Jest 实例之单元测试框架

lsekfe

Jest 是由 Facebook 开源出来的一个测试框架，它集成了断言库、mock、快照测试、覆盖率报告等功能。它非常适合用来测试 React 代码，但不仅仅如此，所有的 js 代码都可以使用 Jest 进行测试。
　　本文全面的介绍如何使用 Jest，让后来者轻松上手。文中会选取重点部分直接贴出代码，比较简单的部分则不会，主要是写到后面的时候发现贴的代码有点多，没什么意思，所有的代码已上传到 Github，可以自行查阅。
　　安装
　　使用 yarn 安装 Jest:
　　$ yarn add --dev jest

　　或使用 npm：
　　$ npm i -D jest

　　其中 --dev 和 -D 参数指明作为 devDependencies，这样该依赖只会在开发环境下安装，在生成环境下则不会。
　　在 package.json 文件中添加下面的内容：
　　"scripts": {
　　  "test": "jest"
　　}


　　这样我们就可以通过 yarn test 或 npm test 执行测试代码。
　　同样地，你也可以选择全局安装 Jest：
　　$ yarn global add jest
　　$ # or npm i -g jest


　　这样你就可以直接在命令行使用 jest 命令。如果你是本地安装，但是也想在命令行使用 jest，可以通过 node_modules/.bin/webpack 访问它的 bin 版本，如果你的 npm 版本在 5.2.0 以上，你也可以通过 npx jest 访问。
　　使用 Babel
　　如果你在代码中使用了新的语法特性，而当前 Node 版本不支持，则需要使用 Babel 进行转义。
　　$ npm i -D babel-jest babel-core babel-preset-env

　　注意：如果你使用 babel 7，安装 babel-jest 的同时还需要安装其他依赖：
　　npm i -D babel-jest 'babel-core@^7.0.0-0' @babel/core
　　Jest 默认使用 babel-jest（需要安装） 进行代码转义，如果你需要添加额外的预处理器，则需要在 Jest 配置文件中显示的定义 babel-jest 作为 JavaScript 处理器（因为一旦添加了 transform 配置，babel-jest 就不会自动载入了）：
　　"transform": {
　　  "^.+\\.jsx?$": "babel-jest"
　　},


　　我们还需在根目录下创建 .babelrc 文件：
　　{
　　  "presets": [
　　    "env"
　　  ]
　　}


　　我这里只使用了 babel-preset-env 预设，如果需要其他的转换，见 babel。
　　基本用法
　　我们从一个基本的 Math 模块开始。首先创建一个 math.js 文件：
　　// basic/math.js
　　const sum = (a, b) => a + b
　　const mul = (a, b) => a * b
　　const sub = (a, b) => a - b
　　const div = (a, b) => a / b
　　export { sum, mul, sub, div }


　　要测试这个 Math 模块是否正确，我们需要编写测试代码。通常，测试文件与所要测试的源码文件同名，但是后缀名为 .test.js 或者 .spec.js。我们这里则创建一个 math.test.js 文件：
　　// basic/math.test.js
　　import { sum, mul, sub, div } from './math'
　　test('Adding 1 + 1 equals 2', () => {
　　  expect(sum(1, 1)).toBe(2)
　　})
　　test('Multiplying 1 * 1 equals 1', () => {
　　  expect(mul(1, 1)).toBe(1)
　　})
　　test('Subtracting 1 - 1 equals 0', () => {
　　  expect(sub(1, 1)).toBe(0)
　　})
　　test('Dividing 1 / 1 equals 1', () => {
　　  expect(div(1, 1)).toBe(1)
　　})


　　执行 npm test Jest 将会执行所有匹配的测试文件，并最终返回测试结果：

　　在编辑器中运行
　　很多编辑器都能支持 Jest，如：Webstorm、VS Code、Atom 等。这里简单地介绍下如何在 Webstorm 和 VS Code 中运行。
　　Webstorm
　　Webstorm 可能出现找不到变量等问题，在 Preferences | Languages & Frameworks | JavaScript | Libraries 中点击 Download, 然后选择 Jest 并下载即可。
　　Webstorm 可以识别测试代码，在编辑器中点击“相应的运行按钮”即可运行，或使用快捷键 ctrl+shift+R（mac 中）。具体的操作可以参考我之前写的 Node.js 中 使用 Mocha 进行单元测试的博客。
　　VS Code
　　要想在 VS Code 中运行，我们需要安装 Jest 插件。
　　插件安装完成后，如果你安装了 Jest，它会自动的运行测试代码。你可以可以手动的运行通过 Jest: Start Runner 命令，它会执行测试代码并在文件发生修改后重新运行。

