学习Karma+Jasmine+istanbul+webpack自动化单元测试

学习Karma+Jasmine+istanbul+webpack自动化单元测试

1-1. 什么是karma?
  Karma 是一个基于Node.js的Javascript测试执行过程管理工具。该工具可用于测试所有主流web浏览器，也可集成到CI工具，也可以
和其他代码编辑器一起使用，它可以监听文件的变化，然后自动执行。

1-2. 什么是Jasmine?
Jasmine也是一款javascript测试框架。Jasmine官网文档地址(https://jasmine.github.io/2.3/introduction.html)

1-3. 什么是istanbul?
istanbul 是一个单元测试代码覆盖率检查工具，它可以直观的告诉我们，单元测试对代码的控制程度。

2. 安装Karma环境
如下命令：

npm install -g karma

为了方便搭建karma环境，我们可以全局安装karma-cli来帮我们初始化测试环境。
如下命令安装：

npm install -g karma-cli

我们在项目的根目录下也需要安装一下，如下命令：

npm install karma --save-dev

如上，安装完成以后，我们在项目的根目录下的命令行输入命令：karma start
运行如下：

karma start
08 02 2018 21:38:49.566:WARN [karma]: No captured browser, open http://localhost:9876/
08 02 2018 21:38:49.572:INFO [karma]: Front-end scripts not present. Compiling...
08 02 2018 21:38:50.257:INFO [karma]: Karma v2.0.0 server started at http://0.0.0.0:9876/

然后我们在浏览器输入 http://localhost:9876， 如下图所示：

如果出现以上信息，表示karma已经安装成功了。

3. karma的配置
命令如下：

karma init

对上面命令的说明如下：
1. 使用哪个测试框架，我们选择了jasmine
2. 是否添加Require.js插件，我们选择no，不添加。
3. 选择浏览器，我们选择了chrome。
4. 测试文件路径设置，文件可以使用通配符匹配，比如*.js匹配指定目录下所有的js文件。
5. 在测试文件路径下，需要被排除的文件。
6. 是否允许karma监测文件，yes表示当测试文件变化时候，karma会自动测试。

如上命令后，就会在项目的根目录下 生成 karma.conf.js 文件；
下面对常用的 karma.conf.js 配置项进行解析说明如下：

// Karma configuration
// Generated on Thu Feb 08 2018 10:39:50 GMT+0800 (CST)

module.exports = function(config) {
  config.set({

    // 将用于解析所有模式的基本路径
    basePath: '',

    // 选择测试框架，我们选择 'jasmine'
    // available frameworks: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-adapter
    frameworks: ['jasmine'],

    // 在浏览器中加载的匹配的文件列表。
    files: [
      /* 注意：是自己添加的 */
      'src/**/*.js',
      'test/**/*.js'
    ],

    // 要排除的文件列表
    exclude: [],// 在将其提供给浏览器之前，预处理匹配的文件，
    // available preprocessors: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-preprocessor
    preprocessors: {

    },// 怎么显示测试结果
    // 测试结果显示插件: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-reporter
    reporters: ['progress'],

    // 服务器的端口号
    port: 9876,

    // 在输出中启用/禁用颜色(记录reporters和日志),
    colors: true,

    // 显示日志记录的级别(默认就好)
    // possible values: config.LOG_DISABLE || config.LOG_ERROR || config.LOG_WARN || config.LOG_INFO || config.LOG_DEBUG
    logLevel: config.LOG_INFO,

    // 当任何测试文件更改时候，启用/禁用监听文件并执行测试
    autoWatch: true,

    // start these browsers  启动的浏览器chrome
    // available browser launchers: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-launcher
    browsers: ['Chrome'],

    // 持续集成模式，默认就好
    // if true, Karma captures browsers, runs the tests and exits
    singleRun: false,

    // 并发级别，可以同时启动多少个浏览器，默认无限大
    // how many browser should be started simultaneous
    concurrency: Infinity
  })
}

如上代码中的 config.set 中的 files 配置的  是我自己添加的；如下代码：

files: [
  /* 注意：是自己添加的 */
  'src/**/*.js',
  'test/**/*.js'
]

