第十七章：測試策略與自動化 (Testing Strategy)

17.1 引言：測試金字塔

在軟體開發中，測試是保證品質的唯一途徑。測試金字塔 (Test Pyramid) 是業界公認的最佳實踐。

        /\
       /E2E\      ← 10% (慢、脆弱、昂貴)
      /------\
     /Integr.\   ← 20% (中速、較穩定)
    /----------\
   /Unit Tests \  ← 70% (快、穩定、便宜)
  /--------------\

單元測試 (Unit Tests)：測試單一類別或方法，完全隔離外部依賴。
整合測試 (Integration Tests)：測試多個元件在真實環境 (資料庫、訊息佇列) 下的互動。
端對端測試 (E2E Tests)：模擬真實使用者操作，測試整個系統。

17.2 單元測試 (Unit Tests)

單元測試應該 快速、獨立、可重複。

1. 測試領域層 (Domain Layer)

領域層是最容易測試的，因為它不依賴外部資源。

csharp

public class OrderTests
{
    [Fact]
    public void AddItem_WithZeroQuantity_ShouldThrow()
    {
        // Arrange
        var order = new Order(Guid.NewGuid(), "ORD-001");

        // Act & Assert
        var exception = Assert.Throws<BusinessException>(() =>
            order.AddItem(Guid.NewGuid(), 0, 100m)
        );

        Assert.Equal("Order:InvalidQuantity", exception.Code);
    }

    [Fact]
    public void AddItem_WithValidQuantity_ShouldIncreaseTotal()
    {
        // Arrange
        var order = new Order(Guid.NewGuid(), "ORD-001");

        // Act
        order.AddItem(Guid.NewGuid(), 2, 100m);
        order.AddItem(Guid.NewGuid(), 3, 50m);

        // Assert
        Assert.Equal(350m, order.TotalAmount);
        Assert.Equal(2, order.Items.Count);
    }

    [Theory]
    [InlineData(1, 100, 100)]
    [InlineData(5, 20, 100)]
    [InlineData(10, 15.5, 155)]
    public void AddItem_ShouldCalculateCorrectTotal(int qty, decimal price, decimal expectedTotal)
    {
        // Arrange
        var order = new Order(Guid.NewGuid(), "ORD-001");

        // Act
        order.AddItem(Guid.NewGuid(), qty, price);

        // Assert
        Assert.Equal(expectedTotal, order.TotalAmount);
    }
}

2. 使用 Moq 測試應用層

應用層通常依賴 Repository 與領域服務，我們使用 Moq 來模擬這些依賴。

csharp

public class BookAppServiceTests
{
    [Fact]
    public async Task CreateAsync_ShouldCallRepository()
    {
        // Arrange
        var mockRepo = new Mock<IRepository<Book, Guid>>();
        var mockGuidGenerator = new Mock<IGuidGenerator>();
        mockGuidGenerator.Setup(x => x.Create()).Returns(Guid.NewGuid());

        var appService = new BookAppService(mockRepo.Object, mockGuidGenerator.Object);
        var input = new CreateBookDto { Name = "1984", Price = 15.99f };

        // Act
        await appService.CreateAsync(input);

        // Assert
        mockRepo.Verify(r => r.InsertAsync(
            It.Is<Book>(b => b.Name == "1984"),
            It.IsAny<bool>(),
            It.IsAny<CancellationToken>()
        ), Times.Once);
    }
}

17.3 整合測試 (Integration Tests)

整合測試使用真實的資料庫與其他基礎設施。

1. ABP 測試基類

ABP 提供了 AbpIntegratedTest<TStartupModule> 基類，它會啟動完整的 ABP 應用程式 (包含 DI、模組系統)。

csharp

public class BookStoreTestBase : AbpIntegratedTest<BookStoreTestModule>
{
    protected override void SetAbpApplicationCreationOptions(AbpApplicationCreationOptions options)
    {
        options.UseAutofac();
    }
}

[DependsOn(
    typeof(BookStoreApplicationModule),
    typeof(BookStoreEntityFrameworkCoreTestModule)
)]
public class BookStoreTestModule : AbpModule
{
    public override void ConfigureServices(ServiceConfigurationContext context)
    {
        // 使用 In-Memory 資料庫
        context.Services.AddEntityFrameworkInMemoryDatabase();

        var databaseName = Guid.NewGuid().ToString();