　　匹配器
　　匹配器用来实现断言功能。在前面的例子中，我们只使用了 toBe() 匹配器：
　　test('Adding 1 + 1 equals 2', () => {
　　  expect(sum(1, 1)).toBe(2)
　　})


　　在此代码中，expect(sum(1, 1)) 返回一个“期望”对象，.toBe(2) 是匹配器。匹配器将 expect() 的结果（实际值）与自己的参数（期望值）进行比较。当 Jest 运行时，它会跟踪所有失败的匹配器，并打印出错误信息。
　　常用的匹配器如下：
　　·toBe 使用 Object.is 判断是否严格相等。
　　· toEqual 递归检查对象或数组的每个字段。
　　· toBeNull 只匹配 null。
　　· toBeUndefined 只匹配 undefined。
　　· toBeDefined 只匹配非 undefined。
　　· toBeTruthy 只匹配真。
　　· toBeFalsy 只匹配假。
　　· toBeGreaterThan 实际值大于期望。
　　· toBeGreaterThanOrEqual 实际值大于或等于期望值
　　· toBeLessThan 实际值小于期望值。
　　· toBeLessThanOrEqual 实际值小于或等于期望值。
　　· toBeCloseTo 比较浮点数的值，避免误差。
　　· toMatch 正则匹配。
　　· toContain 判断数组中是否包含指定项。
　　· .toHaveProperty(keyPath, value) 判断对象中是否包含指定属性。
　　· toThrow 判断是否抛出指定的异常。
　　· toBeInstanceOf 判断对象是否是某个类的实例，底层使用 instanceof。
　　所有的匹配器都可以使用 .not 取反：
　　test('Adding 1 + 1 does not equal 3', () => {
　　  expect(1 + 1).not.toBe(3)
　　})


　　对于 Promise 对象，我们可以使用 .resolves 和 .rejects：
　　// .resolves
　　test('resolves to lemon', () => {
　　  // make sure to add a return statement
　　  return expect(Promise.resolve('lemon')).resolves.toBe('lemon')
　　})
　　// .rejects
　　test('rejects to octopus', () => {
　　  // make sure to add a return statement
　　  return expect(Promise.reject(new Error('octopus'))).rejects.toThrow(
　　    'octopus',
　　  )
　　})


　　异步测试
　　JavaScript 代码中常常会包含异步代码，当测试异步代码时，Jest 需要知道什么时候异步代码执行完成，在异步代码执行完之前，它会去执行其他的测试代码。Jest 提供了多种方式测试异步代码。
　　回调函数
　　当执行到测试代码的尾部时，Jest 即认为测试完成。因此，如果存在异步代码，Jest 不会等待回调函数执行。要解决这个问题，在测试函数中我们接受一个参数叫做 done，Jest 将会一直等待，直到我们调用 done()。如果一直不调用 done()，则此测试不通过。
　　// async/fetch.js
　　export const fetchApple = (callback) => {
　　  setTimeout(() => callback('apple'), 300)
　　}
　　// async/fetch.test.js
　　import { fetchApple } from './fetch'
　　test('the data is apple', (done) => {
　　  expect.assertions(1)
　　  const callback = data => {
　　    expect(data).toBe('apple')
　　    done()
　　  }
　　  fetchApple(callback)
　　})


　　expect.assertions(1) 验证当前测试中有 1 处断言会被执行，在测试异步代码时，能确保回调中的断言被执行。
　　Promise
　　如果异步代码返回 Promise 对象，那我们在测试代码直接返回该 Promise 即可，Jest 会等待其 resolved，如果 rejected 则测试不通过。
　　test('the data is banana', () => {
　　  expect.assertions(1)
　　  return fetchBanana().then(data => expect(data).toBe('banana'))
　　})


　　如果期望 promise 是 rejected 状态，可以使用 .catch()：
　　test('the fetch fails with an error', () => {
　　  expect.assertions(1)
　　  return fetchError().catch(e => expect(e).toMatch('error'))
　　})


　　除此之外，还可以使用上文中提到的 .resolves 和 .rejects。
　　Async/Await
　　如果异步代码返回 promise，我们还可以使用 async/await：
　　test('async: the data is banana', async () => {
　　  expect.assertions(1)
　　  const data = await fetchBanana()
　　  expect(data).toBe('banana')
　　})
　　test('async: the fetch fails with an error', async () => {
　　  expect.assertions(1)
　　  try {
　　    await fetchError()
　　  } catch (e) {
　　    expect(e).toMatch('error')
　　  }
　　})


