添加测试

通过本节，你会学到：

  • Rust 测试的基本知识
  • 如何测试Runtime模块
  • 如何在测试里初始化GenesisConfig

测试的重要性

为功能模块编写测试，是软件开发过程中不可缺省的一个环节，完备的测试能够：

  • 确保代码的执行符合预期；
  • 增强重构时的信心；
  • 从代码的使用角度，提升代码的设计等。

通常情况下，测试可以分为以下几种：

  • 单元测试，mock实现代码中的依赖如其它功能模块，仅测试当前函数的功能；
  • 集成测试，不mock实现代码中的依赖，对多个功能模块整体考虑，进行测试；
  • End to End 测试，是面向当前系统与依赖的第三方服务之间的测试。

当我们在使用Substrate进行开发时，主要会使用到单元测试和集成测试的方法，对于不同的场景，可以按需选择。一个最佳实践是，确保自定义的runtime模块有良好的测试覆盖。

Rust测试代码

Rust测试代码通常会和实现代码放在同一个文件或相同的目录下，取决于测试代码的数量，更多内容可以参考Rust book。下面是一个简单的测试用例：

pub fn add_two(a: i32) -> i32 {
a + 2
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn test_add_two() {
assert_eq!(4, add_two(2));
}
}

一些需要注意的点包括：

  • 测试代码使用属性#[cfg(test)]进行标识
  • use super::*用来引入当前模块的功能代码
  • 测试函数通过属性#[test]进行标识
  • 断言方式有：
    • 表达式的值为true：assert!(expression)
    • 表达式的值是期望的值：assert_eq!(expected, expression)
    • 表达式的值不是其它不相关的值：assert_ne!(other, expression)
    • 异常发生：#[should_panic]
    • Substrate提供了自定义的断言：
      • 结果为Ok(())：assert_ok!(expreesion)
      • 结果为Err(error_info)：assert_err!(expression, error_info)
      • 结果为Err(error_info)，并且不修改存储状态：assert_noop!(expression, error_info)

运行测试

// 运行当前目录下的src目录和tests目录下的所有测试
cargo test
// 运行当前工作空间的所有package下的测试
cargo test --all
// 运行runtime路径下的所有测试，由cargo.toml的`[dependencies.demo-node-runtime]`标识
cargo test -p demo-node-runtime
// 运行runtime路径下单个模块的测试
cargo test -p demo-node-runtime mymodule
// 获取更多帮助信息
cargo test --help

运行结果大致如下：

running 5 tests
test mymodule::tests::it_works_for_default_value ... ok
test mymodule::tests::play_should_work_for_lose ... ok
test mymodule::tests::set_payment_should_work ... ok
test mymodule::tests::play_should_work_for_win ... ok
test mymodule::tests::play_security_check_should_work ... ok
test result: ok. 5 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 1 filtered out

Runtime模块测试

为了测试我们的runtime模块，需要首先引入相关的实现代码和依赖，

use super::*;
use runtime_io::with_externalities;
use primitives::{H256, Blake2Hasher};
// --snip--

Runtime模块的功能被封装在一个结构体中，这里我们定义了一个mock的Test runtime结构体：

pub struct Test;

Test runtime需要实现被测模块以及所依赖的runtime模块的配置接口，回忆一下我们的模块接口定义，自定义的模块接口继承balances的接口，而 balances模块又继承了system的接口：

pub trait Trait: balances::Trait {
type Event: From<Event<Self>> + Into<<Self as system::Trait>::Event>;
}

一些不关心的类型如Event可以用unit代替，这是因为Substrate为unit类型提供了多数接口的默认实现。这样，接口的实现分别是：

impl system::Trait for Test {
type Origin = Origin;
// --snip--
}
impl balances::Trait for Test {
type Balance = u64;
type OnFreeBalanceZero = ();
// --snip--
}
impl Trait for Test {
type Event = ();
}

我们还可以对用到的模块定义别名，方便后面的使用：

type System = system::Module<Test>;
type Balances = balances::Module<Test>;
type mymodule = Module<Test>;