        Configure<AbpDbContextOptions>(options =>
        {
            options.Configure(abpDbContextConfigurationContext =>
            {
                abpDbContextConfigurationContext.DbContextOptions.UseInMemoryDatabase(databaseName);
            });
        });
    }
}

2. 撰寫整合測試

csharp

public class BookAppService_IntegrationTests : BookStoreTestBase
{
    private readonly IBookAppService _bookAppService;
    private readonly IRepository<Book, Guid> _bookRepository;

    public BookAppService_IntegrationTests()
    {
        _bookAppService = GetRequiredService<IBookAppService>();
        _bookRepository = GetRequiredService<IRepository<Book, Guid>>();
    }

    [Fact]
    public async Task CreateAsync_ShouldPersistToDatabase()
    {
        // Arrange
        var input = new CreateBookDto
        {
            Name = "The Hobbit",
            Type = BookType.Fantasy,
            PublishDate = new DateTime(1937, 9, 21),
            Price = 12.99f
        };

        // Act
        var result = await _bookAppService.CreateAsync(input);

        // Assert
        result.Id.ShouldNotBe(Guid.Empty);

        // 驗證資料庫中確實存在
        var bookInDb = await _bookRepository.GetAsync(result.Id);
        bookInDb.ShouldNotBeNull();
        bookInDb.Name.ShouldBe("The Hobbit");
    }
}

17.4 使用 Testcontainers

In-Memory 資料庫雖然快速，但它與真實資料庫的行為可能不同 (例如 SQL Server 的某些函式在 SQLite 中不存在)。Testcontainers 允許我們在測試中啟動真實的 Docker 容器。

1. 安裝套件

bash

dotnet add package Testcontainers.MsSql

2. 建立測試 Fixture

csharp

public class DatabaseFixture : IAsyncLifetime
{
    private readonly MsSqlContainer _container = new MsSqlBuilder()
        .WithImage("mcr.microsoft.com/mssql/server:2022-latest")
        .WithPassword("YourStrong@Passw0rd")
        .Build();

    public string ConnectionString => _container.GetConnectionString();

    public async Task InitializeAsync()
    {
        await _container.StartAsync();
    }

    public async Task DisposeAsync()
    {
        await _container.DisposeAsync();
    }
}

3. 在測試中使用

csharp

public class BookRepository_RealDatabase_Tests : IClassFixture<DatabaseFixture>
{
    private readonly DatabaseFixture _fixture;
    private readonly BookStoreDbContext _dbContext;

    public BookRepository_RealDatabase_Tests(DatabaseFixture fixture)
    {
        _fixture = fixture;

        var options = new DbContextOptionsBuilder<BookStoreDbContext>()
            .UseSqlServer(_fixture.ConnectionString)
            .Options;

        _dbContext = new BookStoreDbContext(options);
        _dbContext.Database.Migrate(); // 執行 Migration
    }

    [Fact]
    public async Task ComplexQuery_ShouldWork()
    {
        // 測試複雜的 SQL 查詢，確保在真實資料庫上正常運作
        var books = await _dbContext.Books
            .Where(b => EF.Functions.Like(b.Name, "%Lord%"))
            .OrderByDescending(b => b.PublishDate)
            .Take(10)
            .ToListAsync();

        // ...
    }
}

17.5 CI/CD 整合

1. GitHub Actions 範例

yaml

name: Test & Build

on:
  push:
    branches: [main, develop]
  pull_request:
    branches: [main]

jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest

    services:
      sqlserver:
        image: mcr.microsoft.com/mssql/server:2022-latest
        env:
          ACCEPT_EULA: Y
          SA_PASSWORD: YourStrong@Passw0rd
        ports:
          - 1433:1433
        options: >-
          --health-cmd="/opt/mssql-tools/bin/sqlcmd -S localhost -U sa -P YourStrong@Passw0rd -Q 'SELECT 1'"
          --health-interval=10s
          --health-timeout=3s
          --health-retries=3

    steps:
      - uses: actions/checkout@v4

      - name: Setup .NET
        uses: actions/setup-dotnet@v4
        with:
          dotnet-version: "10.0.x"

      - name: Restore dependencies
        run: dotnet restore

      - name: Build
        run: dotnet build --no-restore --configuration Release

      - name: Run Unit Tests
        run: dotnet test --no-build --configuration Release --filter "Category=Unit" --logger "trx;LogFileName=unit-tests.trx"

