Angular.Js的自动化测试详解

本文着重介绍关于ng的测试部分，主要包括以下三个方面：

1. 框架的选择（Karma+Jasmine）
2. 测试的分类和选择（单元测试 + 端到端测试）
3. 在ng中各个模块如何编写测试用例
   

下面各部分进行详细介绍。

测试的分类

在测试中，一般分为单元测试和端到端测试，单元测试是保证开发者验证代码某部分有效性的技术，端到端（E2E）是当你想确保一堆组件能按事先预想的方式运行起来的时候使用。

其中单元测试又分为两类： TDD(测试驱动开发)和BDD(行为驱动开发)。

下面着重介绍两种开发模式。

TDD（测试驱动开发 Test-driven development）是使用测试案例等来驱动你的软件开发。

如果我们想要更深入点了解TDD，我们可以将它分成五个不同的阶段：

1.      首先，开发人员编写一些测试方法。
2.      其次，开发人员使用这些测试，但是很明显的，测试都没有通过，原因是还没有编写这些功能的代码来实际执行。
3.      接下来，开发人员实现测试中的代码。
4.      如果开发人员写代码很优秀，那么在下一阶段会看到他的测试通过。
5.      然后开发人员可以重构自己的代码，添加注释，使其变得整洁，开发人员知道，如果新添加的代码破坏了什么，那么测试会提醒他失败。

其中的流程图如下：

TDD

TDD的好处：

1.      能驱使系统最终的实现代码，都可以被测试代码所覆盖到，也即“每一行代码都可测”。
2.      测试代码作为实现代码的正确导向，最终演变为正确系统的行为，能让整个开发过程更加高效。

BDD是（行为驱动开发 Behavior-Driven Development）指的是不应该针对代码的实现细节写测试，而是要针对行为写测试。BDD测试的是行为，即软件应该怎样运行。

1.      和TDD比起来，BDD是需要我们先写行为规范（功能明细），在进行软件开发。功能明细和测试看起来非常相似，但是功能明细更加含蓄一些。BDD采用了更详细的方式使得它看起来就像是一句话。
2.      BDD测试应该注重功能而不是实际的结果。你常常会听说BDD是帮助设计软件，而不是像TDD那样的测试软件。

最后总结：TDD的迭代反复验证是敏捷开发的保障，但没有明确如何根据设计产生测试，并保障测试用例的质量，而BDD倡导大家都用简洁的自然语言描述系统行为的理念，恰好弥补了测试用例（即系统行为）的准确性。

测试框架选择

利用karma和jasmine来进行ng模块的单元测试。

     Karma:是一个基于Node.js的JavaScript测试执行过程管理工具，这个测试工具的一个强大特性就是，它可以监控(Watch)文件的变化，然后自行执行，通过console.log显示测试结果。

     jasmine是一个行为驱动开发（BDD）的测试框架,不依赖任何js框架以及dom,是一个非常干净以及友好API的测试库.

Karma

karma是一个单元测试的运行控制框架,提供以不同环境来运行单元测试,比如chrome,firfox,phantomjs等,测试框架支持jasmine,mocha,qunit,是一个以nodejs为环境的npm模块.

Karma从头开始构建，免去了设置测试的负担，集中精力在应用逻辑上。会产生一个浏览器实例，针对不同浏览器运行测试，同时可以对测试的运行进行一个实时反馈，提供一份debug报告。

测试还会依赖一些Karma插件，如测试覆盖率Karma-coverage工具、Karman-fixture工具及Karma-coffee处理工具。此外，前端社区里提供里比较丰富的插件，常见的测试需求都能涵盖到。

