单元测试的价值 单元测试是一种白盒测试技术，通常由开发人员在编码阶段完成，目的是验证软件代码中的每个单元（方法或类等）是否符合预期，即尽早在尽量小的范围内暴露问题。
我们都知道，问题发现得越早，修复的代价越小。毫无疑问，在开发阶段进行正确的单元测试可以极大地节省时间和金钱。如果跳过单元测试，会导致在后续更高级别的测试阶段产生更高的缺陷修复成本。
如图，假如有一个只包含两个单元 A 和 B 的程序，且只执行端到端测试，如果在测试过程中发现了缺陷，则可能有如下多种原因：
该缺陷由单元 A 中的缺陷引起；
该缺陷由单元 B 中的缺陷引起；
该缺陷由单元 A 和单元 B 中的缺陷共同引起；
该缺陷由单元 A 和单元 B 之间接口的缺陷引起；
该缺陷是测试方法或测试用例的错误导致的。
由此可见，忽略单元测试会导致后续发现缺陷时，要花费较高的成本来确认缺陷原因。
单元测试除了能够在较早阶段识别软件中的错误，它还有如下价值。
反馈速度快：单元测试通常以自动化形式运行，执行速度非常快，可以快速反馈结果，跟持续集成结合起来，形成有效的反馈环。
重构的有力保障：系统需要大规模重构时，单测可以确保对已有逻辑的兼容，如果单元测试都通过，基本上可以保证重构没有破坏原来代码逻辑的正确性。
使更熟悉代码：写单元测试的过程本身就是一个审视代码的过程，可以发现一些设计上的问题（代码设计的不可测试）、代码编写方面的问题（边界条件的处理不当）等。
既然单元测试由开发人员来设计和执行，那作为测试人员是不是就不需要学习这门技术了？不知道你是怎样看待这个想法的，我的观点是：
单元测试只是通常情况下由开发人员完成，并不是绝对的，在一些公司或项目里也存在测试人员完成的情况；
在你负责的模块或服务里，第一级别的测试不是你来完成的，那么你更有必要去了解它的设计思路和执行情况，这能帮助你发现单元测试可能存在的问题点，也有利于你设计和执行后续高级别的测试类型；
开发人员总是不太擅长做测试类的工作，当你掌握了单元测试的技能，你便更有机会去帮助和影响到开发人员，赢得他对你的尊重，也有利于你们更好地合作；
这种想法是测试人员的常见想法，所以掌握单元测试技能在测试人员群体中也会是稀缺技能，因此，掌握它将会获得额外的锻炼机会和个人影响力，要知道，机会总是留给有准备的人。
微服务下的单元测试类型 就像之前课程所说：微服务中最大的复杂性不在于服务本身，而在于微服务之间的交互方式，服务与服务之间常常互相调用以实现更多更复杂的功能。
举个例子，我们需要测试的是订单类（Order）中的获取总价方法（getTotalPrice()），而在该方法中除了自有的一些代码逻辑外，通常需要去调用其他类的方法。比如这里调用的是用户类（User）的优惠等级方法（reductionLevel ()）和商品类（Goods）中的商品价格方法（getUnitPrice()）。很显然，优惠等级方法或商品价格方法，只要一方有错误，就会导致订单类获取总价方法的测试失败。基于这种情况，可以有两种单元测试类型。
1. 社交型单元测试（Sociable Unit Testing） 如图，测试订单类的获取总价方法（Order.getTotalPrice()）时会真实调用用户类的优惠等级方法（User.reductionLevel()）和商品类的商品单价方法（Goods.getUnitPrice()）。将被测试单元视为黑盒子，直接对其进行测试，这种单元测试称之为社交型单元测试（Sociable Unit Testing）。
2. 孤立型单元测试（Solitary Unit Testing） 如图，如果测试订单类的获取总价方法（Order.getTotalPrice()）时，使用测试替身 （test doubles） 技术来替代用户类的优惠等级方法（User.reductionLevel()）和商品类的商品单价方法（Goods.getUnitPrice()）的效果。对象及其依赖项之间的交互和协作被测试替身代替，这种单元测试称之为孤立型单元测试（Solitary Unit Testing）。
