使用TestContainers在Docker中进行集成测试

现代软件应用很少独立工作。典型的应用程序会与几个外部系统进行通信，如:

• 数据库、
• 消息系统、
• 缓存提供商
• 其他第三方服务。

你应该编写测试确保一切正常运行。

单元测试有助于隔离地测试业务逻辑，不涉及任何外部服务。它们易于编写并提供几乎即时的反馈。

有了单元测试还不够，集成测试用来验证与外部系统的交互情况，让你对你的应用程序完全有信心。

所以，在本周的时事通讯中，我将向你展示如何使用Docker进行集成测试。我们需要以下组件

• TestContainers
• Docker
• xUnit

TestContainers是什么

Testcontainers 是一个用于使用临时 Docker 容器编写测试的库。

集成测试是“困难”的，因为你需要维护测试基础设施。在运行测试之前，你需要确保数据库已启动并正在运行。你还必须为测试提供所需的任何数据。如果你的测试在同一数据库上并行运行，它们可能会相互干扰。

一个可能的解决方案是使用所需服务的内存中变体。但这与使用mocks并没有太大的不同。内存中的服务可能没有生产服务的所有功能。

Testcontainers 通过使用 Docker 来启动真实服务来解决这个问题，以进行集成测试。

下面是创建 SQL Server 容器的示例：

MsSqlContainer dbContainer = new MsSqlBuilder()
    .WithImage("mcr.microsoft.com/mssql/server:2022-latest")
    .WithPassword("Strong_password_123!")
    .Build();

之后，你可以使用 MsSqlContainer 实例来获取运行在容器内部的数据库的连接。 这是一个真实的SQL Server数据库，而不是内存数据库。

自定义 WebApplicationFactory:

ASP.NET Core 提供了一个内存测试服务器，我们可以用它来启动一个应用程序实例来运行测试。Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing 包提供了我们将用作实现基础的 WebApplicationFactory 类。

WebApplicationFactory<TEntryPoint> 用于为集成测试创建一个 TestServer。

IntegrationTestWebAppFactory 进行以下工作：

• 创建并配置MySqlContainer实例
• 调用ConfigureTestServices 用容器中的数据库来设置EF Core
• 用IAsyncLifetime来控制容器实例的启动/停止

public class IntegrationTestWebAppFactory
    : WebApplicationFactory<Program>,
      IAsyncLifetime
{
    private readonly MsSqlContainer _dbContainer = new MsSqlBuilder()
        .WithImage("mcr.microsoft.com/mssql/server:2022-latest")
        .WithPassword("Strong_password_123!")
        .Build();

    protected override void ConfigureWebHost(IWebHostBuilder builder)
    {
        builder.ConfigureTestServices(services =>
        {
            var descriptorType =
                typeof(DbContextOptions<ApplicationDbContext>);

            var descriptor = services
                .SingleOrDefault(s => s.ServiceType == descriptorType);

            if (descriptor is not null)
            {
                services.Remove(descriptor);
            }

            services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
                options.UseSqlServer(_dbContainer.GetConnectionString()));
        });
    }

    public Task InitializeAsync()
    {
        return _dbContainer.StartAsync();
    }

    public new Task DisposeAsync()
    {
        return _dbContainer.StopAsync();
    }
}

MsSqlContainer 有一个 GetConnectionString 方法，用于获取当前容器的连接字符串。连接字符串可能会在测试之间发生变化，因为每个测试类都会创建一个单独的容器实例。在同一测试类中的测试案例将使用相同的容器实例。因此，如果你需要在测试之间进行清理，请记住这一点。

另一件事是Data Migration。你必须在每次测试之前显示运行，以创建所需的数据库结构。

使用 IAsyncLifetime 异步启动容器实例。在运行任何测试之前，容器是在 StartAsync 中启动的。而它是在 StopAsync 中停止的。

创建测试基类

测试基类将实现一个类固件接口 IClassFixture。并在测试用例之间提供共享的对象实例。这是实例化大多数测试所需的任何服务的地方。

例如，我正在创建一个 IServiceScope，用于在测试中解析scoped services。

• ISender 用来发送command和queries
• ApplicationDbContext 用来设置数据库或者验证结果

public abstract class BaseIntegrationTest
    : IClassFixture<IntegrationTestWebAppFactory>,
      IDisposable
{
    private readonly IServiceScope _scope;
    protected readonly ISender Sender;
    protected readonly ApplicationDbContext DbContext;

    protected BaseIntegrationTest(IntegrationTestWebAppFactory factory)
    {
        _scope = factory.Services.CreateScope();

        Sender = _scope.ServiceProvider.GetRequiredService<ISender>();

        DbContext = _scope.ServiceProvider
            .GetRequiredService<ApplicationDbContext>();
    }

    public void Dispose()
    {
        _scope?.Dispose();
        DbContext?.Dispose();
    }
}

现在万事俱备，可以写测试用例了。

编写测试用例

这里有一个ProductTests类，里面有一个集成测试的用例，我们使用Arragne, Act, Assert结构。

public class ProductTests : BaseIntegrationTest
{
    public ProductTests(IntegrationTestWebAppFactory factory)
        : base(factory)
    {
    }

    [Fact]
    public async Task Create_ShouldCreateProduct()
    {
        // Arrange
        var command = new CreateProduct.Command
        {
            Name = "AMD Ryzen 7 7700X",
            Category = "CPU",
            Price = 223.99m
        };

        // Act
        var productId = await Sender.Send(command);

        // Assert
        var product = DbContext
            .Products
            .FirstOrDefault(p => p.Id == productId);

        Assert.NotNull(product);
    }
}

结束语

Testcontainers 是使用 Docker 编写集成测试的出色解决方案。你可以启动并配置任何 Docker 镜像，并从你的应用程序中使用它。这比使用模拟或内存变体要好得多，它们缺乏许多功能。

如果你有一个支持 Docker 的 CI/CD 流水线，Testcontainers 将开箱即用。

有几个集成测试可以大大增强你对系统的信心。