      - name: Run Integration Tests
        env:
          ConnectionStrings__Default: "Server=localhost,1433;Database=BookStore_Test;User Id=sa;Password=YourStrong@Passw0rd;TrustServerCertificate=True"
        run: dotnet test --no-build --configuration Release --filter "Category=Integration" --logger "trx;LogFileName=integration-tests.trx"

      - name: Publish Test Results
        uses: dorny/test-reporter@v1
        if: always()
        with:
          name: Test Results
          path: "**/TestResults/*.trx"
          reporter: dotnet-trx

17.6 測試最佳實踐

1. AAA 模式 (Arrange-Act-Assert)

每個測試都應該清楚地分為三個部分。

2. 測試命名

使用描述性的名稱：MethodName_Scenario_ExpectedBehavior

例如：CreateAsync_WithDuplicateName_ShouldThrow

3. 避免測試實作細節

測試應該關注行為，而非實作。

錯誤：測試某個私有方法是否被呼叫。
正確：測試公開 API 的輸出是否符合預期。

4. 測試資料建構器

使用 Builder 模式建立測試資料，提高可讀性。

csharp

public class BookBuilder
{
    private string _name = "Default Book";
    private BookType _type = BookType.Fiction;
    private float _price = 10f;

    public BookBuilder WithName(string name)
    {
        _name = name;
        return this;
    }

    public BookBuilder WithPrice(float price)
    {
        _price = price;
        return this;
    }

    public Book Build()
    {
        return new Book(Guid.NewGuid(), _name, _type, DateTime.Now, _price);
    }
}

// 使用
var book = new BookBuilder()
    .WithName("1984")
    .WithPrice(15.99f)
    .Build();

17.7 實戰練習

練習 1：單元測試覆蓋

為 Order 聚合根撰寫至少 10 個單元測試，涵蓋所有業務規則。
使用 [Theory] 測試邊界條件。

練習 2：整合測試

為 BookAppService 撰寫整合測試，測試 CRUD 操作。
使用 Testcontainers 啟動真實的 SQL Server。

練習 3：CI/CD

在 GitHub 上建立一個 Repository。
配置 GitHub Actions，在每次 Push 時自動執行測試。
設定測試失敗時發送通知。

17.8 總結

測試是軟體品質的保證。

單元測試 快速驗證業務邏輯。
整合測試 確保元件正確協作。
Testcontainers 提供真實的測試環境。
CI/CD 自動化測試流程，及早發現問題。

在下一章，我們將探討 效能優化 (Performance Optimization)，學習如何讓 ABP 應用程式更快、更穩定。

參考資源：

第十七章：測試策略與自動化 (Testing Strategy) ​

17.1 引言：測試金字塔 ​

17.2 單元測試 (Unit Tests) ​

1. 測試領域層 (Domain Layer) ​

2. 使用 Moq 測試應用層 ​

17.3 整合測試 (Integration Tests) ​

1. ABP 測試基類 ​

2. 撰寫整合測試 ​

17.4 使用 Testcontainers ​

1. 安裝套件 ​

2. 建立測試 Fixture ​

3. 在測試中使用 ​

17.5 CI/CD 整合 ​

1. GitHub Actions 範例 ​

17.6 測試最佳實踐 ​

1. AAA 模式 (Arrange-Act-Assert) ​

2. 測試命名 ​

3. 避免測試實作細節 ​

4. 測試資料建構器 ​

17.7 實戰練習 ​

練習 1：單元測試覆蓋 ​

練習 2：整合測試 ​

練習 3：CI/CD ​

17.8 總結 ​

第十七章：測試策略與自動化 (Testing Strategy)

17.1 引言：測試金字塔

17.2 單元測試 (Unit Tests)

1. 測試領域層 (Domain Layer)

2. 使用 Moq 測試應用層

17.3 整合測試 (Integration Tests)

1. ABP 測試基類

2. 撰寫整合測試

17.4 使用 Testcontainers

1. 安裝套件

2. 建立測試 Fixture

3. 在測試中使用

17.5 CI/CD 整合

1. GitHub Actions 範例

17.6 測試最佳實踐

1. AAA 模式 (Arrange-Act-Assert)

2. 測試命名

3. 避免測試實作細節

4. 測試資料建構器

17.7 實戰練習

練習 1：單元測試覆蓋

練習 2：整合測試

練習 3：CI/CD

17.8 總結