量我们的代码是否已经全部被测试到了。

但是指标本身不是目的，借助测试覆盖率检查，我们希望发现那些未被测试覆盖的代码，从而去思考如何测试那些代码的逻辑，进而更好的设计重构代码，让代码有更高的质量[1]。

谈到测试，正好最近在看《数学之美》，书中谈到的关于信息的一段话。我们要把代码的行为从不确定性，变成确定性，也是一样。从黑盒变成白盒，没有什么神奇的力量，唯有提供足够的信息，而测试中的断言就是信息，测试覆盖率也是信息，测试覆盖率可以认为是一种间接的信息，可以消除一部分不确定性，而充分的断言，则提供了更直接的信息。加上测试覆盖率检查，就能够提供足够的信息，来断言代码的行为是否符合期望。

测试的相关技术

Istanbul是JavaScript程序的代码覆盖率工具，以土耳其最大城市伊斯坦布尔命名。Istanbul会对代码进行转换，生成语法树，然后在相应位置注入统计代码，执行之后根据注入的全局变量的值，统计代码执行的次数；在对代码的转换完成之后，Istanbul会调用test runner，例如mocha，执行转换之后的代码的测试，生成测试报告。

Mocha是一种测试框架，也就是运行测试的工具，类似Jasmine、Karma和Ava。跟JUnit的注解一样，mocha作为执行器，用descibe和it方法，来定义test suit，为不同的测试分组。mocha本身并不提供assert断言，所以要提供更加有表现力的断言，可以搭配chai使用，当然也可以使用nodejs提供的assert模块。

在我们的代码中，总会有一些复杂的逻辑或者依赖io、网络的异步代码，用直接的方法难以测试，这时可以通过sinon简化复杂代码的测试。Sinon通过创建Test Double也就是测试替身，将我们代码中依赖的一些函数或者类，替换成测试替身，而我们可以对测试替身的行为进行设置，模拟我们的代码需要的结果，从而让难以测试的代码逻辑被执行。

为nodejs项目配置测试环境

1 安装相应的依赖包

mocha和istanbul可以全局安装，也可以只在当前项目安装。

<code class="q">npm install --<span class="hljs-built_in">save-<span class="hljs-built_in">dev mocha chai sinon istanbul</span></span></code>

安装完成之后，在package.json文件的scripts下，添加执行测试和测试覆盖率检查的命令

<code class="json">{
  ...
  <span class="hljs-attr">"scripts":{
    <span class="hljs-attr">"coverage": <span class="hljs-string">"istanbul cover _mocha -- -R spec --timeout 5000 --recursive",
    <span class="hljs-attr">"coverage:check": <span class="hljs-string">"istanbul check-coverage",
  }
  ...
}</span></span></span></span></span></code>

运行npm run coverage和npm run coverage:check，就可以生成测试报告，前者生成测试报告，后者则是检查测试覆盖率是否达到要求。

2 配置Istanbul

istanbul相关的执行参数，可以在命令行下执行时传递参数来制定，也可以在yaml格式的.istanbul.yml文件中配置。简单贴出一些重要的配置项

<code class="yaml"><span class="hljs-attr">instrumentation:
<span class="hljs-attr">  root: .   <span class="hljs-comment"># 执行的根目录
<span class="hljs-attr">  extensions:
<span class="hljs-bullet">    - .js   <span class="hljs-comment"># 检查覆盖率的文件扩张名
<span class="hljs-attr">  excludes: [<span class="hljs-string">'**/benchmark/**']

  ... ...

<span class="hljs-attr">reporting:
<span class="hljs-attr">  print: summary
<span class="hljs-attr">  reports: [lcov, text, html, text-summary] <span class="hljs-comment"># 生成报告的格式
<span class="hljs-attr">  dir: ./coverage   <span class="hljs-comment"># 生成报告保存的目录
<span class="hljs-attr">  watermarks:       <span class="hljs-comment"># 在不同覆盖率下会显示使用不同颜色
<span class="hljs-attr">    statements: [<span class="hljs-number">80, <span class="hljs-number">95]
    ... ...
<span class="hljs-attr">check:
<span class="hljs-attr">  global:
<span class="hljs-attr">    statements: <span class="hljs-number">100
<span class="hljs-attr">    branches: <span class="hljs-number">100
<span class="hljs-attr">    lines: <span class="hljs-number">100
<span class="hljs-attr">    functions: <span class="hljs-number">100</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></code>