另外，上述提到的测试替身是一种在测试中使用对象代替实际对象的技术，常用的技术如下。
桩代码（Stubs）：当在对象上调用特定方法时，会对其进行硬编码（临时代码）的方式来代替真实代码提供固定响应。比如，某函数 X 的实现中调用了一个函数 Y，而 Y 不能调用，为了对函数 X 进行测试，就需要模拟一个函数 Y，那么函数 Y 的实现就是所谓的桩代码。
模拟代码（Mocks）：模拟代码跟桩代码类似，它除了代替真实代码的能力之外，更强调是否使用了特定的参数调用了特定方法，因此，这种对象成为我们测试结果的基础。
根据被测单元是否与其交互者隔离，会产生以上两种单元测试类型，这两种类型的单元测试在微服务测试中都起着重要作用，它们用来解决不同的测试问题。
可以从两个方面来保障微服务的质量：
选取合适的测试策略模型，确保测试活动全面且有效；
建立质量保障体系，使质量保障内化为企业的组织能力。
如何选择合适的测试策略模型？ 要想使面向微服务的测试活动全面且有效，可以借用“测试金字塔”的思想，针对不同类型和颗粒度的测试投入不同的精力，达到一个最佳平衡：
测试需要分层，每一层的测试颗粒度有所不同；
不同层次的测试比重有差异，通常来说，层次越高，测试比重应越少。
需要说明的是，传统意义下的测试金字塔，在微服务架构下不再完全奏效。因为微服务中最大的复杂性不在于服务本身，而在于微服务之间的交互方式，这一点值得特别注意。
因此，针对微服务架构，常见的测试策略模型有如下几种。
（1） 微服务“测试金字塔”
基于微服务架构的特点和测试金字塔的原理，Toby Clemson 有一篇关于“微服务架构下的测试策略”的文章，其中通过分析阐述了微服务架构下的通用测试策略。
如图，该策略模型依然是金字塔形状，从下到上依次为单元测试、集成测试、组件测试、端到端测试、探索式测试。
（2） 微服务“测试蜂巢”
这种策略模型是蜂巢形状，它强调重点关注服务间的集成测试，而单元测试和端到端测试的占比较少。
（3） 微服务“测试钻石”
这种策略模型是钻石形状的，组件测试和契约测试是重点，单元测试比率减少，另外增加了安全和性能等非功能的测试类型。
我想，有多少个基于微服务架构的测试团队大概就有多少个测试策略模型吧。“测试金字塔”是一种测试策略模型和抽象框架，当技术架构、系统特点、质量痛点、团队阶段不同时，每种测试的比例也不尽相同，而且最关键的，并不一定必须是金字塔结构。
理解了测试策略模型的思考框架，我们看下应如何保障测试活动的全面性和有效性。
全面性 微服务架构下，既需要保障各服务内部每个模块的完整性，又需要关注模块间、服务间的交互。只有这样才能提升测试覆盖率和全面性，因此，可以通过如下的分层测试来保证微服务的全面性。
单元测试（Unit Test） ：从服务中最小可测试单元视角验证代码行为符合预期，以便测试出方法、类级别的缺陷。
集成测试（Integration Test）：验证当前服务与外部模块之间的通信方式或者交互符合预期，以便测试出接口缺陷。
组件测试 （Component Test）：将测试范围限制在被测系统的一部分（一般是单个服务），使用测试替身（test doubles）将其与其他组件隔离，以便测试出被测代码的缺陷。
契约测试（Contracts Test）：验证当前服务与外部服务之间的交互，以表明它符合消费者服务所期望的契约。
端到端测试（End-to-end Test）：从用户视角验证整个系统的功能能否符合用户的预期。
可见，上述测试策略模型中的测试方法，是自下而上逐层扩大测试范围和边界，力保微服务架构的模块内、模块间交互、服务内、服务间交互、系统范围等维度的功能符合预期。
有效性 确定了分层测试方法，我们应该如何选取每种测试方法的比例，来确保该测试策略的有效性呢？
首先必须要明确的是不存在普适性的测试组合比例。我们都知道，测试的目的是解决企业的质量痛点、交付高质量的软件。因此不能为了测试而测试，更不能为了质量而不惜一切代价，需要考虑资源的投入产出比。
