单元测试中的同步和异步调用区别

单元测试中的同步和异步调用的主要区别在于它们的执行时间。同步调用是顺序执行的，等待当前任务完成后才会继续执行下一个任务，而异步调用则允许同时进行多个任务，不需要等待当前任务完成即可执行下一个任务。同步调用通常简单、直观，容易理解和预测其行为，但在执行耗时操作时可能导致效率低下；相反，异步调用通过回调、Promises、async/awAIt等机制提高并发效率，特别适合处理耗时任务、I/O操作或网络请求等情况。

在单元测试中，考虑测试异步调用的原因之一是因为它们通常涉及到完成状态的不确定性，需要额外的控制和断言来验证。例如，你可能需要验证一个异步写入操作是否正确地将数据写入了数据库，或者一个异步网络请求是否成功地返回了数据。

一、同步调用的单元测试

在单元测试同步调用时，测试通常是顺序进行且阻塞的，直到所有的断言或者验证操作完成。考虑到这一点，测试同步函数通常更为直接。

一种常见的同步测试场景是测试纯函数。 纯函数是一种不依赖于系统状态和副作用的函数，它总是在给定相同输入的情况下返回相同的输出。测试纯函数相对简单，因为你不需要担心外部状态的影响，可以准确预测函数的行为。

示例纯函数的单元测试

假设我们有一个同步的纯函数，它负责将两个数相加：

function add(a, b) {
    return a + b;
}

测试这个函数只需简单地调用并检查期望的输出是否正确。

describe('add', () => {
    it('should return the sum of two numbers', () => {
        expect(add(1, 2)).toBe(3);
    });
});

在这个示例中，测试是线性和阻塞的。在expect语句执行断言时，测试框架会同步地验证结果是否与预期匹配。

二、异步调用的单元测试

异步调用的测试稍微复杂，因为你需要确保异步操作完成后才进行断言。在许多测试框架中，你需要使用特定的语法或机制来处理异步操作，如回调、Promises或者async/await。

处理异步调用的关键是确保测试框架等待异步操作完成。

示例异步函数的单元测试

假设我们有一个异步函数，它在一定时间后返回两数之和：

function addAsync(a, b, callback) {
    setTimeout(() => {
        callback(a + b);
    }, 1000);
}

为了测试这个函数，我们需要告诉测试框架等待回调的执行：

describe('addAsync', () => {
    it('should return the sum of two numbers after a delay', (done) => {
        addAsync(1, 2, (result) => {
            expect(result).toBe(3);
            done(); // 通知测试框架异步操作已完成
        });
    });
});

在这个示例中，我们传递一个done回调给it函数。当异步操作完成并调用了回调函数时，我们调用done()来告知测试框架可以继续进行下一个测试。

三、同步与异步测试的最佳实践

在进行单元测试时，无论是同步还是异步调用，遵循最佳实践可以提高测试的有效性和可维护性。

将测试保持简单、模块化、专一目的： 无论同步还是异步，单一职责的单元测试更易读、写和维护。确保每个测试只关注一个具体行为或一个断言。

对异步代码使用适当的测试策略： 使用Promises、async/await或其他语言特定的异步测试支持功能来确保异步操作正确完成并且测试结果是准确可信的。

同步测试最佳实践

同步测试的最佳实践主要在于避免外部依赖和副作用，专注于代码的预期行为。

describe('synchronous pure function', () => {
    it('should behave predictably without side effects', () => {
        // Your synchronous test code here
    });
});

保持同步测试的纯净，意味着副作用应该被隔离或使用模拟来测试。

异步测试最佳实践

异步测试需要确保处理好时序问题，正确地等待异步操作的完成。

describe('asynchronous function', () => {
    it('should handle side effects or timing issues correctly', async () => {
        // Your asynchronous test code here using Promises or async/await
    });
});

对于异步代码，确保清晰地管理和理解测试中的任何潜在的异步操作。例如，如果你的测试涉及数据库操作，确保在测试结束时清理测试数据。