Fakes——一个强大的.NET模拟框架

一、什么是Fakes?

Fakes是一个强大的.NET模拟框架，能够让你轻松地进行单元测试、集成测试等各种测试工作。它可以模拟那些难以在测试环境中实现的外部依赖，比如系统时钟、文件系统、网络等，使得测试更加可控，更容易去定位问题。

它的核心在于动态生成一个.dll文件，通过重写静态方法、实例方法、构造函数、属性、委托等方式，来实现对原本不可控的环境的模拟。这使得代码的测试覆盖范围更加全面。

二、Fakes的核心概念

Fakes的核心概念有Fake、Shim、Stubs、Behaviours，下面将对这些概念进行详细介绍：

Fake

Fake是最基本的概念，其作用是代替原始的实现并提供可控制的的行为。在Fakes中，可以很容易地创建一个Fake。比如：

[Test]
public void TestFake()
{
    var fake = new Fakes.Fake();
    fake.CallBase = true;

    // 可以通过重写虚方法来控制行为
    fake.Setup(x => x.VirtualMethod()).Returns(true);

    // 可以通过设置属性来控制返回值
    fake.Object.MyProperty = "My Value";
    Assert.AreEqual("My Value", fake.Object.MyProperty);

    // 可以通过设置字段来模拟私有或protected字段
    typeof(MyClass).GetField("privateField", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic)
        .SetValue(fake.Object, "Test Value");
    Assert.AreEqual(fake.Object.GetProperty(), "Test Value");
}

Shim

Shim是Fakes中较为强大的概念，它可以对代码中的静态方法、实例方法、构造函数、属性、委托等进行劫持和重新定义，使得原本无法在测试环境中控制的代码也变得容易操作。比如：

[Test]
public void TestShim()
{
    using (ShimsContext.Create())
    {
        // 对一个静态类中的静态方法进行模拟
        Fakes.ShimDateTime.NowGet = () => new DateTime(2000, 1, 1);
        Assert.AreEqual(new DateTime(2000, 1, 1), DateTime.Now);

        // 对一个实例对象中的虚方法进行模拟
        var myClass = new MyClass();
        Fakes.ShimBehaviors.Unsealed(myClass); // 必须先打开处理才能模拟
        Fakes.ShimBehaviors.ShimMethod(myClass, x => x.VirtualMethod(), () => true);
        Assert.AreEqual(true, myClass.VirtualMethod());

        // 对一个构造函数进行模拟
        Fakes.ShimBehaviors.ShimConstructor(() => new MyClass(), () => new MyClass("Test value"));
        var instance1 = new MyClass();
        var instance2 = new MyClass("Test value");
        Assert.AreEqual(null, instance1.MyProperty);
        Assert.AreEqual("Test value", instance2.MyProperty);

        // 对一个委托进行模拟
        var testAction = new Action(() => Console.WriteLine("This is a test"));
        Fakes.ShimBehaviors.ShimDelegate(testAction, () => Console.WriteLine("This is a shim test"));
        testAction(); // 输出：This is a shim test
    }
}

Stubs

Stubs导出一些有用的静态的方法，用于测试代码中需要使用的对象。比如：

[Test]
public void TestStubs()
{
    var stub = Fakes.Stubs.Create();

    // 可以使用WithValue方法对属性进行模拟
    stub.WithValue(x => x.MyProperty, 10);
    Assert.AreEqual(10, stub.Object.MyProperty);

    // 可以使用Fake方法对方法进行模拟
    stub.Fake(x => x.MyMethod(0)).Returns(true);
    Assert.AreEqual(true, stub.Object.MyMethod(0));
}

Behaviours

Behaviours用于定制Shim的行为，提供更灵活的模拟。它可以实现Shim没有办法做到的对虚方法进行模拟、模拟内部状态等。

[Test]
public void TestBehaviours()
{
    using (ShimsContext.Create())
    {
        var myClass = new MyClass()
        {
            MyProperty = "Test value"
        };

        // 可以重写虚方法来控制行为
        Fakes.Behaviors.FakeVirtualMethod(myClass, x => x.VirtualMethod());
        Assert.AreEqual(null, myClass.VirtualMethod());

        // 可以通过GetValue来获取指定成员的私有数据
        var privateField = Fakes.Behaviors.GetValue(myClass, "privateField");
        Assert.AreEqual("Test value", privateField);

        // 可以通过SetValue来设置指定成员的私有数据
        Fakes.Behaviors.SetValue(myClass, "privateField", "New value");
        Assert.AreEqual("New value", myClass.GetProperty());
    }
}

三、总结

从以上介绍可以看出，Fakes是一个强大的测试框架，提供了许多基本概念来帮助我们去进行单元测试、集成测试等工作。如果你正在寻找一个灵活性较高且功能较全的模拟框架，那么Fakes不失为一个好的选择。