测试策略如同测试技术、技术架构一样，并不是一成不变，它会随着业务或项目所处的阶段，以及基于此的其他影响因素的变化而不断演进。但归根结底，还是要从质量保障的目标出发，制定出适合当时的测试策略，并阶段性地对策略进行评估和度量，进而不断改进和优化测试策略。因此，选取测试策略一定要基于现实情况的痛点出发，结果导向，通过调整测试策略来解决痛点。
比如，在项目早期阶段或某 MVP 项目中，业务的诉求是尽快发布到线上，对功能的质量要求不太高，但对发布的时间节点要求非常严格。那这种情况下快速地用端到端这种能模拟用户真实价值的测试方法保障项目质量也未尝不可；随着项目逐渐趋于平稳后，时间要求渐渐有了节奏，对功能的质量要求会逐渐变高，那么这时候可以再根据实际情况引入其他测试方法，如契约测试或组件测试等。
你要永远记住，适合自身项目阶段和团队的测试策略才是“完美”的策略。
如何建立质量保障体系？ 上述分层的测试策略只是尽可能地对微服务进行全面的测试，确保系统的所有层次都被覆盖到，它更多体现在测试活动本身的全面性和有效性方面。要想将质量保障内化为企业的组织能力，就需要通过技术和管理手段形成系统化、标准化和规范化的机制，这就需要建设质量保障体系。
质量保障体系：通过一定的流程规范、测试技术和方法，借助于持续集成/持续交付等技术把质量保障活动有效组合，进而形成系统化、标准化和规范化的保障体系。 同时，还需要相应的度量、运营手段以及组织能力的保障。
如下几个方面是质量保障体系的关键，后续课程也将按如下方式展开讲解。
流程规范：没有规矩不成方圆，好的流程规范是保障质量中非常关键的一环。当出现交付质量差的情况时，过程质量也一定是差的。通常会出现某些关键动作未执行或执行不到位、对事情的不当处理等情况，而这些情况可以通过建立闭环、分工明确的流程规范完全可以避免。另外，研发过程中，过程质量跟执行人的质量意识、个人能力等直接相关，那么就需要建立易执行的流程规范，降低人员的执行门槛。同时需要特别注意，规范的不断完善是几乎所有团队的常态，但当规范执行效果不好时一定要及时跟进，分析其根本原因，必要时要进行简化。
测试技术： 测试策略模型中的分层测试方法可以使面向微服务的测试活动具有一定的全面性和有效性，使得被测内容在功能方面符合预期。除功能性之外，软件质量还有其他很多属性，如可靠性、易用性、可维护性、可移植性等，而这些质量属性就需要通过各种专项测试技术来保障了。同时，还有许多测试技术的首要价值在于提升测试效率。因此合理地组合这些测试技术，形成测试技术矩阵，有利于最大化发挥它们的价值。
持续集成与持续交付：微服务的优势需要通过持续集成和持续交付的支持才能充分发挥出来，这就要求在执行测试活动时提高反馈效率、尽快发现问题。一方面要明确各种“类生产环境”在交付流程中的位置和用途差异点，保证它们的稳定可用。另一方面需要将各种测试技术和自动化技术集成起来，使代码提交后能够自动进行构建、部署和测试等操作，形成工具链，实现真正意义上的持续集成和持续交付。
度量与运营：管理学大师德鲁克曾经说过“你如果无法度量它，就无法管理它（It you can’t measure it, you can’t manage it)”。要想能有效管理和改进，就难以绕开度量这个话题。对于研发过程来说，度量无疑是比较难的，它是一个脑力密集型的过程，指标多维度，且很多维度的内容难以清晰地度量。在质量保障体系中，我将基于质量、效率、价值等多维度视角建立起基础的度量体系，并结合定期运营做定向改进，形成 PDCA 正向循环，促使各项指标稳步提升。同时，需要特别警惕的是，度量是一把双刃剑，这里我也会告诉一些我的经验教训和踩过的坑，避免走错方向。
组织保障：产品的交付离不开组织中每个参与部门成员的努力。正如质量大师戴明所说，质量是设计出来的，不是测试出来的。因此在组织中树立起“质量文化”至关重要。在这部分内容里，我将介绍常见的参与方的角色、职责和协作过程中的常见问题、对策，以及如何营造质量文化等内容。
总结 谈到了基于微服务架构下的各种质量挑战，可以从两个方面有效且高效地保障微服务的质量：确保面向微服务的测试活动具备全面性和有效性，质量保障需要内化为企业的组织能力。
