学习如何使用测试驱动开发的方式，用 Node.js、MongoDB、Mocha 和 Sinon.js 开发 Todo API。
简介
测试是软件开发过程中的一个完整部分，它帮助我们提升软件品质。有很多种测试方法，如手动测试，集成测试，功能测试，负载测试，单元测试等等。在本文中，我们将会遵循测试驱动开发的规则编写代码。
单元测试是什么？
Martin Fowler 将单元测试定义如下：
首先一个概念，单元测试是低层次的，专注于软件系统的一小部分；
其次，单元测试通常是由程序员使用常规工具自己编写的 —— 唯一的区别是使用某种单元测试框架；
再次，单元测试预计比其他类型的测试显著地更快。
在本教程中，我们将会使用 Node.js 和 MongoDB 构建一个 Todo API。我们首先会给生产代码写单元测试，然后才会真正写生产代码。
环境
- Express.js
- MongoDB
- Mocha
- Chai
- Sinon.js
项目设置
在我们真正开发 API 之前，我们必须设置文件夹和端点（end point）。
在软件项目中，没有最好的应用架构。本教程使用的文件结构，请看该 GitHub 仓库。
现在来创建端点（endpoints）：
安装依赖
Node.js 有自己的包管理工具 NPM。要学习更多关于 NPM 的知识，可以看我们的另一篇教程，《Node.js Package Manager tutorial》。
好，我们来安装项目依赖。
npm install express mongoose method-override morgan body-parser cors —save-dev定义 Schema
我们会使用 Mongoose 作为 Node.js 中的对象文档模型（Object Document Model），它工作起来和典型的 ORM一样，就像 Rails 中用 ActiveRecord一样。Mongoose 帮我们更方便地访问 MongoDB 命令。首先我们为 Todo API 定义 schema。
var mongoose = require('mongoose');
var Schema = mongoose.Schema;
// Defining schema for our Todo API
var TodoSchema = Schema({
todo: {
type: String
},
completed: {
type: Boolean,
default: false
},
created_by: {
type: Date,
default: Date.now
}
});
//Exporting our model
var TodoModel = mongoose.model('Todo', TodoSchema);
module.exports = TodoModel;Mongoose 中的一切都是从 schema 开始。每个 schema 对应一个 MongoDB 集合，它定义了集合中文档的形状。
在上面的 todo schema 中，我们创建了三个字段来存储 todo 描述、状态和创建日期。该 schema 帮助 Node.js 应用理解如何将 MongoDB 中的数据映射成 JavaScript 对象。
搭建 Express Server
我们将使用 Express 来搭建服务器，它是一个小型 Node.js web 框架，提供了一个强大的功能集，用于开发Web应用程序。
我们继续，搭建 Express server。
首先，我们要按下面这样引入项目依赖：
var express = require('express');
var mongoose = require('mongoose');
var morgan = require('morgan');
var bodyParser = require('body-parser');
var methodOverride = require('method-override');
var app = express();
var config = require('./app/config/config');接着，配置 Express 中间件：
app.use(morgan('dev')); // log every request to the console
app.use(bodyParser.urlencoded({'extended':'true'})); // parse application/x-www-form-urlencoded
app.use(bodyParser.json()); // parse application/json
app.use(bodyParser.json({ type: 'application/vnd.api+json' })); // parse application/vnd.api+json as json
app.use(methodOverride());管理 Mongoose 连接
使用mongoose.connect将 MongoDB 和应用连接，这会和数据库建立连接。这就是连接 todoapi 数据库的最小操作，数据库跑在本地，默认端口是 27017。如果本地连接失败，试试将 localhost 换成 127.0.0.1。
有时候本地主机名改变时会出现一些问题。
//Connecting MongoDB using mongoose to our application
mongoose.connect(config.db);
//This callback will be triggered once the connection is successfully established to MongoDB
mongoose.connection.on('connected', function () {
console.log('Mongoose default connection open to ' + config.db);
});
//Express application will listen to port mentioned in our configuration
app.listen(config.port, function(err){
if(err) throw err;
console.log("App listening on port "+config.port);
});使用下面的命令启动服务器：
//starting our node server
> node server.js
App listening on port 2000为 API 编写测试用例
在 TDD（测试驱动开发）中，将所有可能的输入、输出以及错误纳入考虑，然后开始编写测试用例。来给我们的 Todo API 编写测试用例吧。
搭建测试环境
之前提到过，我们会使用 Mocha 作为测试运行器，Chai 作为断言库，用 Sinon.js 模拟 Todo model。首先安装单元测试环境：
> npm install mocha chai sinon sinon-mongoose --save使用 sinon-mongoose 模块来模拟 Mongoose 定义的 MongoDB 模型。
现在，引入测试的依赖：
var sinon = require('sinon');
var chai = require('chai');
var expect = chai.expect;
var mongoose = require('mongoose');
require('sinon-mongoose');
//Importing our todo model for our unit testing.
