玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之五 - 死亡测试

一、前言

“死亡测试”名字比较恐怖,这里的“死亡”指的的是程序的崩溃。通常在测试过程中,我们需要考虑各种各样的输入,有的输入可能直接导致程序崩溃,这时我们就需要检查程序是否按照预期的方式挂掉,这也就是所谓的“死亡测试”。gtest的死亡测试能做到在一个安全的环境下执行崩溃的测试案例,同时又对崩溃结果进行验证。

二、使用的宏

**Fatal assertion** **Nonfatal assertion** **Verifies**
ASSERT_DEATH(_statement, regex_`); EXPECT_DEATH(_statement, regex_`); _statement_ crashes with the given error
ASSERT_EXIT(_statement, predicate, regex_`); EXPECT_EXIT(_statement, predicate, regex_`); _statement_ exits with the given error and its exit code matches _predicate_

 

由于有些异常只在Debug下抛出,因此还提供了*_DEBUG_DEATH,用来处理Debug和Realease下的不同。

三、*_DEATH(statement, regex`)

  1. statement是被测试的代码语句

  2. regex是一个正则表达式,用来匹配异常时在stderr中输出的内容

如下面的例子:

void Foo()
{
    
int *pInt = 0;
    
*pInt = 42 ;
}
TEST(FooDeathTest, Demo)
{
    EXPECT_DEATH(Foo(), 
"");
}

 

重要:编写死亡测试案例时,TEST的第一个参数,即testcase_name,请使用DeathTest后缀。原因是gtest会优先运行死亡测试案例,应该是为线程安全考虑。

四、*_EXIT(statement, predicate, regex`)

  1. statement是被测试的代码语句

  2. predicate 在这里必须是一个委托,接收int型参数,并返回bool。只有当返回值为true时,死亡测试案例才算通过。gtest提供了一些常用的predicate:

testing::ExitedWithCode(exit_code)

如果程序正常退出并且退出码与exit_code相同则返回 true
testing::KilledBySignal(signal_number)  // Windows下不支持

  如果程序被signal_number信号kill的话就返回true
3. regex是一个正则表达式,用来匹配异常时在stderr中输出的内容
这里, 要说明的是,*_DEATH其实是对*_EXIT进行的一次包装,*_DEATH的predicate判断进程是否以非0退出码退出或被一个信号杀死。
例子:
TEST(ExitDeathTest, Demo) {     EXPECT_EXIT(_exit(1),  testing::ExitedWithCode(1),  ""); }

 

五、*_DEBUG_DEATH

先来看定义:

#ifdef NDEBUG
#define EXPECT_DEBUG_DEATH(statement, regex) </span>   do { statement; } while (false)
#define ASSERT_DEBUG_DEATH(statement, regex) </span>   do { statement; } while (false)
#else
#define EXPECT_DEBUG_DEATH(statement, regex) </span>   EXPECT_DEATH(statement, regex)
#define ASSERT_DEBUG_DEATH(statement, regex) </span>   ASSERT_DEATH(statement, regex)
#endif  // NDEBUG for EXPECT_DEBUG_DEATH

 

可以看到,在Debug版和Release版本下, _DEBUG_DEATH的定义不一样。因为很多异常只会在Debug版本下抛出,而在Realease版本下不会抛出,所以针对Debug和Release分别做了不同的处理。看gtest里自带的例子就明白了:

int DieInDebugElse12(int sideeffect) {     if (sideeffect) *sideeffect = 12; #ifndef NDEBUG     GTESTLOG(FATAL, debug death inside DieInDebugElse12()); #endif  // NDEBUG     return 12; }
TEST(TestCase, TestDieOr12WorksInDgbAndOpt) {     
int sideeffect = 0;     // Only asserts in dbg.     EXPECT_DEBUG_DEATH(DieInDebugElse12(&sideeffect), death);
    #ifdef NDEBUG     
// opt-mode has sideeffect visible.     EXPECT_EQ(12, sideeffect);     #else     // dbg-mode no visible sideeffect.     EXPECT_EQ(0, sideeffect);     #endif }

 

六、关于正则表达式

POSIX系统(Linux, Cygwin, 和 Mac中,gtest的死亡测试中使用的是POSIX风格的正则表达式,想了解POSIX风格表达式可参考:

  1. POSIX extended regular expression

2. Wikipedia entry.

在Windows系统中,gtest的死亡测试中使用的是gtest自己实现的简单的正则表达式语法。 相比POSIX风格,gtest的简单正则表达式少了很多内容,比如 (“x|y”), (”(xy)”), (“[xy]”) 和(“x{5,7}”)都不支持。

下面是简单正则表达式支持的一些内容:

matches any literal character c
\\d matches any decimal digit
\\D matches any character that's not a decimal digit
\\f matches \f
\\n matches \n
\\r matches \r
\\s matches any ASCII whitespace, including \n
\\S matches any character that's not a whitespace
\\t matches \t
\\v matches \v
\\w matches any letter, _, or decimal digit
\\W matches any character that \\w doesn't match
\\c matches any literal character c, which must be a punctuation
. matches any single character except \n
A? matches 0 or 1 occurrences of A
A* matches 0 or many occurrences of A
A+ matches 1 or many occurrences of A
^ matches the beginning of a string (not that of each line)
$ matches the end of a string (not that of each line)
xy matches x followed by y

 

gtest定义两个宏,用来表示当前系统支持哪套正则表达式风格:

1. POSIX风格:GTEST_USES_POSIX_RE = 1

  1. Simple风格:GTEST_USES_SIMPLE_RE=1

七、死亡测试运行方式

  1. fast方式(默认的方式)
    testing::FLAGS_gtest_death_test_style = “fast;

  2. threadsafe方式
    testing::FLAGS_gtest_death_test_style = threadsafe;

    你可以在 main() 里为所有的死亡测试设置测试形式,也可以为某次测试单独设置。Google Test会在每次测试之前保存这个标记并在测试完成后恢复,所以你不需要去管这部分工作 。如:
    TEST(MyDeathTest, TestOne) {   testing::FLAGS_gtest_death_test_style = threadsafe;   // This test is run in the “threadsafe” style:   ASSERT_DEATH(ThisShouldDie(), ””); }
    TEST(MyDeathTest, TestTwo) {   
    // This test is run in the “fast” style:   ASSERT_DEATH(ThisShouldDie(), ””); }
    int main(int argc, char** argv) {   testing::InitGoogleTest(&argc, argv);   testing::FLAGS_gtest_death_test_style = fast;   return RUN_ALL_TESTS(); }

 

八、注意事项

  1. 不要在死亡测试里释放内存。

  2. 在父进程里再次释放内存。

  3. 不要在程序中使用内存堆检查。

九、总结

关于死亡测试,gtest官方的文档已经很详细了,同时在源码中也有大量的示例。如想了解更多的请参考官方的文档,或是直接看gtest源码。

简单来说,通过*_DEATH(statement, regex)和*_<tt>EXIT(</tt>_statement, predicate, regex_),我们可以非常方便的编写导致崩溃的测试案例,并且在不影响其他案例执行的情况下,对崩溃案例的结果进行检查。

系列链接:

1.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之一 - 初识gtest

2.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之二 - 断言

3.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之三 - 事件机制

4.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之四 - 参数化

5.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之五 - 死亡测试

6.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之六 - 运行参数

7.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之七 - 深入解析gtest

8.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之八 - 打造自己的单元测试框架

 

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作者:CoderZh
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