端到端测试详解 定义 端到端测试（End-to-end Test）是一种用于测试整个应用程序的流程是否符合预期的测试技术。 它模拟用户真实的使用场景，通过用户界面测试应用程序，如图所示：
与其他类型的测试相反，端到端测试是面向业务的，其目的是验证应用程序系统整体上是否符合业务目标。为了实现这一目标，该系统通常被视为黑盒子：尽可能完整地部署系统中的微服务，并主要通过 GUI 和 API 等公共接口对其进行操作。
GUI：Graphical User Interface，又称图形用户界面或图形用户接口。它是采用图形方式显示的计算机操作用户界面，是一种人与计算机通信的界面显示格式，允许用户使用鼠标等输入设备操纵屏幕上的图标或菜单选项，以选择命令、调用文件、启动程序或执行其他一些日常任务。
API：Application Programming Interface，又称呼应用程序编程接口或应用程序接口。它是一组定义、程序及协议的集合，通过 API接口实现计算机软件之间的相互通信。API 的一个主要功能是提供通用功能集，同时也是一种中间件，为各种不同平台提供数据共享。
由于微服务架构包含多个具有相同行为的活动部件，因此端到端测试为服务之间传递消息的正确性提供了更多的信心，而且还可以确保正确配置了其他网络基础结构，例如防火墙、代理或负载均衡等。
测试范围 通过微服务的分层测试策略可知，端到端测试的范围比其他类型的测试大得多。
分层测试策略-测试范围
绝大多数情况下，微服务应用系统会依赖一个或多个由外部管理的微服务。通常，这些外部服务包含在端到端测试范围内。 但是，在极少数情况下，也可以主动排除它们。因为如果外部服务由第三方管理，可能会经常出现稳定性和可靠性问题，这会导致端到端测试因不可控的原因而失败。
微服务应用的典型示例 比如，某个应用程序系统依赖公安部门的背景审查服务，通过调用该服务来查询用户是否有过违法前科。首先这样的服务通常会按调用次数付费（每次 5-10 元），具有较高的测试成本，其次背景审查服务不总是稳定可用的。在这种情况下，通过服务虚拟化技术模拟背景审查服务是个不错的选择，这虽然多少会降低端到端测试的信心，但增加了测试用例套件的稳定性。
测试入口 因为端到端测试是面向业务的，那么测试时要从真实用户的使用场景来进行测试，根据应用程序系统是否有 GUI，可以分为两种情况：
应用程序系统有 GUI，这种情况下用户可以直接操作 GUI 来使用系统，那么诸如 Selenium WebDriver 之类的工具可以帮助驱动 GUI 触发系统内的特定行为。
应用程序系统没有 GUI，这种情况下，使用 HTTP 客户端通过其公共的 API 直接操作微服务。没有真实的 GUI，不能直观地看到业务功能行为，但可以通过后台数据来确定系统的正确性，比如 API 的返回结果、持久化数据的变化情况，等等。
测试设计 确定测试范围和测试入口后，可以进一步梳理出要测试的功能列表或用例集，并对其按业务能力、优先级、重要性等维度进行分组。这样可以将它们拆分为较小的任务，以便整个团队可以排序处理，比如可以首先实施优先级较高的用例组，或按紧急程度处理关键的用例，这有助于我们尽早消除潜在的障碍。
另外，由于端到端测试的目标是完全集成后的系统的行为，使得编写和维护测试用例会比其他类型的测试更加困难：
端到端测试涉及的活动部件比其他测试多得多；
端到端测试须考虑系统中的异步处理。
这些因素都可能给端到端测试带来挑战，比如测试过程不稳定、测试时间过长、测试用例集的维护成本高，等等。因此，应尽可能以最粗粒度进行端到端的测试设计。
如何开展端到端测试？ 熟悉了端到端测试的基本内容，我们来看下如何开展端到端测试，主要有如下几类：
UI 自动化
对于带有 GUI 的应用程序系统，在进行端到端测试时，可以通过 UI 自动化的方式进行。如果 GUI 是 Web 形式，则 Selenium 是首选工具；如果 GUI 是 Native 形式，则可以使用 Appium。
