C# Moq模拟测试：全面指南与实践技巧

1. Moq框架简介

Moq是.NET生态中最流行的模拟(mocking)框架之一，它允许开发者创建依赖对象的替代实现，以便隔离测试目标代码。Moq以其简洁的API和强大的功能成为单元测试的重要工具。

核心概念

Mock对象：模拟真实对象的替代品
Setup：配置模拟对象的行为
Verify：验证模拟对象的交互
松散模拟与严格模拟：控制未预期调用的处理方式

2. 环境配置

安装Moq

通过NuGet包管理器安装：

dotnet add package Moq

基本使用准备

using Moq;

3. 基础模拟技术

创建模拟对象

var mockRepository = new Mock<IRepository>();

设置方法返回值

mockRepository.Setup(r => r.GetById(1))
              .Returns(new Product { Id = 1, Name = "Test Product" });

验证方法调用

mockRepository.Verify(r => r.Save(It.IsAny<Product>()), Times.Once);

4. 高级模拟技巧

参数匹配

// 精确值匹配
mock.Setup(x => x.DoSomething("exact"));

// 类型匹配
mock.Setup(x => x.DoSomething(It.IsAny<string>()));

// 条件匹配
mock.Setup(x => x.DoSomething(It.Is<string>(s => s.Length > 5)));

回调方法

mock.Setup(x => x.DoSomething(It.IsAny<string>()))
    .Callback<string>(param => Console.WriteLine($"Called with {param}"))
    .Returns(true);

属性模拟

mock.SetupProperty(x => x.IsActive, true);  // 设置初始值并跟踪变化
mock.SetupAllProperties();  // 自动设置所有属性

5. 模拟异常

抛出异常

mock.Setup(r => r.GetById(-1))
    .Throws<ArgumentException>();

异步方法异常

mock.Setup(r => r.GetByIdAsync(-1))
    .ThrowsAsync(new ArgumentException());

6. 严格模拟与松散模拟

严格模式

var strictMock = new Mock<IService>(MockBehavior.Strict);
// 任何未设置的调用都会引发异常

松散模式（默认）

var looseMock = new Mock<IService>(MockBehavior.Loose);
// 未设置的调用返回默认值

7. 模拟接口与抽象类

接口模拟

var mockService = new Mock<IService>();

抽象类模拟

var mockAbstract = new Mock<AbstractClass>();

虚方法模拟

mockAbstract.Setup(a => a.VirtualMethod())
            .Returns("mocked");

8. 依赖注入中的Moq应用

结合ASP.NET Core DI

var mockService = new Mock<IMyService>();
mockService.Setup(s => s.GetData())
           .Returns("test data");

var serviceProvider = new ServiceCollection()
    .AddSingleton(mockService.Object)
    .BuildServiceProvider();

9. 最佳实践

单一职责：每个测试只验证一个行为
最小化模拟：只模拟必要的依赖
明确验证：验证必要的交互，避免过度验证
命名清晰：使用有意义的模拟对象名称
避免复杂设置：保持模拟配置简单易懂

10. 常见问题解决方案

循环依赖问题

var mock = new Mock<IService> { DefaultValue = DefaultValue.Mock };

多线程测试

var mock = new Mock<IService> { DefaultValueProvider = new EmptyDefaultValueProvider() };

模拟密封类

// 需要使用更高级的模拟框架如FakeItEasy或编写适配器

11. 实际案例

服务层测试

[Fact]
public void PlaceOrder_ShouldSaveOrder()
{
    // Arrange
    var mockRepo = new Mock<IOrderRepository>();
    var service = new OrderService(mockRepo.Object);
    var order = new Order();

    // Act
    service.PlaceOrder(order);

    // Assert
    mockRepo.Verify(r => r.Save(order), Times.Once);
}

Web API控制器测试

[Fact]
public async Task GetProduct_ReturnsProduct()
{
    // Arrange
    var mockService = new Mock<IProductService>();
    mockService.Setup(s => s.GetProductAsync(1))
              .ReturnsAsync(new Product { Id = 1 });

    var controller = new ProductsController(mockService.Object);

    // Act
    var result = await controller.GetProduct(1);

    // Assert
    var okResult = Assert.IsType<OkObjectResult>(result);
    var product = Assert.IsType<Product>(okResult.Value);
    Assert.Equal(1, product.Id);
}

12. 进阶技巧

序列化模拟

mock.Setup(r => r.GetComplexObject())
    .Returns(() => JsonSerializer.Deserialize<ComplexObject>("{}"));

事件模拟

var mock = new Mock<IServiceWithEvents>();
mock.Raise(m => m.Event += null, EventArgs.Empty);

基于参数的返回值

mock.Setup(x => x.Process(It.IsAny<int>()))
    .Returns<int>(i => i * 2);

13. Moq与其他测试框架集成

与xUnit集成

public class UnitTest1
{
    private readonly Mock<IService> _mockService;

    public UnitTest1()
    {
        _mockService = new Mock<IService>();
    }

    [Fact]
    public void Test1()
    {
        // 使用_mockService
    }
}

与NUnit集成

[TestFixture]
public class TestClass
{
    private Mock<IService> _mockService;

    [SetUp]
    public void Setup()
    {
        _mockService = new Mock<IService>();
    }

    [Test]
    public void Test1()
    {
        // 使用_mockService
    }
}

14. 性能优化

重用模拟对象

public class TestBase
{
    protected readonly Mock<IService> MockService;

    public TestBase()
    {
        MockService = new Mock<IService>();
    }
}

减少不必要的验证

// 只验证关键交互
mock.Verify(r => r.CriticalOperation(), Times.Once);

15. 替代方案比较

特性	Moq	NSubstitute	FakeItEasy
语法简洁性	中等	高	高
学习曲线	中等	低	低
功能完整性	高	高	高
社区支持	强	中等	中等
性能	高	高	高

16. 总结

Moq作为C#单元测试的强大工具，通过提供灵活的模拟能力，使开发者能够编写隔离的、可靠的单元测试。掌握Moq的核心概念和高级技巧可以显著提高测试代码的质量和开发效率。随着.NET生态的发展，Moq也在不断进化，建议定期查阅官方文档以了解最新特性。