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c# 如何对c#异步代码进行单元测试和集成测试

星降

星降

发布时间:2026-01-13 11:16:03

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来源于php中文网

原创

必须将测试方法声明为 async Task 而非 async void,await 被测异步方法,禁用 .Result/.Wait();模拟异步依赖需用 Moq ReturnsAsync 或内存数据库;async void 会导致测试框架无法等待和捕获异常。

c# 如何对c#异步代码进行单元测试和集成测试

如何用 xUnit/NUnit 测试 async Task 方法

直接在测试方法里调用 async 方法但不 await,会导致测试提前结束、断言失效或 Task 未完成就退出。必须让测试框架理解这是异步操作。

  • 测试方法签名必须是 async Task(不是 async void),xUnit 和 NUnit 都支持;void 会让测试框架无法等待完成,属于常见崩溃点
  • 被测方法返回 TaskTask,测试中必须 await 它,否则断言可能在结果返回前执行
  • 不要用 .Result.Wait() 强制同步等待——容易引发死锁,尤其在有同步上下文(如 UI 线程或 ASP.NET 同步上下文)的环境里
public class CalculatorServiceTests
{
    [Fact]
    public async Task AddAsync_ReturnsCorrectSum()
    {
        var service = new CalculatorService();
        var result = await service.AddAsync(2, 3); // ✅ 正确:await Task
        Assert.Equal(5, result);
    }
}

如何模拟异步依赖(如 HttpClient、DbContext)

真实 I/O(网络、数据库)不能进单元测试,必须隔离。难点在于:很多异步接口(如 IHttpClientFactoryIDbContext)本身不提供可 mock 的异步虚方法,需借助包装或接口抽象。

  • HttpClient,别直接 new,改用 IHttpClientFactory,然后用 Mock + HttpMessageHandler 子类返回预设响应
  • 对 Entity Framework Core,用 DbContextOptionsBuilder.UseInMemoryDatabase() 是最轻量的集成级替代;若坚持纯单元测试,应将数据访问逻辑提取到接口(如 IUserRepository),再 mock 其 GetByIdAsync() 方法
  • Moq 从 4.8 开始支持 Setup 异步方法:用 Setup(x => x.GetByIdAsync(It.IsAny())).ReturnsAsync(user)

集成测试中运行真实异步数据库操作

用 SQLite In-Memory 或 SQL Server LocalDB 可跑带 SaveChangesAsync() 的端到端流程,但要注意生命周期和事务隔离。

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下载
  • In-Memory Database 不支持许多 SQL Server 特性(如复杂查询、存储过程、默认约束),仅适合简单验证;它也不跨上下文共享数据,每次新建 DbContext 都是空库
  • 推荐用 Sqlite 的内存模式("Data Source=:memory:")+ 显式 BeginTransaction(),保证测试间数据隔离且支持更多 SQL 行为
  • 避免在测试中使用 [Collection] 共享数据库实例——并发执行时易冲突;每个测试应独占一个 DbContext 实例和事务
var options = new DbContextOptionsBuilder()
    .UseSqlite("Data Source=:memory:")
    .Options;

using var context = new AppDbContext(options);
context.Database.OpenConnection();
context.Database.CreateTables(); // 自定义扩展方法建表
await context.SaveChangesAsync(); // ✅ 可以测真实 async DB 操作

为什么 async void 测试方法一定会失败

async void 是“即发即弃”(fire-and-forget),测试框架无法挂起等待,会立刻判定测试通过,哪怕内部抛了异常也捕获不到。

  • 异常不会被测试运行器捕获,而是直接抛到 SynchronizationContext,通常变成未处理异常并终止进程
  • xUnit 会报 The test method threw an exception: System.InvalidOperationException: Tests cannot be async void
  • NUnit 虽允许声明 async void,但实际行为不可靠,官方文档明确禁止
  • 唯一合法的异步测试入口是 async Task —— 这是测试框架能 hook 到执行生命周期的唯一契约

真正容易被忽略的是:第三方库(比如某些旧版测试辅助类)可能悄悄把回调转成 async void,一旦出现“测试绿了但其实没跑完”,先检查所有 async 方法是否都严格返回 Task

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