安装测试相关的npm模块建议使用―-save-dev参数,因为这是开发相关的,一般的运行karma的话只需要下面两个npm命令:

npm install karma --save-dev
npm install karma-junit-reporter --save-dev

然后一个典型的运行框架通常都需要一个配置文件,在karma里可以是一个karma.conf.js,里面的代码是一个nodejs风格的,一个普通的例子如下：

module.exports = function(config){
 config.set({
 // 下面files里的基础目录
 basePath : '../',
 // 测试环境需要加载的JS信息
 files : [
 'app/bower_components/angular/angular.js',
 'app/bower_components/angular-route/angular-route.js',
 'app/bower_components/angular-mocks/angular-mocks.js',
 'app/js/**/*.js',
 'test/unit/**/*.js'
 ],
 // 是否自动监听上面文件的改变自动运行测试
 autoWatch : true,
 // 应用的测试框架
 frameworks: ['jasmine'],
 // 用什么环境测试代码,这里是chrome`
 browsers : ['Chrome'],
 // 用到的插件,比如chrome浏览器与jasmine插件
 plugins : [
  'karma-chrome-launcher',
  'karma-firefox-launcher',
  'karma-jasmine',
  'karma-junit-reporter'
  ],
 // 测试内容的输出以及导出用的模块名
 reporters: ['progress', 'junit'],
 // 设置输出测试内容文件的信息
 junitReporter : {
 outputFile: 'test_out/unit.xml',
 suite: 'unit'
 }
 });
};

运行时输入：

karma start test/karma.conf.js

jasmine

jasmine是一个行为驱动开发的测试框架,不依赖任何js框架以及dom,是一个非常干净以及友好API的测试库.

以下以一个具体实例说明test.js：

describe("A spec (with setup and tear-down)", function() {
 var foo;
 beforeEach(function() {
 foo = 0;
 foo += 1;
 });
 afterEach(function() {
 foo = 0;
 });
 it("is just a function, so it can contain any code", function() {
 expect(foo).toEqual(1);
 });
 it("can have more than one expectation", function() {
 expect(foo).toEqual(1);
 expect(true).toEqual(true);
 });
});

1.      首先任何一个测试用例以describe函数来定义,它有两参数,第一个用来描述测试大体的中心内容,第二个参数是一个函数,里面写一些真实的测试代码
2.      it是用来定义单个具体测试任务,也有两个参数,第一个用来描述测试内容,第二个参数是一个函数,里面存放一些测试方法
3.      expect主要用来计算一个变量或者一个表达式的值,然后用来跟期望的值比较或者做一些其它的事件
4.      beforeEach与afterEach主要是用来在执行测试任务之前和之后做一些事情,上面的例子就是在执行之前改变变量的值,然后在执行完成之后重置变量的值

开始单元测试

下面分别以控制器，指令，过滤器和服务四个部分来编写相关的单元测试。项目地址为angular-seed(点我)项目，可以下载demo并运行其测试用例。

demo中是一个简单的todo应用，会包含一个文本输入框，其中可以编写一些笔记，按下按钮可以将新的笔记加入笔记列表中，其中使用notesfactory封装LocalStorage来储存笔记信息。

先介绍一下angular中测试相关的组件angular-mocks。

了解angular-mocks

在Angular中，模块都是通过依赖注入来加载和实例化的，因此官方提供了angular-mocks.js测试工具来提供模块的定义、加载，依赖注入等功能。

其中一些常用的方法(挂载在window命名空间下)：

angular.mock.module: module用来加载已有的模块，以及配置inject方法注入的模块信息。具体使用如下：

beforeEach(module('myApp.filters'));
beforeEach(module(function($provide) {
 $provide.value('version', 'TEST_VER');
}));

该方法一般在beforeEach中使用，在执行测试用例之前可以获得模块的配置。

angular.mock.inject: inject用来注入配置好的ng模块，来供测试用例里进行调用。具体使用如下：

it('should provide a version', inject(function(mode, version) {
 expect(version).toEqual('v1.0.1');
 expect(mode).toEqual('app');
 }));

其实inject里面就是利用angular.inject方法创建的一个内置的依赖注入实例，然后里面的模块和普通的ng模块的依赖处理是一样的。

Controller部分

Angular模块是todoApp，控制器是TodoController，当按钮被点击时，TodoController的createNote()函数会被调用。下面是app.js的代码部分。

var todoApp = angular.module('todoApp',[]);
todoApp.controller('TodoController',function($scope,notesFactory){
 $scope.notes = notesFactory.get();
 $scope.createNote = function(){
 notesFactory.put($scope.note);
 $scope.note='';
 $scope.notes = notesFactory.get();
 }
});
todoApp.factory('notesFactory',function(){
 return {
 put: function(note){ 
 localStorage.setItem('todo' + (Object.keys(localStorage).length + 1), note);
 },
 get: function(){
 var notes = [];
 var keys = Object.keys(localStorage);
 for(var i = 0; i < keys.length; i++){
  notes.push(localStorage.getItem(keys[i]));
 }
 return notes;
 } 
 };
});

