【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之五：死亡测试

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-09-24 16:47 69阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、前言
 *  二、使用的宏
 *  三、\*\_DEATH(statement, regex)
 *  四、\*\_EXIT(statement, predicate, regex\`)
 *  五、\*\_DEBUG\_DEATH
 *  六、关于正则表达式
 *  七、死亡测试运行方式
 *  八、注意事项
 *  九、总结

## 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 ##

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <font>Fatal assertion</font> </td> 
   <td> <font>Nonfatal assertion</font> </td> 
   <td> <font>Verifies</font> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <font>ASSERT_DEATH(statement, regex);</font> </td> 
   <td> <font>EXPECT_DEATH(statement, regex);</font> </td> 
   <td> <font>statement crashes with the given error</font> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <font>ASSERT_EXIT(statement, predicate, regex);</font> </td> 
   <td> <font>EXPECT_EXIT(statement, predicate, regex);</font> </td> 
   <td> <font>statement exits with the given error and its exit code matches predicate</font> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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

1.  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) \
      do {
           statement; } while (false)
    
    #define ASSERT_DEBUG_DEATH(statement, regex) \
      do {
           statement; } while (false)
    
    #else
    
    #define EXPECT_DEBUG_DEATH(statement, regex) \
      EXPECT_DEATH(statement, regex)
    
    #define ASSERT_DEBUG_DEATH(statement, regex) \
      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
        GTEST_LOG_(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 ##

在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：  
![在这里插入图片描述][164bde44678746cdaf2965acedc07307.png]  
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
2.  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";

1.  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*_EXIT(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】  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之一 : 初识Gtest][C_Google Test_ _ _Gtest]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之二 : 断言][C_Google Test_ _]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之三 : 事件机制][C_Google Test_ _ 1]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之四 : 参数化][C_Google Test_ _ 2]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之五 : 死亡测试][C_Google Test_ _ 3]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之六 : 运行参数][C_Google Test_ _ 4]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之七 : 深入解析GTEST][C_Google Test_ _ _GTEST]  
[【单元测试】C++单元测试框架Google Test入门之八 : 打造自己的单元测试框架][C_Google Test_ _ 5]

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