单元测试框架

单元测试框架是软件开发中不可或缺的工具，尤其在Node.js生态中，它帮助开发者验证代码逻辑的正确性，确保模块功能的稳定性。通过自动化测试，开发者能够快速定位问题，减少回归错误的概率。

单元测试框架的核心作用

单元测试框架的核心在于隔离代码单元（如函数、类）并验证其行为是否符合预期。它通常提供以下能力：

1. 测试用例组织：通过结构化的方式描述测试场景。
2. 断言库集成：验证实际结果与预期是否一致。
3. 生命周期钩子：支持测试前置/后置操作（如初始化数据）。
4. 异步测试支持：处理Promise、回调等异步逻辑。

例如，测试一个简单的加法函数：

// utils.js
function add(a, b) {
  return a + b;
}
module.exports = { add };

// utils.test.js
const { add } = require('./utils');
assert.strictEqual(add(2, 3), 5); // 基础断言

Node.js主流测试框架对比

Mocha

Mocha是灵活的测试框架，需搭配断言库（如Chai）使用：

describe('Array', () => {
  before(() => console.log('测试启动')); // 生命周期钩子
  it('应返回-1当值不存在时', () => {
    assert.equal([1,2,3].indexOf(4), -1);
  });
});

特点：

• 支持BDD/TDD风格
• 丰富的插件生态（如mocha-lcov-reporter）

Jest

Facebook推出的全功能方案，内置断言与Mock：

test('对象展开', () => {
  const obj = { a: 1 };
  expect({ ...obj, b: 2 }).toEqual({ a: 1, b: 2 }); // 内置expect断言
});

优势：

• 零配置（默认支持ES Module）
• 快照测试
• 并行测试执行

AVA

轻量级框架，强调并发执行：

import test from 'ava';
test('异步示例', async t => {
  const result = await Promise.resolve('foo');
  t.is(result, 'foo'); // 精简断言API
});

亮点：

• 每个测试文件独立进程
• 无隐式全局变量

高级测试技巧

模拟复杂依赖

使用Jest的mock功能替换数据库模块：

jest.mock('./db');
const db = require('./db');
db.query.mockResolvedValue([{ id: 1 }]);

test('查询用户', async () => {
  const users = await fetchUsers();
  expect(users).toHaveLength(1);
});

测试覆盖率配置

在package.json中配置Jest覆盖率阈值：

{
  "jest": {
    "coverageThreshold": {
      "global": {
        "branches": 80,
        "functions": 90
      }
    }
  }
}

常见问题解决方案

处理定时器

使用Jest的假定时器避免真实等待：

jest.useFakeTimers();
test('定时器回调', () => {
  const callback = jest.fn();
  setTimeout(callback, 1000);
  jest.advanceTimersByTime(1000);
  expect(callback).toHaveBeenCalled();
});

测试HTTP接口

利用supertest测试Express路由：

const request = require('supertest');
const app = require('../app');

describe('GET /users', () => {
  it('响应JSON数据', () => {
    return request(app)
      .get('/users')
      .expect('Content-Type', /json/)
      .expect(200);
  });
});

性能优化实践

并行化测试

在Jest配置中启用多线程：

{
  "maxWorkers": "80%"
}

测试文件过滤

只运行修改相关的测试：

jest -o # 配合git使用

与CI/CD集成

GitLab CI示例配置：

test:
  image: node:14
  script:
    - npm install
    - npm test -- --coverage
  artifacts:
    paths:
      - coverage/