在todoController中用了个叫做notesFactory的服务来存储和提取笔记。当createNote()被调用时，会使用这个服务将一条信息存入LocalStorage中，然后清空当前的note。因此，在编写测试模块是，应该保证控制器初始化，scope中有一定数量的笔记，在调用createNote()之后，笔记的数量应该加一。

具体的单元测试如下：

describe('TodoController Test', function() {
 beforeEach(module('todoApp')); // 将会在所有的it()之前运行
 // 我们在这里不需要真正的factory。因此我们使用一个假的factory。
 var mockService = {
 notes: ['note1', 'note2'], //仅仅初始化两个项目
 get: function() {
 return this.notes;
 },
 put: function(content) {
 this.notes.push(content);
 }
 };
 // 现在是真正的东西，测试spec
 it('should return notes array with two elements initially and then add one',
 inject(function($rootScope, $controller) { //注入依赖项目
 var scope = $rootScope.$new();
 // 在创建控制器的时候，我们也要注入依赖项目
 var ctrl = $controller('TodoController', {$scope: scope, notesFactory:mockService});
 // 初始化的技术应该是2
 expect(scope.notes.length).toBe(2);
 // 输入一个新项目
 scope.note = 'test3';
 // now run the function that adds a new note (the result of hitting the button in HTML)
 // 现在运行这个函数，它将会增加一个新的笔记项目
 scope.createNote();
 // 期待现在的笔记数目是3
 expect(scope.notes.length).toBe(3);
 })
 );
});

在beforeEach中，每一个测试用例被执行之前，都需要加载模块module("todoApp") 。

由于不需要外部以来，因此我们本地建立一个假的mockService来代替factory，用来模拟noteFactory，其中包含相同的函数，get()和put() 。这个假的factory从数组中加载数据代替localStorage的操作。

在it中，声明了依赖项目$rootScope和$controller，都可以由Angular自动注入，其中$rootScope用来获得根作用域，$controller用作创建新的控制器。

$controller服务需要两个参数。第一个参数是将要创建的控制器的名称。第二个参数是一个代表控制器依赖项目的对象，
$rootScope.$new()方法将会返回一个新的作用域，它用来注入控制器。同时我们传入mockService作为假factory。
之后，初始化会根据notes数组的长度预测笔记的数量，同时在执行了createNote()函数之后，会改变数组的长度，因此可以写出两个测试用例。

Factory部分

factory部分的单元测试代码如下：

describe('notesFactory tests', function() {
 var factory;
 // 在所有it()函数之前运行
 beforeEach(function() {
 // 载入模块
 module('todoApp');
 // 注入你的factory服务
 inject(function(notesFactory) {
 factory = notesFactory;
 });
 var store = {
 todo1: 'test1',
 todo2: 'test2',
 todo3: 'test3'
 };
 spyOn(localStorage, 'getItem').andCallFake(function(key) {
 return store[key];
 });
 spyOn(localStorage, 'setItem').andCallFake(function(key, value) {
 return store[key] = value + '';
 });
 spyOn(localStorage, 'clear').andCallFake(function() {
 store = {};
 });
 spyOn(Object, 'keys').andCallFake(function(value) {
 var keys=[];
 for(var key in store) {
 keys.push(key);
 }
 return keys;
 });
 });
 // 检查是否有我们想要的函数
 it('should have a get function', function() {
 expect(angular.isFunction(factory.get)).toBe(true);
 expect(angular.isFunction(factory.put)).toBe(true);
 });
 // 检查是否返回3条记录
 it('should return three todo notes initially', function() {
 var result = factory.get();
 expect(result.length).toBe(3);
 });
 // 检查是否添加了一条新纪录
 it('should return four todo notes after adding one more', function() {
 factory.put('Angular is awesome');
 var result = factory.get();
 expect(result.length).toBe(4);
 });
});