最后的check是项目要通过覆盖率检查需要达到的测试覆盖率，测试覆盖率包括四个维度，分别是语句覆盖率、分支覆盖率、行覆盖率和函数覆盖率。如果达不到设定的指标，在执行的时候会报错，项目的测试就无法通过自动化的持续集成。

编写测试代码

敏捷软件开发中的测试驱动开发，意在通过先写测试，根据调用者的契约，设计如何实现代码，从而写出更加容易测试的代码，提高代码的质量。也是我们练习测试的应该考虑的方向。

1 一段简单的mocha测试代码

利用chai提供的expect断言，我们可以用BDD的方式，写出更加符合代码预期行为的测试用例。

<code class="javascript"><span class="hljs-keyword">var chai = <span class="hljs-built_in">require(<span class="hljs-string">'chai')

chai.should()
<span class="hljs-keyword">var expect = chai.expect
<span class="hljs-keyword">var assert = chai.assert

describe(<span class="hljs-string">'basic test', <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function (<span class="hljs-params">) {
  describe(<span class="hljs-string">'simple', <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function (<span class="hljs-params">) {
    it(<span class="hljs-string">'data check', <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function (<span class="hljs-params">) {
      <span class="hljs-keyword">var data = { <span class="hljs-attr">name: <span class="hljs-string">"test" }

      assert.isNotNull(data, <span class="hljs-string">'data should not be null')
      expect(data).to.be.an(<span class="hljs-string">'object')
      expect(data).to.have.all.keys([<span class="hljs-string">'name'])
      expect(data).to.deep.include({<span class="hljs-attr">name: <span class="hljs-string">'test'});
    });
  });
});</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></code>

2 用Sinon模拟文件读写

<code class="javascript">... 同上 ...
var sinon = <span class="hljs-built_in">require(<span class="hljs-string">'sinon')
<span class="hljs-keyword">var fs = <span class="hljs-built_in">require(<span class="hljs-string">'fs')

describe(<span class="hljs-string">'sinon', <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function (<span class="hljs-params">) {
  it(<span class="hljs-string">"should mock readFile", <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function(<span class="hljs-params">done){
    sinon.stub(fs, <span class="hljs-string">'readFile').callsFake(<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function (<span class="hljs-params">path, callback) { callback(<span class="hljs-keyword">new <span class="hljs-built_in">Error(<span class="hljs-string">'read error')) })

    fs.readFile(<span class="hljs-string">"any file path", <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function(<span class="hljs-params">err,data){
      assert.isNotNull(err)
      done()
    })
    assert(fs.readFile.calledOnce)
  });
});</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></code>

在mocha测试框架中，如果我们调用的是异步的代码，那么需要显示的调用it回调函数的done方法，告诉mocha异步调用什么时候结束。否则的话，测试会挂起，直到设置的超时时间结束。

Sinon将测试替身分为spy、stub和mock，其中：

• Spy, 可以提供函数调用的信息，但不会改变函数的行为
• Stub, 提供函数的调用信息，并且可以像示例代码中一样，让被stubbed的函数返回任何我们需要的行为。
• Mock, 通过组合spies和stubs，使替换一个完整对象更容易。

本文的讨论篇幅有限，暂时不详细介绍各种sinon的使用方法，以后再通过其他文章专门介绍。

持续集成

完成所有代码之后，我们可以将代码发布到github，然后使用持续集成工具travis检查代码，将生成的测试报告上传到coverall上，这样就可以在项目中显示项目状态和测试覆盖率的badges。

具体使用方法，可以参看官方网站，使用coveralls需要在项目中安装依赖包npm i -D coveralls。并且添加package.json执行脚本istanbul cover ./node_modules/mocha/bin/_mocha --report lcovonly -- -R spec && cat ./coverage/lcov.info | ./node_modules/coveralls/bin/coveralls.js

通常的nodejs项目.travis.yml配置如下：

<code class="yaml"><span class="hljs-attr">language: node_js
<span class="hljs-attr">node_js:
<span class="hljs-bullet">  - <span class="hljs-string">"7.6.0"
<span class="hljs-attr">install:
<span class="hljs-bullet">  - npm install
<span class="hljs-attr">script:
<span class="hljs-bullet">  - npm test
<span class="hljs-attr">after_script:
<span class="hljs-bullet">  - npm run coverall</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></code>

 

 

原文地址：http://www.51test.space/archives/2543

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