设计可测试的支付服务并处理外部依赖和异常场景

题目

设计可测试的支付服务并处理外部依赖和异常场景

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

Mock与Stub的区分, 依赖注入设计, 异常处理策略, 测试金字塔实践

快速回答

在测试支付服务时需解决：

• 使用Stub模拟支付网关的固定响应（如成功/失败）
• 使用Mock验证支付回调逻辑是否被正确触发
• 通过依赖注入解耦外部服务（如PaymentGateway）
• 设计异常测试场景：网络超时、无效凭证、余额不足等
• 遵循测试金字塔原则：单元测试为主，少量集成测试

问题场景

假设有一个支付服务类 PaymentProcessor，依赖外部支付网关 PaymentGateway 和回调服务 NotificationService。要求：

1. 处理支付时需记录交易日志
2. 支付成功后发送回调通知
3. 处理支付网关的各类异常（如超时、拒付）

核心解决方案

1. 依赖注入设计

public class PaymentProcessor {
    private final PaymentGateway gateway;
    private final NotificationService notifier;

    // 依赖通过构造函数注入
    public PaymentProcessor(PaymentGateway gateway, NotificationService notifier) {
        this.gateway = gateway;
        this.notifier = notifier;
    }

    public PaymentResult processPayment(PaymentRequest request) {
        try {
            GatewayResponse response = gateway.charge(request);

            if (response.isSuccess()) {
                notifier.sendSuccessNotification(request.getUserId()); // 需验证此调用
                return PaymentResult.success(response.getTransactionId());
            } else {
                return PaymentResult.failed(response.getErrorCode());
            }
        } catch (GatewayTimeoutException e) {
            // 特定异常处理
            return PaymentResult.failed("TIMEOUT");
        }
    }
}

2. 测试策略与工具（以Java/Mockito为例）

Stub应用：模拟支付网关响应

// 测试支付成功场景
@Test
void whenPaymentSuccess_thenReturnSuccessResult() {
    // 1. 创建Stub（模拟固定响应）
    PaymentGateway stubGateway = request -> 
        new GatewayResponse("TX123", true, "");

    // 2. 创建Mock（用于验证行为）
    NotificationService mockNotifier = mock(NotificationService.class);

    PaymentProcessor processor = new PaymentProcessor(stubGateway, mockNotifier);
    PaymentResult result = processor.processPayment(new PaymentRequest(100.0));

    // 验证状态
    assertTrue(result.isSuccess());

    // 验证交互：确保通知被调用1次
    verify(mockNotifier, times(1)).sendSuccessNotification(anyString());
}

Mock应用：验证异常处理逻辑

// 测试支付网关超时
@Test
void whenGatewayTimeout_thenReturnTimeoutError() {
    // 1. 创建会抛出异常的Stub
    PaymentGateway stubGateway = request -> { 
        throw new GatewayTimeoutException("Connection timeout");
    };

    PaymentProcessor processor = new PaymentProcessor(stubGateway, mock(NotificationService.class));
    PaymentResult result = processor.processPayment(new PaymentRequest(100.0));

    assertEquals("TIMEOUT", result.getErrorCode());
    // 验证通知服务不应被调用
    verifyNoInteractions(mockNotifier);
}

关键区分：Mock vs Stub

最佳实践

• 分层测试：
  • 单元测试：Mock/Stub所有外部依赖（快速验证业务逻辑）
  • 集成测试：仅Stub最外层依赖（如真实数据库+Stub支付网关）
• 异常覆盖：
  • 模拟所有可能的异常（网络错误、无效输入、服务不可用）
  • 使用Mockito的when().thenThrow()模拟异常
• 避免过度Mock：
  • Mock仅用于有副作用的交互（如发送通知、写入日志）
  • 纯计算逻辑无需Mock

常见错误

• 混淆Mock与Stub：在只需返回预设值时使用Mock验证行为
• 过度指定验证：如验证具体参数值而非类型，导致测试脆弱
• 忽略异常路径：只测试成功场景，未覆盖失败流程
• 测试实现细节：验证内部方法调用而非最终结果

扩展知识

• Spy：部分真实对象+部分Mock，用于监控已有实例
• 契约测试：确保Stub与真实服务的一致性（如Pact框架）
• 测试替身类型：
  • Dummy：空对象用于填充参数
  • Fake：简易实现（如内存数据库）