它的作用是：就是把需要测试的文件都require进来，然后一股脑的在browsers里面跑。

4. 开启Karma
命令如下： karma start
手动打开chrome，输入localhost:9876 即可打开了。
在控制台命令行中看到如下信息 说明运行成功了。

~/个人demo/vue1204/karma-demo on  Dev_20171115_wealth!
$ karma start
08 02 2018 11:06:41.365:WARN [karma]: No captured browser, open http://localhost:9876/
08 02 2018 11:06:41.379:INFO [karma]: Karma v2.0.0 server started at http://0.0.0.0:9876/
08 02 2018 11:06:41.380:INFO [launcher]: Launching browser Chrome with unlimited concurrency
08 02 2018 11:06:41.386:INFO [launcher]: Starting browser Chrome
08 02 2018 11:06:42.457:INFO [Chrome 64.0.3282 (Mac OS X 10.11.6)]: Connected on socket JUZvceJFJhGgWFYJAAAA with id 7542403
LOG: 111
Chrome 64.0.3282 (Mac OS X 10.11.6): Executed 1 of 1 SUCCESS (0.011 secs / 0 secs)

运行后会自动打开chrome浏览器，http://localhost:9876/?id=50037613

先来安装一下依赖的插件如下：

1. 需要可以打开chrome浏览器的插件 npm install karma-chrome-launcher --save-dev
2. 需要可以运行jasmine的插件 npm install karma-jasmine jasmine-core --save-dev
3. 需要可以运行webpack的插件 npm install karma-webpack webpack --save-dev
4. 需要可以显示的sourcemap的插件 npm install karma-sourcemap-loader --save-dev
5. 需要可以显示测试代码覆盖率的插件 npm install karma-coverage-istanbul-reporter --save-dev
6. 需要全局安装 jasmine-core 如命令：npm install -g jasmine-core
如下一键安装命令：

npm install --save-dev karma-chrome-launcher karma-jasmine karma-webpack karma-sourcemap-loader karma-coverage-istanbul-reporter

也需要全局安装一下 jasmine-core, 如下代码：

npm install -g jasmine-core

我们可以写一个简单的测试用例；如下目录结构：

karma-demo
    |---src
    |  --index.js
    |--- test
    | |-- index.test.js
    |
    |--- karma.conf.js

src/index.js代码如下：

function isNum(num) {
  if (typeof num === 'number') {
    return true;
  } else {
    return false;
  }
}

test/index.test.js代码如下：

describe('测试用例编写', function() {
  it('isNum() should work fine', function() {
    console.log(111)
    expect(isNum(1)).toBe(true);
    expect(isNum('1')).toBe(false);
  });
});

如上代码我们可以看到 在 test/index.test.js 里面我们调用了 isNum方法，但是并没有使用require引用进来而可以使用，那是因为
我们的karma.conf.js里面的配置文件 files里面设置了，因此没有使用require就可以使用了。

files: [
/* 注意：是自己添加的 */
'src/**/*.js',
'test/**/*.js'
]

它的作用是：就是把需要测试的文件都require进来，然后一股脑的在browsers里面跑。

5. Coverage
如何测量测试脚本的质量呢？其中有一个参考指标就是代码覆盖率。
5-1：什么是代码覆盖率？
代码覆盖率是在测试中运行到的代码占所有代码的比率。因此接下来我们在Karma环境中添加Coverage。
在项目的根目录下，运行如下命令进行安装

npm install --save-dev karma-coverage

然后需要在配置文件 karma.conf.js 代码配置如下：

module.exports = function(config) {
  config.set({

    // base path that will be used to resolve all patterns (eg. files, exclude)
    basePath: '',

    // frameworks to use
    // available frameworks: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-adapter
    frameworks: ['jasmine'],

    // list of files / patterns to load in the browser
    files: [
      /* 注意：是自己添加的 */
      'src/**/*.js',
      'test/**/*.js'
    ],

    // list of files / patterns to exclude
    exclude: [],

    // preprocess matching files before serving them to the browser
    // available preprocessors: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-preprocessor
    /* 覆盖源文件 不包括测试库文件*/
    preprocessors: {
      'src/**/*.js': ['coverage']
    },