var Todo = require('../../app/models/todo.model');Todo API 的测试用例
编写单元测试时，需要同时考虑成功和出错的场景。
对我们的 Todo API 来说，我们要给新建、删除、更新、查询 API 同时编写成功和出错的测试用例。我们使用 Mocha, Chai 和 Sinon.js 来编写测试。
获取所有 Todo
本小节，我们来编写从数据库获取所有 todo 的测试用例。需要同时为成功、出错场景编写，以确保代码在生产中的各种环境下都能正常工作。
我们不会使用真实数据库来跑测试用例，而是用 sinon.mock 给 Todo schema 建立假数据模型，然后再测试期望的结果。
来使用 sinon.mock 给 Todo model 据，然后使用 find 方法获取数据库中存储的所有 todo。
describe("Get all todos", function(){
// Test will pass if we get all todos
it("should return all todos", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(Todo);
var expectedResult = {status: true, todo: []};
TodoMock.expects('find').yields(null, expectedResult);
Todo.find(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(result.status).to.be.true;
done();
});
});
// Test will pass if we fail to get a todo
it("should return error", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(Todo);
var expectedResult = {status: false, error: "Something went wrong"};
TodoMock.expects('find').yields(expectedResult, null);
Todo.find(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(err.status).to.not.be.true;
done();
});
});
});保存 New Todo
保存一个新的 todo，需要用一个示例任务来模拟 Todo model。使用我们创建的Todo model来检验 mongoose 的save 方法保存 todo 到数据库的结果。
// Test will pass if the todo is saved
describe("Post a new todo", function(){
it("should create new post", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(new Todo({ todo: 'Save new todo from mock'}));
var todo = TodoMock.object;
var expectedResult = { status: true };
TodoMock.expects('save').yields(null, expectedResult);
todo.save(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(result.status).to.be.true;
done();
});
});
// Test will pass if the todo is not saved
it("should return error, if post not saved", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(new Todo({ todo: 'Save new todo from mock'}));
var todo = TodoMock.object;
var expectedResult = { status: false };
TodoMock.expects('save').yields(expectedResult, null);
todo.save(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(err.status).to.not.be.true;
done();
});
});
});根据 ID 更新 Todo
本节我们来检验 API 的 update 功能。这和上面的例子很类似，除了我们要使用withArgs方法，模拟带有参数 ID 的 Todo model。
// Test will pass if the todo is updated based on an ID
describe("Update a new todo by id", function(){
it("should updated a todo by id", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(new Todo({ completed: true}));
var todo = TodoMock.object;
var expectedResult = { status: true };
TodoMock.expects('save').withArgs({_id: 12345}).yields(null, expectedResult);
todo.save(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(result.status).to.be.true;
done();
});
});
// Test will pass if the todo is not updated based on an ID
it("should return error if update action is failed", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(new Todo({ completed: true}));
var todo = TodoMock.object;
var expectedResult = { status: false };
TodoMock.expects('save').withArgs({_id: 12345}).yields(expectedResult, null);
todo.save(function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(err.status).to.not.be.true;
done();
});
});
});根据 ID 删除 Todo
这是 Todo API 单元测试的最后一小节。本节我们将基于给定的 ID ，使用 mongoose 的 remove 方法，测试 API 的 delete 功能。
// Test will pass if the todo is deleted based on an ID
describe("Delete a todo by id", function(){
it("should delete a todo by id", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(Todo);
var expectedResult = { status: true };
TodoMock.expects('remove').withArgs({_id: 12345}).yields(null, expectedResult);
Todo.remove({_id: 12345}, function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(result.status).to.be.true;
done();
});
});