　　也可以将 aysnc/awiat 与 .resolves 或 .rejects 结合：
　　test('combine async with `.resolves`', async () => {
　　  expect.assertions(1)
　　  await expect(fetchBanana()).resolves.toBe('banana')
　　})


　　钩子函数
　　Jest 为我们提供了四个测试用例的钩子：beforeAll()、afterAll()、beforeEach()、afterEach()。
　　beforeAll() 和 afterAll() 会在所有测试用例之前和所有测试用例之后执行一次。
　　beforeEach() 和 afterEach() 会在每个测试用例之前和之后执行。
　　分组
　　我们可以使用 describe 将测试用例分组，在 describe 块中的钩子函数只作用于块内的测试用例：
　　beforeAll(() => console.log('1 - beforeAll')) // 1
　　afterAll(() => console.log('1 - afterAll')) // 12
　　beforeEach(() => console.log('1 - beforeEach')) // 2,6
　　afterEach(() => console.log('1 - afterEach')) // 4,10
　　test('', () => console.log('1 - test')) // 3
　　describe('Scoped / Nested block', () => {
　　  beforeAll(() => console.log('2 - beforeAll')) // 5
　　  afterAll(() => console.log('2 - afterAll')) // 11
　　  beforeEach(() => console.log('2 - beforeEach')) // 7
　　  afterEach(() => console.log('2 - afterEach')) // 9
　　  test('', () => console.log('2 - test')) // 8
　　})


　　需要注意的是，顶级的 beforeEach 会在 describe 块内的 beforeEach 之前执行。
　　Jest 会先执行 describe 块内的操作，等 describe 块内的操作执行完毕后，按照出现在 describe 中的先后顺序执行测试用例，因此初始化和销毁操作应该放在钩子函数中运行，而不是 describe 块内：
　　describe('outer', () => {
　　  console.log('describe outer-a') // 1
　　  describe('describe inner 1', () => {
　　    console.log('describe inner 1') // 2
　　    test('test 1', () => {
　　      console.log('test for describe inner 1') // 6
　　      expect(true).toEqual(true)
　　    })
　　  })
　　  console.log('describe outer-b') // 3
　　  test('test 1', () => {
　　    console.log('test for describe outer') // 7
　　    expect(true).toEqual(true)
　　  })
　　  describe('describe inner 2', () => {
　　    console.log('describe inner 2') // 4
　　    test('test for describe inner 2', () => {
　　      console.log('test for describe inner 2') // 8
　　      expect(false).toEqual(false)
　　    })
　　  })
　　  console.log('describe outer-c') // 5
　　})


　　Mocks
　　在测试中，mock 可以让你更方便的去测试依赖于数据库、网络请求、文件等外部系统的函数。
　　Jest 内置了 mock 机制，提供了多种 mock 方式已应对各种需求。
　　Mock 函数
　　函数的 mock 非常简单，调用 jest.fn() 即可获得一个 mock 函数。
　　Mock 函数有一个特殊的 .mock 属性，保存着函数的调用信息。.mock 属性还会追踪每次调用时的 this。
　　// mocks/forEach.js
　　export default (items, callback) => {
　　  for (let index = 0; index < items.length; index++) {
　　    callback(items[index])
　　  }
　　}
　　import forEach from './forEach'
　　it('test forEach function', () => {
　　  const mockCallback = jest.fn(x => 42 + x)
　　  forEach([0, 1], mockCallback)
　　// The mock function is called twice
　　  expect(mockCallback.mock.calls.length).toBe(2)
　　// The first argument of the first call to the function was 0
　　  expect(mockCallback.mock.calls[0][0]).toBe(0)
　　// The first argument of the second call to the function was 1
　　  expect(mockCallback.mock.calls[1][0]).toBe(1)
　　// The return value of the first call to the function was 42
　　  expect(mockCallback.mock.results[0].value).toBe(42)
　　})


　　除了 .mock 之外，Jest 还未我们提供了一些匹配器用来断言函数的执行，它们本身只是检查 .mock 属性的语法糖：
　　// The mock function was called at least once
　　expect(mockFunc).toBeCalled();