在TodoController模块中，实际上的factory会调用localStorage来存储和提取笔记的项目，但由于我们单元测试中，不需要依赖外部服务去获取和存储数据，因此我们要对localStorage.getItem()和localStorage.setItem()进行spy操作，也就是利用假函数来代替这两个部分。

spyOn(localStorage,'setItem')andCallFake()是用来用假函数进行监听的。第一个参数指定需要监听的对象，第二个参数指定需要监听的函数，然后andCallfake这个API可以编写自己的函数。因此，测试中完成了对localStorage和Object的改写，使函数可以返回我们自己数组中的值。

在测试用例中，首先检测新封装的factory函数是否包含了get()和put()这两个方法，，然后进行factory.put()操作后断言笔记的数量。

Filter部分

我们添加一个过滤器。truncate的作用是如果传入字符串过长后截取前10位。源码如下：

todoApp.filter('truncate',function(){
 return function(input,length){
 return (input.length > length ? input.substring(0,length) : input);
 }
});

所以在单元测试中，可以根据传入字符串的情况断言生成子串的长度。

describe('filter test',function(){
 beforeEach(module('todoApp'));
 it('should truncate the input to 1o characters',inject(function(truncateFilter){
 expect(truncateFilter('abcdefghijkl',10).length).toBe(10);
 });
 );
});

之前已经对断言进行讨论了，值得注意的一点是我们需要在调用过滤器的时候在名称后面加入Filter，然后正常调用即可。

Directive部分

源码中的指令部分：

todoApp.directive('customColor', function() {
 return {
 restrict: 'A',
 link: function(scope, elem, attrs) {
 elem.css({'background-color': attrs.customColor});
 }
 };
});

由于指令必须编译之后才能生成相关的模板，因此我们要引入$compile服务来完成实际的编译，然后再测试我们想要进行测试的元素。

angular.element()会创建一个jqLite元素，然后我们将其编译到一个新生成的自作用域中，就可以被测试了。具体测试用例如下：

describe('directive tests',function(){
 beforeEach(module('todoApp'));
 it('should set background to rgb(128, 128, 128)',
 inject(function($compile,$rootScope) {
 scope = $rootScope.$new();
 // 获得一个元素
 elem = angular.element("<span custom-color=\"rgb(128, 128, 128)\">sample</span>");
 // 创建一个新的自作用域
 scope = $rootScope.$new();
 // 最后编译HTML
 $compile(elem)(scope);
 // 希望元素的背景色和我们所想的一样
 expect(elem.css("background-color")).toEqual('rgb(128, 128, 128)');
 })
 );
})；

开始端到端测试

在端到端测试中，我们需要从用户的角度出发，来进行黑盒测试，因此会涉及到一些DOM操作。将一对组件组合起来然后检查是否如预想的结果一样。
在这个demo中，我们模拟用户输入信息并按下按钮的过程，检测信息能否被添加到localStorage中。

在E2E测试中，需要引入angular-scenario这个文件，并且建立一个html作为运行report的展示，在html中包含带有e2e测试代码的执行js文件，在编写完测试之后，运行该html文件查看结果。具体的e2e代码如下：

describe('my app', function() {
 beforeEach(function() {
 browser().navigateTo('../../app/notes.html');
 });
 var oldCount = -1;
 it("entering note and performing click", function() {
 element('ul').query(function($el, done) {
 oldCount = $el.children().length;
 done();
 });
 input('note').enter('test data');
 element('button').query(function($el, done) {
 $el.click();
 done();
 });
 });
 it('should add one more element now', function() {
 expect(repeater('ul li').count()).toBe(oldCount + 1);
 }); 
});

我们在端到端测试过程中，首先导航到我们的主html页面app/notes.html，可以通过browser.navigateTo()来完成，element.query()函数选择了ul元素并记录其中有多少个初始化的项目，存放在oldCount变量中。

然后通过input('note').enter()来键入一个新的笔记，然后模拟一下点击操作来检查是否增加了一个新的笔记（li元素）。然后通过断言可以将新旧的笔记数进行对比。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。