// Test will pass if the todo is not deleted based on an ID
it("should return error if delete action is failed", function(done){
var TodoMock = sinon.mock(Todo);
var expectedResult = { status: false };
TodoMock.expects('remove').withArgs({_id: 12345}).yields(expectedResult, null);
Todo.remove({_id: 12345}, function (err, result) {
TodoMock.verify();
TodoMock.restore();
expect(err.status).to.not.be.true;
done();
});
});
});每次我们都要还原（restore） Todomock，确保下次它还能正常工作。
每次运行测试用例的时候，所有的都会失败，因为我们的生产代码还没写好呢。我们会运行自动化测试，直至所有单元测试都通过。
> npm test
Unit test for Todo API
Get all todo
1) should return all todo
2) should return error
Post a new todo
3) should create new post
4) should return error, if post not saved
Update a new todo by id
5) should updated a todo by id
6) should return error if update action is failed
Delete a todo by id
7) should delete a todo by id
8) should return error if delete action is failed
0 passing (17ms)
8 failing你在命令行终端上运行npm test的时候，会得到上面的输出信息，所有的测试用例都失败了。需要根据需求和单元测试用例来编写应用逻辑，使我们的程序更加稳定。
编写应用逻辑
下一步就是为 Todo API 编写真正的应用代码。我们会运行自动测试用例，一直重构，直到所有单元测试都通过。
配置路由
对客户端和服务端的 web 应用来说，路由配置是最重要的一部分。在我们的应用中，使用 Express Router 的实例来处理所有路由。来给我们的应用创建路由。
var express = require('express');
var router = express.Router();
var Todo = require('../models/todo.model');
var TodoController = require('../controllers/todo.controller')(Todo);
// Get all Todo
router.get('/todo', TodoController.GetTodo);
// Create new Todo
router.post('/todo', TodoController.PostTodo);
// Delete a todo based on :id
router.delete('/todo/:id', TodoController.DeleteTodo);
// Update a todo based on :id
router.put('/todo/:id', TodoController.UpdateTodo);
module.exports = router;Controller（控制器）
现在我们差不多在教程的最后阶段了，开始来写控制器代码。在典型的 web 应用里，controller 控制着保存、检索数据的主要逻辑，还要做验证。来写Todo API 真正的控制器，运行自动化单元测试直至测试用例全部通过。
var Todo = require('../models/todo.model');
var TodoCtrl = {
// Get all todos from the Database
GetTodo: function(req, res){
Todo.find({}, function(err, todos){
if(err) {
res.json({status: false, error: "Something went wrong"});
return;
}
res.json({status: true, todo: todos});
});
},
//Post a todo into Database
PostTodo: function(req, res){
var todo = new Todo(req.body);
todo.save(function(err, todo){
if(err) {
res.json({status: false, error: "Something went wrong"});
return;
}
res.json({status: true, message: "Todo Saved!!"});
});
},
//Updating a todo status based on an ID
UpdateTodo: function(req, res){
var completed = req.body.completed;
Todo.findById(req.params.id, function(err, todo){
todo.completed = completed;
todo.save(function(err, todo){
if(err) {
res.json({status: false, error: "Status not updated"});
}
res.json({status: true, message: "Status updated successfully"});
});
});
},
// Deleting a todo baed on an ID
DeleteTodo: function(req, res){
Todo.remove({_id: req.params.id}, function(err, todos){
if(err) {
res.json({status: false, error: "Deleting todo is not successfull"});
return;
}
res.json({status: true, message: "Todo deleted successfully!!"});
});
}
}
module.exports = TodoCtrl;运行测试用例
现在我们完成了应用的测试用例和控制器逻辑两部分。来跑一下测试，看看最终结果：
> npm test
Unit test for Todo API
Get all todo
✓ should return all todo
✓ should return error
Post a new todo
✓ should create new post
✓ should return error, if post not saved
Update a new todo by id
✓ should updated a todo by id
✓ should return error if update action is failed
Delete a todo by id
✓ should delete a todo by id
✓ should return error if delete action is failed
8 passing (34ms)最终结果显示，我们所有的测试用例都通过了。接下来的步骤应该是 API 重构，这包含着重复本教程提到的相同过程。
结论
通过本教程，我们学习了如果使用测试驱动开发的办法，用 Node.js and MongoDB 设计 API。尽管 TDD （测试驱动开发）给开发过程带来了额外复杂度，它能帮我们建立更稳定的、错误更少的应用。就算你不想实践 TDD， 至少也应该编写覆盖应用所有功能点的测试。
如果你有任何问题或想法，请不吝留言。