　　使用 mockReturnValue 和 mockReturnValueOnce 可以 mock 函数的返回值。
　　当我们需要为 mock 函数增加一些逻辑时，可以使用 jest.fn()、mockImplementation 或者 mockImplementationOnce mock 函数的实现。
　　还可以使用 mockName 还给 mock 函数命名，如果没有命名，输出的日志默认就会打印 jest.fn()。
　　Mock 定时器
　　Jest 可以 Mock 定时器以使我们在测试代码中控制“时间”。调用 jest.useFakeTimers() 函数可以伪造定时器函数，定时器中的回调函数不会被执行，使用 setTimeout.mock 等可以断言定时器执行情况。当在测试中有多个定时器时，执行 jest.useFakeTimers() 可以重置内部的计数器。
　　执行 jest.runAllTimers(); 可以“快进”直到所有的定时器被执行；执行 jest.runOnlyPendingTimers() 可以使当前正在等待的定时器被执行，用来处理定时器中设置定时器的场景，如果使用 runAllTimers 会导致死循环；执行 jest.advanceTimersByTime(msToRun:number)，可以“快进”执行的毫秒数。
　　Mock 模块
　　模块的 mock 主要有两种方式：
　　使用 jest.mock(moduleName, factory, options) 自动 mock 模块，jest 会自动帮我们 mock 指定模块中的函数。其中，factory 和 options 参数是可选的。factory 是一个模块工厂函数，可以代替 Jest 的自动 mock 功能；options 用来创建一个不存在的需要模块。
　　如果希望自己 mock 模块内部函数，可以在模块平级的目录下创建 __mocks__ 目录，然后创建相应模块的 mock 文件。对于用户模块和 Node 核心模块（如：fs、path），我们仍需要在测试文件中显示的调用 jest.mock()，而其他的 Node 模块则不需要。
　　此外，在 mock 模块时，jest.mock() 会被自动提升到模块导入前调用。
　　对于类的 mock 基本和模块 mock 相同，支持自动 mock、手动 mock 以及调用带模块工厂参数的 jest.mock()，还可以调用 jest.mockImplementation() mock 构造函数。
　　快照测试
　　快照测试是 Jest 提供的一个相当棒的 UI 测试功能，它会记录 React 结构树快照或其他可序列化的值，并与当前测试的值进行比较，如果不匹配则给出错误提示。快照应该被当做代码来对待，它需要被提交到版本库并进行 Review。
　　如果组件渲染结果发生变化，测试将会失败。当组件正常调整时，我们可以调用 jest -u 更新快照。在监控模式下，我们可以通过交互式的命令更新快照。

　　下面通过一个简单的 text 组件来测试一下：
　　// Text.js
　　import React from 'react'
　　export default ({className, children}) => {
　　  return (
　　    <span className={className}>{children}</span>
　　  )
　　}


　　除了 react 我们还需要安装依赖：npm i -D babel-preset-react react-test-renderer，其中 babel-preset-react 预设用来解析 jsx 语法，需要添加到 babel 配置中。
　　测试代码如下：
　　// Text.test.js
　　import React from 'react'
　　import renderer from 'react-test-renderer'
　　import Text from './Text'
　　it('render correctly', () => {
　　  const tree = renderer
　　    .create(<Text className="success">Snapshot testing</Text>)
　　    .toJSON()
　　  expect(tree).toMatchSnapshot()
　　})


　　执行测试代码后，会生成如下快照：
　　// Jest Snapshot v1, https://goo.gl/fbAQLP
　　exports[`render correctly 1`] = `
　　<span
　　  className="success"
　　>
　　  Snapshot testing
　　</span>
　　`;


　　如果后续修改导致组件渲染结果发生变化，快照将会不匹配，测试则不通过。

　　Jest 命令行
　　jest 命令行工具有有用的选项。运行 jest -h 可以查看所有可用的选项。所有的 Jest 的 配置项都可以通过命令行来指定。
　　基本用法：jest [--config=<pathToConfigFile>] [TestPathPattern]
　　生成配置信息：jest --init
　　运行符合指定用模板或文件名的测试︰jest path/to/my-test.js
　　启动监视模式︰jest --watch
　　生成覆盖率报告：jest --coverage
　　Jest 配置
　　Jest 的一个理念是提供一套完整集成的“零配置”测试体验，开发人员可以直接上手编写测试用例。它为我们集成了测试常用的工具，多数情况下使用默认配置或少量的调整即可。
　　Jest 的配置可以定义在 package.json 或 jest.config.js 文件中或通过命令行参数 --config <path/to/js|json>。配置并不是必须的，具体内容见文档，按需取用即可。
　　PS：Jest 中 testURL 的默认值是 about:blank，在 jsdom 环境下运行会报错，设置了 testURL 为一个有效的 URL 后能够避免这个问题，如：http://localhost。