还记得runtime模块中callable function的第一个参数是Origin枚举类型吗？在实现代码中，construct_runtime!宏通过调用impl_outer_origin! 自动为我们添加了Origin的定义。但是在测试代码中，我们需要自己调用impl_outer_origin!帮我们生成runtime所依赖的Origin类型，宏解析后的相关代码可以参考这里：

impl_outer_origin! {
pub enum Origin for Test {}
}

初始化GenesisConfig

GenesisConfig存储了链上的原始状态，通常可以用来初始化：

  • 预置的账户
  • ROOT key
  • 账户的余额等。

这里首先初始化了system模块的GenesisConfig为所需的默认值，接着初始化balances模块，将Account ID为1的账户余额设置为10，Account ID为2的账户余额设置为20，其它的如交易费用等设置为0，方便我们计算测试结果。

fn new_test_ext() -> runtime_io::TestExternalities<Blake2Hasher> {
let (mut t, mut c) = system::GenesisConfig::<Test>::default().build_storage().unwrap();
let _ = balances::GenesisConfig::<Test>{
balances: vec![
(1, 10),
(2, 20),
],
transaction_base_fee: 0,
transaction_byte_fee: 0,
existential_deposit: 0,
transfer_fee: 0,
creation_fee: 0,
vesting: vec![],
}.assimilate_storage(&mut t, &mut c).unwrap();
t.into()
}

测试set_payment函数

我们通过属性#[test]标识了我们的测试函数为set_payment_should_work。当payment值为None时，设置payment为参数传入的值，当payment有值时，不做修改。

#[test]
fn set_payment_should_work() {
with_externalities(&mut new_test_ext(), || {
// Set payment when payment is none
assert_ok!(mymodule::set_payment(Origin::signed(1), 100));
assert_eq!(mymodule::payment(), Some(100));
assert_eq!(mymodule::pot(), 100);
// Set payment when payment is not none
assert_ok!(mymodule::set_payment(Origin::signed(1), 200));
assert_eq!(mymodule::payment(), Some(100));
assert_eq!(mymodule::pot(), 100);
});
}

测试play函数

前置校验条件测试：

  • 函数调用应当是经过签名的
  • Payment中存储的值不应为空
  • 当用户的余额小于Payment中的值时，应返回错误
  • 当用户的余额多于Payment中的值是，应返回正常
#[test]
fn play_security_check_should_work() {
with_externalities(&mut new_test_ext(), || {
// Test ensure_signed
assert_noop!(mymodule::play(Origin::ROOT), "bad origin: expected to be a signed origin");
// Test payment must be set
assert_noop!(mymodule::play(Origin::signed(2)), "Must have payment amount set");
// Check the balances in genesis config
assert_eq!(Balances::total_balance(&2), 20);
// set payment and pot, higher than the balances
<Payment<Test>>::put(30);
<Pot<Test>>::put(30);
assert_noop!(mymodule::play(Origin::signed(2)), "too few free funds in account");
// set payment and pot, lower than the balances
<Payment<Test>>::put(10);
<Pot<Test>>::put(10);
assert_ok!(mymodule::play(Origin::signed(2)));
})
}

获胜情景测试：

  • 首先初始化所需的存储状态
  • 设定随机种子
  • 断言用户获胜后的数据状态
#[test]
fn play_should_work_for_win() {
with_externalities(&mut new_test_ext(), || {
<Payment<Test>>::put(10);
<Pot<Test>>::put(30);
<Nonce<Test>>::put(1);
System::set_random_seed(H256::from_low_u64_be(100));
assert_ok!(mymodule::play(Origin::signed(2)));
assert_eq!(mymodule::payment(), Some(10));
assert_eq!(mymodule::pot(), 10);
assert_eq!(Balances::total_balance(&2), 40); // 20 - 10 (payment) + 30 (reward)
assert_eq!(mymodule::nonce(), 2);
})
}

失败情景测试：

和获胜情景类似，不过我们选用了不同的随机种子，从而使用户失败:

#[test]
fn play_should_work_for_lose() {
with_externalities(&mut new_test_ext(), || {
<Payment<Test>>::put(10);
<Pot<Test>>::put(30);
<Nonce<Test>>::put(1);
System::set_random_seed(H256::from_low_u64_be(10));
assert_ok!(mymodule::play(Origin::signed(2)));
assert_eq!(mymodule::payment(), Some(10));
assert_eq!(mymodule::pot(), 40);
assert_eq!(Balances::total_balance(&2), 10);
assert_eq!(mymodule::nonce(), 2);
})
}

完整的测试代码可参考这里.