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異步編程 101：如何測試 async 代碼

sPeng / 3164人閱讀

摘要：整個事件循環是在一個線程里面的，意味著任務切換更加高效，無需上下文轉換。異步代碼很高效，但是也有很蛋疼的地方，那就是測試。所以我們得想辦法告訴使用一個來運行測試方法。

視頻原文：Strategies for testing Async code - PyCon 2019

同時參考了：

Testing Asyncio Python Code with Pytest

前面幾篇關于異步編程的文章：

異步編程 101: 是什么、小試Python asyncio

異步編程 101：Python async await發展簡史

異步編程 101：寫一個事件循環

異步編程 101：asyncio中的 for 循環

異步編程 101：asyncio 進階上篇

異步編程，本質上是通過合作（cooperation）來達成并發效果，也即：需要 wait 的時候，也就是發生 IO 的時候，把控制權交給主事件循環。 (yield control when "awaiting" asynchronous results.) 這個過程有點像事件循環完成了操作系統的工作，可以將事件循環看作是操作系統，然后把協程看作是線程這么來理解。整個事件循環是在一個線程里面的，意味著任務切換更加高效，無需上下文轉換。

異步代碼很高效，但是也有很蛋疼的地方，那就是測試。

0x01 : async 測試實例

來通過一個簡單的例子看一下吧：一個Cat類，有一個 move 方法，這個方法是異步的。

然后用 unittest 寫一個測試類，你能發現下面代碼的問題嗎？

herd(grafield, "forward") 返回的是一個協程對象（coroutine object），如果你不await他，什么也不會發生。而coroutine object是 truthy 的，所以assertTrue() 是能夠通過的。如果你運行一下 test，會看到coroutine herd was nerver awaited的 warning。

下圖這樣調用await還是不對的，因為await關鍵字只能出現在async函數里面。

一個解決方案是加入事件循環：

這能work，但是估計你也看出來了，這很麻煩。如果我有多個方法，難道我需要每個 test方法都加一個事件循環嗎？更重要的是，我只是想做一下單元測試，事件循環在這個時候實際上是一個底層細節，我不需要關心。

在 Python3.7 中，asyncio新增了一個方法：asyncio.run()，為你隱藏了事件循環的細節，所以能夠讓代碼更加簡潔：

0x02 pytest-asyncio

安裝：pip install pytest-asyncio，這實際上是pytest的一個插件。

用法很簡單，重要的是我們得知道工作原理。之前的代碼問題在于，pytest 默認的的 runner 會將所有的函數當作普通函數處理，而對于 async 函數， 調用的時候返回的是一個 coroutine object。所以我們得想辦法告訴 pytest 使用一個 eventloop 來運行測試方法。

一種方法是，實例化一個eventloop 然后注入到 tests里面，比如：

import asyncio
import pytest

async def say(what, when):
    await asyncio.sleep(when)
    return what

@pytest.fixture
def event_loop():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    yield loop
    loop.close()


def test_say(event_loop):
    expected = "This should fail!"
    assert expected == event_loop.run_until_complete(say("Hello!", 0))

這種方法不方便之處在于每次都需要手動注入 eventloop，更優雅的方法是調整 test runner，讓它識別 async 函數，當作 asyncio tasks 來執行。

pytest-asyncio完成的功能就是這樣的，它的 API 非常簡單，你只需要為 async function 添加一個 @pytest.mark.asyncio 修飾器即可：

import pytest
from say import say

@pytest.mark.asyncio
async def test_say():
    assert "Hello!" == await say("Hello!", 0)

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