    // test results reporter to use
    // possible values: 'dots', 'progress'
    // available reporters: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-reporter
    reporters: ['progress', 'coverage'],

    /* 新增的配置项 */
    coverageReporter: {
      type: 'html',
      dir: 'coverage/'
    },

    // web server port
    port: 9876,

    // enable / disable colors in the output (reporters and logs)
    colors: true,

    // level of logging
    // possible values: config.LOG_DISABLE || config.LOG_ERROR || config.LOG_WARN || config.LOG_INFO || config.LOG_DEBUG
    logLevel: config.LOG_INFO,

    // enable / disable watching file and executing tests whenever any file changes
    autoWatch: true,

    // start these browsers
    // available browser launchers: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-launcher
    browsers: ['Chrome'],

    // Continuous Integration mode
    // if true, Karma captures browsers, runs the tests and exits
    singleRun: false,

    // Concurrency level
    // how many browser should be started simultaneous
    concurrency: Infinity
  })
}

具体的配置可以参考  https://www.npmjs.com/package/karma-coverage

再运行下 karma start后，会在根目录下生产 coverage目录，里面有index.html作为本次的测试报告，我们打开看下，如下：

如上代码的覆盖率是对源文件需要被测试的覆盖率是100%；
要生成代码覆盖率，可以看这篇文章（http://karma-runner.github.io/0.8/config/coverage.html）
想要生成覆盖率，需要在配置项配置如下三个选项：
1. preprocessors coverage (必须配置的)
2. reporters coverage (必须配置的)
3. reporter options (可选的)

1. Preprocessors(配置预处理器)
preprocessors 的含义是：是那些测试文件需要被覆盖，比如,如果所有代码都在src/下的文件 您需要添加到您的配置文件，如上
配置代码：

preprocessors: {
  'src/**/*.js': ['coverage']
}

注意： 不要包含你所依赖的库，测试文件等等，下面就是一个错误的配置信息。

files = [
  JASMINE,
  JASMINE_ADAPTER,
  'lib/*.js',
  'test/*.js'
];
preprocessors = {
  '**/*.js': 'coverage'
};

2. Reporters（配置报告）
在配置文件中包含下面的信息来激活覆盖率报告器。
如上配置代码：

reporters: ['progress', 'coverage'],

这样将会对每个浏览器创建一个覆盖率报告，另外，它还会创建一个 Json 文件，其中包含输出的中间数据。

3. Reporter Options(配置报告选项)
默认的报告格式如下：

coverageReporter: {
  type: 'html',
  dir: 'coverage/'
},

type 是一个字符串值，取值可以是：
html (default)
lcov (lcov and html)
lcovonly
text
text-summary
cobertura (xml format supported by Jenkins)
dir 则用来配置报告的输出目录。
如果类型是 text 或者 text-summary，你可以配置 file 参数来指定保存的文件名。

coverageReporter = {
  type : 'text',
  dir : 'coverage/',
  file : 'coverage.txt'
}

如果没有文件名，就会输出到控制台。

6. webpack和Babel集成Karma环境中。
在项目中，会使用到webpack和es6，因此需要集成到karma环境中。
安装karma-webpack

npm install --save-dev karma-webpack webpack

1.安装babel核心文件 npm install babel-core --save-dev
2. webpack的Loader处理器 npm install babel-loader --save-dev
3. babel的istanbul覆盖率插件 npm install babel-plugin-istanbul --save-dev
4. babel转换到哪个版本这里是ES2015 npm install babel-preset-es2015 --save-dev

一键安装命令如下：

npm install --save-dev babel-loader babel-core babel-preset-es2015 babel-plugin-istanbul

然后 src/index.js 代码变成如下：

function isNum(num) {
  if (typeof num === 'number') {
    return true;
  } else {
    return false;
  }
}

module.exports = isNum;

test/index.test.js 变成如下：

const isNum = require('../src/index');

describe('测试webpack+babel集成到Karma中', () => {
  it('isNum() should work fine.', () => {
    expect(isNum(1)).toBe(true);
    expect(isNum('1')).toBe(false);
  })
});

接下来修改配置文件karma.conf.js 如下配置代码：

module.exports = function(config) {
  config.set({

    // base path that will be used to resolve all patterns (eg. files, exclude)
    basePath: '',

