在开发与外部 api 交互的 python 应用时，进行单元测试和集成测试至关重要。然而，直接调用外部 api 不仅会增加测试时间、消耗网络资源，还可能受到 api 速率限制或不可预测的网络波动影响，导致测试结果不稳定。为了解决这些问题，模拟（mocking）外部 http 请求成为一种标准实践。
本教程将聚焦于如何使用 requests-mock 库来模拟 requests 库的 HTTP 请求。我们将特别关注处理动态 URL 的场景，例如分页 API 调用，并演示如何精确控制模拟响应的序列，以确保测试逻辑的完整性。
为什么需要模拟 HTTP 请求？
- 隔离性： 将被测代码与外部依赖（如网络、数据库）隔离，确保测试只关注代码本身的逻辑。
- 速度： 避免实际的网络延迟，显著加快测试执行速度。
- 可靠性： 消除外部服务不可用、网络波动等不确定因素对测试结果的影响。
- 场景模拟： 轻松模拟各种成功、失败、异常或特定数据返回的场景，这些场景在真实环境中可能难以复现。
引入 requests-mock
requests-mock 是一个功能强大且易于使用的 Python 库，专门用于模拟 requests 库发出的 HTTP 请求。它通过在 requests 内部注册适配器来实现请求的拦截和响应的模拟，而无需修改任何应用代码。
首先，确保你已经安装了 requests-mock：
pip install requests-mock
核心概念：URL 匹配与正则表达式
在许多 API 调用场景中，URL 并非固定不变，而是包含动态参数，例如分页 API 的页码 (?page=1, ?page=2)。requests-mock 允许使用正则表达式来匹配这类动态 URL，从而用一个规则覆盖多个可能的请求。
考虑以下用于从 SWAPI（星球大战 API）获取人物列表的函数：
import requests
from http import HTTPStatus
def consuming_api_swapi_index_page(initial_page: int = 1):
"""Swapi index page."""
check = HTTPStatus.OK
results = []
current_page = initial_page
while check == HTTPStatus.OK:
response = requests.get(
f'https://swapi.dev/api/people/?page={current_page}'
)
# 这里的 response.url 是关键，它会是实际请求的 URL
results.append(url := response.url)
print(url)
check = response.status_code
current_page += 1
return results这个函数会循环调用 API，直到收到非 200 的状态码。在测试中，我们需要模拟一系列请求，每个请求的 URL 中的 page 参数都会递增。
我们可以使用 re.compile 来创建一个正则表达式模式，以匹配所有页码的 URL：
import re
import requests_mock
# 定义匹配所有页码的正则表达式
matcher = re.compile(r"https://swapi.dev/api/people/\?page=\d+")
# 在测试中，requests-mock 会拦截所有匹配此模式的 GET 请求
# m是一个requests_mock.Mocker对象，通常通过pytest的fixture提供
# m.register_uri('GET', matcher, text='Mocked Response')关键点： 当 requests-mock 拦截到一个匹配 matcher 的请求时，它会使用你提供的模拟响应。更重要的是，response.url 属性会自动设置为实际发起请求的 URL，而不是匹配模式本身。这意味着如果请求的是 https://swapi.dev/api/people/?page=1，那么 response.url 就会是 https://swapi.dev/api/people/?page=1，这正是我们函数逻辑所需要的。
模拟动态响应序列：利用 side_effect 控制流程
对于像 consuming_api_swapi_index_page 这样依赖于连续请求状态（如循环终止条件）的函数，仅仅提供一个静态响应是不够的。我们需要模拟一系列不同的响应，例如前几页返回成功状态，最后一页返回非成功状态以终止循环。
requests-mock 提供了 side_effect 参数，它允许你提供一个响应字典列表。每次匹配到请求时，requests-mock 会按顺序从列表中取出一个响应来返回。当列表耗尽后，后续的请求将不再被模拟（除非有其他规则匹配）。
为了让上述 consuming_api_swapi_index_page 函数在测试中正确执行并终止，我们需要模拟 10 个成功的请求（对应页码 1 到 10），然后模拟一个非 200 的请求来结束循环。
以下是一个完整的测试案例：
import requests
import requests_mock
import re
from http import HTTPStatus
# 假设 consuming_api_swapi_index_page 函数已定义如上
def test_consuming_api_swapi_index_page(requests_mock) -> None:
"""Test it."""
