Go 框架学习之：Fx 简单测试示例：fx.Options() 和 fx.Replace()

📋 示例场景

假设我们有一个用户服务，在生产环境中使用真实的数据库，但在测试时需要替换为内存数据库。

🏗️ 生产环境代码结构

1. 数据库接口和实现

go:/internal/database/database.go 复制代码

package database

type Database interface {
    GetUser(id int) (*User, error)
    CreateUser(user *User) error
}

type MySQLDatabase struct {
    // 真实的MySQL连接
}

func NewMySQLDatabase() (Database, error) {
    // 创建真实的MySQL连接
    return &MySQLDatabase{}, nil
}

2. 用户服务

go:/internal/user/service.go 复制代码

package user

import "your-app/internal/database"

type Service struct {
    db database.Database
}

func NewService(db database.Database) *Service {
    return &Service{db: db}
}

func (s *Service) GetUser(id int) (*User, error) {
    return s.db.GetUser(id)
}

3. 主应用模块

go:/internal/app/module.go 复制代码

package app

import (
    "go.uber.org/fx"
    "your-app/internal/database"
    "your-app/internal/user"
)

var Module = fx.Module("app",
    fx.Provide(
        database.NewMySQLDatabase, // 生产环境使用MySQL
        user.NewService,
    ),
)

🧪 测试环境配置

1. 创建内存数据库模拟

go:/test/mocks/memory_db.go 复制代码

package mocks

import "your-app/internal/database"

type MemoryDatabase struct {
    users map[int]*database.User
}

func NewMemoryDatabase() database.Database {
    return &MemoryDatabase{
        users: make(map[int]*database.User),
    }
}

func (m *MemoryDatabase) GetUser(id int) (*database.User, error) {
    user, exists := m.users[id]
    if !exists {
        return nil, fmt.Errorf("user not found")
    }
    return user, nil
}

func (m *MemoryDatabase) CreateUser(user *database.User) error {
    m.users[user.ID] = user
    return nil
}

2. 使用 fx.Replace() 替换依赖

go:/test/user_service_test.go 复制代码

package test

import (
    "testing"
    "go.uber.org/fx"
    "go.uber.org/fx/fxtest"
    "your-app/internal/app"
    "your-app/internal/database"
    "your-app/test/mocks"
)

func TestUserService(t *testing.T) {
    // 创建测试应用，替换真实数据库为内存数据库
    testApp := fxtest.New(t,
        app.Module, // 包含所有生产环境模块
        
        // 使用 fx.Replace() 替换数据库实现
        fx.Replace(
            fx.Annotate(
                mocks.NewMemoryDatabase,
                fx.As(new(database.Database)), // 绑定到 Database 接口
            ),
        ),
    )
    
    // 启动测试应用
    testApp.RequireStart()
    defer testApp.RequireStop()
    
    // 从容器中获取用户服务
    var userService *user.Service
    err := testApp.Find(&userService)
    if err != nil {
        t.Fatalf("Failed to find user service: %v", err)
    }
    
    // 执行测试
    _, err = userService.GetUser(1)
    if err == nil {
        t.Error("Expected error for non-existent user")
    }
}

3. 使用 fx.Options() 组合多个替换

go:/test/complex_test.go 复制代码

package test

import (
    "testing"
    "go.uber.org/fx"
    "go.uber.org/fx/fxtest"
    "your-app/internal/app"
    "your-app/internal/database"
    "your-app/internal/logger"
    "your-app/test/mocks"
)

func TestComplexScenario(t *testing.T) {
    // 创建多个替换选项
    testReplacements := fx.Options(
        // 替换数据库
        fx.Replace(
            fx.Annotate(
                mocks.NewMemoryDatabase,
                fx.As(new(database.Database)),
            ),
        ),
        
        // 替换日志器为测试日志器
        fx.Replace(
            fx.Annotate(
                func() logger.Logger {
                    return logger.NewTestLogger(t)
                },
                fx.As(new(logger.Logger)),
            ),
        ),
        
        // 替换配置
        fx.Replace(
            fx.Annotate(
                func() *config.Config {
                    return &config.Config{
                        TestMode: true,
                    }
                },
            ),
        ),
    )
    
    // 创建测试应用，组合生产模块和测试替换
    testApp := fxtest.New(t,
        app.Module,          // 生产环境模块
        testReplacements,    // 测试环境替换
    )
    
    testApp.RequireStart()
    defer testApp.RequireStop()
    
    // 测试逻辑...
}

🎯 高级用法：条件替换

根据环境变量动态替换

go:/test/env_based_test.go 复制代码

package test

import (
    "os"
    "testing"
    "go.uber.org/fx"
    "your-app/internal/database"
    "your-app/test/mocks"
)

func getTestReplacements() fx.Option {
    if os.Getenv("TEST_MODE") == "memory" {
        return fx.Replace(
            fx.Annotate(
                mocks.NewMemoryDatabase,
                fx.As(new(database.Database)),
            ),
        )
    }
    
    // 默认不替换，使用生产环境实现
    return fx.Options()
}

func TestWithEnvironment(t *testing.T) {
    testApp := fxtest.New(t,
        app.Module,
        getTestReplacements(), // 根据环境动态决定是否替换
    )
    
    // ...
}

📊 替换策略对比

方法	用途	示例
`fx.Replace()`	替换单个依赖	替换数据库实现
`fx.Options()`	组合多个替换	同时替换数据库和日志器
`fx.Annotate()`	类型注解	指定接口绑定
`fxtest.New()`	测试专用	自动管理测试生命周期

💡 最佳实践

接口优先设计 - 依赖接口而不是具体实现
模块化替换 - 为测试创建专门的mock模块
条件替换 - 根据测试需求动态选择实现
生命周期管理 - 使用fxtest自动处理启动/停止

🚀 优势

✅ 隔离性 - 测试不影响生产代码
✅ 可维护性 - 清晰的替换逻辑
✅ 灵活性 - 支持多种测试场景
✅ 类型安全 - 编译时检查替换类型

通过这种方式，我们可以轻松地为任何组件创建测试版本，而无需修改生产代码！