    // frameworks to use
    // available frameworks: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-adapter
    frameworks: ['jasmine'],

    // list of files / patterns to load in the browser
    files: [
      /* 注意：是自己添加的 */
      'test/**/*.js'
    ],

    // list of files / patterns to exclude
    exclude: [],

    // preprocess matching files before serving them to the browser
    // available preprocessors: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-preprocessor
    preprocessors: {
      'test/**/*.js': ['webpack', 'coverage']
    },

    // test results reporter to use
    // possible values: 'dots', 'progress'
    // available reporters: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-reporter
    reporters: ['progress', 'coverage'],

    /* 新增的配置项 */
    coverageReporter: {
      type: 'html',
      dir: 'coverage/'
    },

    // web server port
    port: 9876,

    // enable / disable colors in the output (reporters and logs)
    colors: true,

    // level of logging
    // possible values: config.LOG_DISABLE || config.LOG_ERROR || config.LOG_WARN || config.LOG_INFO || config.LOG_DEBUG
    logLevel: config.LOG_INFO,

    // enable / disable watching file and executing tests whenever any file changes
    autoWatch: true,

    // start these browsers
    // available browser launchers: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-launcher
    browsers: ['Chrome'],

    // Continuous Integration mode
    // if true, Karma captures browsers, runs the tests and exits
    singleRun: false,

    // Concurrency level
    // how many browser should be started simultaneous
    concurrency: Infinity,
    webpack: {
      module: {
        loaders: [{
          test: /\.js$/,
          loader: 'babel-loader',
          exclude: /node_modules/,
          query: {
            presets: ['es2015']
          }
        }]
      }
    }
  })
}

如上代码修改的地方：
1. files只留下test文件。因为webpack会自动把需要的其它文件都打包进来，所以只需要留下入口文件。
2. preprocessors也修改为test文件，并加入webpack域处理器。
3. 加入webpack配置选项。可以自己定制配置项，但是不需要entry和output。这里加上babel-loader来编译ES6代码

命令行运行karma start，成功了~

但是我们再来看看 coverage/xx/index.html

如上图测试覆盖率 不是100%；
原因是webpack会加入一些代码，影响了代码的Coverage。如果我们引入了一些其它的库，比如jquery之类的，将源代码和库代码打包在一起后，覆盖率会更难看。
因此我们需要安装如下插件来解决上面的问题。
istanbul的介绍：
istanbul是一个单元测试代码覆盖率检查工具，可以很直观地告诉我们，单元测试对代码的控制程度。

1. webpack的Loader处理器 npm install istanbul-instrumenter-loader --save-dev
2. 测试覆盖率显示插件 npm install karma-coverage-istanbul-reporter --save-dev

然后我们去修改 karma.conf.js

webpack: {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['es2015'],
            plugins: ['istanbul']
          }
        },
        exclude: /node_modules/
      }
    ]
  }
}

先给babel加上插件 plugins: ['istanbul'];
再写上 istanbul-instrumenter-loader 的配置，所以整个配置的代码变成如下：

然后把 karma.conf.js 配置改成如下：

webpack: {
  module: {
    rules: [
      {
        test: /\.js$/,
        use: {
          loader: 'istanbul-instrumenter-loader',
          options: { esModules: true }
        },
        enforce: 'pre',
        exclude: /node_modules/
      },
      {
        test: /\.js$/,
        use: {
          loader: 'babel-loader',
          options: {
            presets: ['es2015'],
            plugins: ['istanbul']
          }
        },
        exclude: /node_modules/
      }
    ]
  }
}

具体可以看 https://doc.webpack-china.org/loaders/istanbul-instrumenter-loader 的API。
因此所有的karma.conf.js 的配置代码如下：

module.exports = function(config) {
  config.set({

    // base path that will be used to resolve all patterns (eg. files, exclude)
    basePath: '',

    // frameworks to use
    // available frameworks: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-adapter
    frameworks: ['jasmine'],

    // list of files / patterns to load in the browser
    files: [
      /* 注意：是自己添加的 */
      'test/**/*.js'
    ],

