Faking、Mocking和Stubbing之间的区别

1. 概述

在测试软件应用程序或产品时，我们可能会创建一些不真实的对象或组件，我们需要它们来模拟对日常场景和极端情况的响应，我们通常将此过程称为创建Fakes或测试替身。当我们采用测试库或框架来自动化软件测试流程时，我们也可以参考Mock或Stub。

在本教程中，我们将了解如何使用虚构数据，例如Fake、Mock和Stub。

2. 为什么我们需要Fake、Mock和Stub

测试有很多种类型，例如单元测试或集成测试。但是，我们可以将测试序列简化为以下几个步骤：

每当我们构建测试时，都应该根据业务需求创建场景。然后，我们可以模拟所有不同的情况，并断言我们根据测试的实际结果获得了预期的结果。常见的方法是使用TDD来测试代码覆盖率，或使用BDD来向用户解释应用程序的行为。

然而，我们需要为测试套件提供一些输入，获取真实数据可能非常耗时。此外，还可能存在一些问题，例如，为测试实例中不可用的服务添加覆盖范围。

让我们看看我们可以在测试环境中应用的数据类型和技术。

3. Fake

我们可以将任何与生产环境中找不到的数据、对象或实现归类为Fake。因此，无论我们使用何种具体技术，Fake都是我们用来模拟实际应用中行为的东西。它通常只是一个类或模块的副本，其中包含预先计算好的响应。

3.1 伪造对象

通常，我们可以将Fake视为具有有限功能的类对象的副本或克隆。例如，假设我们有一个UserRepository类实现了一个接口：

我们可能需要我们的Repository返回一个虚假值，在这种情况下，Fake将提供自定义响应，例如，一个静态值或内存值，而不是实际的计算结果。

3.2 Fake缺点

这种方法也有一些缺点，例如，我们不能直接伪造接口。因此，我们每次都需要实现一个伪类。此外，我们需要将对象保存到内存映射中，以便提前测试。这种方法可能不够灵活，让我们看看编程语言和我们使用的库如何使Mock或Stub成为Fake更合适的替代品。

4. Mock

我们将Mock称为代表现实的对象，尽管其功能有限。此外，在开始测试之前，我们会对Mock设定预期，并指示它在发生某些事情时保持确定性。这样，我们就可以枚举应用程序特定流程中遇到的所有不同状态，并构建一系列测试。

我们可以将Mock视为一个木偶或牵线木偶，我们可以操纵它在某些条件下按照我们需要的方式行事。

4.1 Mock对象

我们可以Mock一个类或接口，Mock对象的实际实现不会被调用，即使Mock接口尚未实现也没关系。请注意，Mock类的属性将返回默认值。例如，对于字符串或列表，我们将返回null或false作为布尔值。

4.2 Mock和验证交互

让我们举一个Mock用法的例子，假设我们有AuthenticationService，该服务使用依赖倒置依赖于UserRepository，让我们看看如何Mock Repository：

Mock操作默认会遍历对象的依赖注入层级，如果没有特别指定，我们将获得一个UserRepository的Mock实例和一个数据库连接Mock。需要注意的是，对于findUserByName()方法，其返回值默认为空User，但我们可以添加自定义响应。

对于单元测试和隔离类的不同工作单元而言，Mock可以节省我们创建数据库连接的时间，我们甚至可以在无需实际实现的情况下进行接口Mock。因此，无论数据库实现如何，我们都可以断言业务逻辑能够正常工作。

最后，Mock的另一个相关特性是可以验证是否发生所需的交互。

让我们用一张图来概括这一切：

此流程描述了服务如何工作，无论其实现方式如何。它应该涵盖所有可能的情况，并将转换为具体的测试。如果逻辑发生变化，我们也预期测试会相应地失败。

4.3 Mock实践

在实际应用中，Mock由特定的库或框架管理。开发人员通常依赖库来将其插入到应用程序中，这些库将构建测试基础架构并管理我们想要Mock的对象的生命周期。开发人员负责将业务需求转化为测试覆盖率，让我们来看看一些流行的Mock库/框架：

编程语言	库/框架
Java	Mockito是一个流行的库，Spock是一个使用given/when/then语法的测试框架
.NET	NUnit和XUnit
JavaScript	Jest是一个强大的测试工具

5. Stub

Stub是Mock的轻量级版本，它拥有Mock的结构，但无法记录交互或返回多个值。因此，当我们需要一个伪造的对象，但又缺乏Mock的灵活性时，应该使用Stub。

5.1 Stub对象

例如，假设我们构建了一个包含多个模块的应用程序。但是，其中一个模块尚未准备好。我们可能需要使用一个简化版本，临时提供预设的响应。让我们看看如何对AuthenticationService进行存根：

我们看到，每次尝试身份验证时都会返回一个默认用户。这将帮助我们完成应用程序流程，直到实际服务准备就绪。这可以用于测试，也可以在构建模块时作为临时替代方案。

注意，我们可以将Stub描述为Mock的一个特定用例。具体来说，当它系统地返回默认值时，我们无需验证交互。另请注意，这种方法类似于伪造Repository，尽管我们通常可以对接口进行stub。

5.2 Stub实践

许多库或框架通常认为Stub与Mock类似，因此从软件测试的角度来看，它有时可以与Mock互换。

6. Fake、Mock和Stub的区别

我们来总结一下Fake、Mock、Stub的区别：

Fake	Mock	Stub
功能有限的自定义对象	具有默认返回的类实例或方法	具有预设响应的类实例或方法
无法验证测试中的交互	可以验证测试中的交互	无法验证测试中的交互
测试期间缺乏灵活性	允许方法返回多个值	灵活性有限
预先计算的结果	与假货的精细互动	预先计算的结果
通常与库或框架无关	库和框架的坚实基础	通常是Mock库的一部分

7. 总结

在本教程中，我们描述了什么是Fake，以及为什么我们需要非真实的数据或对象，我们还了解了如何使用Mock或Stub来实现Fake。

我们了解了Mock为何比Stub更灵活，以及为什么它有更好的用途。此外，我们还注意到，在通用语言中，Fake、Mock或Stub的含义可以相同。