# 期望的 URL 列表
expected_urls = [
'https://swapi.dev/api/people/?page=1',
'https://swapi.dev/api/people/?page=2',
'https://swapi.dev/api/people/?page=3',
'https://swapi.dev/api/people/?page=4',
'https://swapi.dev/api/people/?page=5',
'https://swapi.dev/api/people/?page=6',
'https://swapi.dev/api/people/?page=7',
'https://swapi.dev/api/people/?page=8',
'https://swapi.dev/api/people/?page=9',
'https://swapi.dev/api/people/?page=10',
]
# 定义匹配所有页码的正则表达式
matcher = re.compile(r"https://swapi.dev/api/people/\?page=\d+")
# 准备 side_effect 响应列表
# 前10个请求返回 HTTPStatus.OK (200)
# 第11个请求返回 HTTPStatus.NOT_FOUND (404) 以终止循环
mock_responses = []
for _ in range(10):
mock_responses.append({'status_code': HTTPStatus.OK, 'json': {'results': []}}) # 模拟一个空results，如果函数需要解析json
mock_responses.append({'status_code': HTTPStatus.NOT_FOUND}) # 终止循环的响应
# 注册 URI，使用 side_effect 提供响应序列
requests_mock.get(matcher, side_effect=mock_responses)
# 调用被测试函数
actual_urls = consuming_api_swapi_index_page()
# 断言结果是否符合预期
assert actual_urls == expected_urls
# 注意：如果使用 pytest，requests_mock 会作为 fixture 自动提供。
# 如果不使用 pytest，你需要手动创建 Mocker 实例并使用 with 语句：
# import requests_mock
# with requests_mock.Mocker() as m:
# m.get(matcher, side_effect=mock_responses)
# actual_urls = consuming_api_swapi_index_page()
# assert actual_urls == expected_urls在这个例子中：
- 我们定义了一个正则表达式 matcher 来匹配所有 page 参数的 URL。
- mock_responses 列表包含了 10 个成功响应（状态码 200）和一个非成功响应（状态码 404）。
- 当 consuming_api_swapi_index_page 函数第一次调用 requests.get 时，requests-mock 会拦截它，并返回 mock_responses 列表中的第一个响应。
- 函数继续循环，每次调用 requests.get 都会从 mock_responses 中取出下一个响应，直到第 11 次调用时，返回 404 状态码，从而使函数跳出循环。
- response.url 在每次调用中都会自动设置为实际请求的 URL（例如 https://swapi.dev/api/people/?page=1，然后是 page=2，依此类推），这完美地满足了 results.append(url := response.url) 的需求。
注意事项与最佳实践
- 测试粒度： 尽可能在单元测试层面模拟外部依赖，保持测试的快速和独立。
- 明确的模拟范围： 使用 requests-mock 时，确保你只模拟了你想要控制的请求。对于未注册的请求，requests-mock 默认会允许它们通过，除非你显式地禁用网络 (requests_mock.Mocker(kw='disable_net_connect=True'))。
- 模拟所有相关属性： 除了 status_code 和 url，你可能还需要模拟 json()、text、headers 等 Response 对象的其他属性，以确保被测函数能够正常工作。
- 错误和异常场景： 利用 side_effect 或注册不同的 URI 来模拟网络错误、超时、服务器错误等各种异常情况，以验证代码的健壮性。
- 自定义匹配器： 对于更复杂的匹配逻辑，requests-mock 也支持自定义匹配器函数，这提供了极高的灵活性，但对于大多数动态 URL 场景，正则表达式已足够。
总结
requests-mock 是 Python 中进行 HTTP 请求模拟的强大工具。通过结合正则表达式进行灵活的 URL 匹配，并利用 side_effect 参数来模拟序列化的响应，我们可以精确地控制外部 API 调用的行为，从而编写出隔离性好、执行快速且结果可靠的测试。掌握这些技巧将显著提升你的测试效率和代码质量。