    // list of files / patterns to exclude
    exclude: [],

    // preprocess matching files before serving them to the browser
    // available preprocessors: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-preprocessor
    preprocessors: {
      'test/**/*.js': ['webpack']
    },

    // test results reporter to use
    // possible values: 'dots', 'progress'
    // available reporters: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-reporter
    reporters: ['progress', 'coverage'],

    /* 新增的配置项 */
    coverageReporter: {
      type: 'html',
      dir: 'coverage/'
    },

    // web server port
    port: 9876,

    // enable / disable colors in the output (reporters and logs)
    colors: true,

    // level of logging
    // possible values: config.LOG_DISABLE || config.LOG_ERROR || config.LOG_WARN || config.LOG_INFO || config.LOG_DEBUG
    logLevel: config.LOG_INFO,

    // enable / disable watching file and executing tests whenever any file changes
    autoWatch: true,

    // start these browsers
    // available browser launchers: https://npmjs.org/browse/keyword/karma-launcher
    browsers: ['Chrome'],

    // Continuous Integration mode
    // if true, Karma captures browsers, runs the tests and exits
    singleRun: false,

    // Concurrency level
    // how many browser should be started simultaneous
    concurrency: Infinity,
    webpack: {
      module: {
        rules: [
          {
            test: /\.js$/,
            use: {
              loader: 'istanbul-instrumenter-loader',
              options: { esModules: true }
            },
            enforce: 'pre',
            exclude: /node_modules/
          },
          {
            test: /\.js$/,
            use: {
              loader: 'babel-loader',
              options: {
                presets: ['es2015'],
                plugins: ['istanbul']
              }
            },
            exclude: /node_modules/
          }
        ]
      }
    }
  })
}

再运行  karma start 即可。

7. 怎么测试覆盖率
覆盖率它有四个测量维度。
1. 行覆盖率(line coverage): 是否每一行都执行了？
2. 函数覆盖率(function coverage): 是否每个函数都调用了?
3. 分支覆盖率 (branch coverage): 是否每个if代码都执行了？
4. 语句覆盖率(statement coverage)： 是否每个语句都执行了？

karma-demo
    |---src
    |  |--index.js
    |  |--- add.js
    |--- test
    | |-- index.test.js
    | |-- add.test.js
    |
    |--- karma.conf.js

如上demo，我们在项目中的src路径下新增add.js代码如下：

function add (num1, num2) {
  return num1 + num2;
}

module.exports = add;

在test/add.test.js代码如下：

const add = require('../src/add');

describe('加法运算', () => {
  it('测试简单的两个数相加', () => {
    expect(add(1, 1)).toBe(2);
  })
});

然后我们继续运行 karma start 后，会生成 coverage / xx/ index.html 运行结果如下：

现在我们将add.js代码变复杂点，如果不写num2, 就默认为0，如下代码：

function add (num1, num2) {
  if (num2 === undefined) {
    num2 = 0;
  }
  return num1 + num2;
}

module.exports = add;

test/add.test.js 代码如下：

const add = require('../src/add');

describe('第二个测试套件', function() {
    it('第一个测试用例: 1+1 === 2', function() {
        expect(add(1)).toBe(2);
    });
});

我们继续karma start后，再打开 coverage下的index.html文件变为如下：

测试结果分析：
1个分支覆盖率（branch coverage）没有覆盖到，1个函数和1个语句被覆盖到，4行行覆盖率全部被覆盖。

我们再继续对add.js代码进行改造。

function add (num1, num2) {
  if (num1 === undefined) {
    num1 = 0;
  }
  if (num2 === undefined) {
    num2 = 0;
  }
  return num1 + num2;
}

module.exports = add;

add.test.js 代码测试如下：

const add = require('../src/add');
describe('第二个测试套件', function() {
  it('第1个测试用例: 1+1 === 2', function() {
    expect(add(1, 1)).toBe(2);
  });
  it('第2个测试用例: 1+1 === 2', function() {
    expect(add()).toBe(0);
  });
  it('第3个测试用例: 1+1 === 2', function() {
    expect(add(1)).toBe(1);
  });
  it('第4个测试用例: 1+1 === 2', function() {
    expect(add(2, 1)).toBe(3);
  });
});

如上测试代码就全部覆盖到了。

查看github上的demo