8.2 测试技巧：模糊测试（Fuzzing）¶

1. 什么是模糊测试？¶

单元测试，需要开发者根据函数逻辑，给定几组输入（入参）与输出（返回）的数据，然后 go test 根据这些数据集，调用函数，若返回值与预期相符，则说明函数的单元测试通过。

但单元测试的代码，也是由开发者写的一段一段代码，只要是代码，就会有 BUG，就会有遗漏的场景。

因此即使单元测试通过，也不代表你的程序没有问题。

可见，测试场景的数据集对于测试有多重要，而 Fuzzing 模糊测试就是一种用机器根据已知数据源，来自动生成测试数据的一种方案。

2. 简单的示例¶

接着前一篇文章的例子，我们再往 reverse_test.go 中加入 Fuzzing 模糊测试的代码

// 记得前面导入 "unicode/utf8" 包

func FuzzReverse(f *testing.F) {
    testcases := []string{"Hello, world", " ", "!12345"}
    for _, tc := range testcases {
        f.Add(tc)  // Use f.Add to provide a seed corpus
    }
    f.Fuzz(func(t *testing.T, orig string) {
        rev := Reverse(orig)
        doubleRev := Reverse(rev)
        if orig != doubleRev {
            t.Errorf("Before: %q, after: %q", orig, doubleRev)
        }
        if utf8.ValidString(orig) && !utf8.ValidString(rev) {
            t.Errorf("Reverse produced invalid UTF-8 string %q", rev)
        }
    })
}

Fuzzing 模糊测试的代码格式与单元测试很像：

函数名固定以 Fuzz 开头（单元测试是以 Test 开头）
函数固定以 testing.F 类型做为入参（单元测试是以testing.T）

不一样的是 Fuzzing 模糊测试，提供两个函数：

t.Add：用于开发者输入模糊测试的种子数据，fuzzing 根据这些种子数据，自动随机生成更多测试数据
t.Fuzz：开始运行模糊测试，t.Fuzz 的入参是一个 Fuzz Target 函数（官方这么叫的），这个 Fuzz Target 函数的编写逻辑跟单元测试就一样了

在本例子中，Fuzz Target 接收类型为 string 的入参，做为 Reverse 的输入源，然后利用两次 Reverse 的结果应与原字符串相等的原理进行测试。

有了 FuzzReverse 函数后，就可以使用如下命令进行模糊测试

go18 test -fuzz=Fuzz

通过输出发现测试并不顺利，Go 1.18 的 Fuzzing 会将导致测试异常的数据文件记录下来，使用 cat 可以查看该测试数据

https://image.iswbm.com/image-20220323214047119.png

记录下来后，该数据就可做为普通单元测试的数据，此时我们再执行 go test 就会引用该数据，当然了，在问题解决之前， go test 会一直报错

https://image.iswbm.com/image-20220323214900909.png

3. 问题排查与解决¶

模糊测试帮我们发现了一个出乎意料的 Bug 场景：在中文里的字符 泃其实是由3个字节组成的，如果按照字节反转，反转后得到的就是一个无效的字符串。

因此为了保证字符串反转后得到的仍然是一个有效的UTF-8编码的字符串，我们要按照rune进行字符串反转。

为了更好地方便大家理解中文里的字符 泃按照rune为维度有多少个rune，以及按照byte反转后得到的结果长什么样，我们对代码做一些修改。

https://image.iswbm.com/image-20220323214536938.png

改完之后，再次执行 go test 就会提示测试成功，说明我们已经修复上面的那个场景的 BUG

https://image.iswbm.com/image-20220323215108358.png

当下我们已经发现并修复了一个 BUG，程序肯定还有更多 BUG 存在，要继续寻找可以再次进行模糊测试，重复上面的步骤即可，这里不再赘述。

4. 更多参数介绍¶

在支持了 Fuzzing 模糊测试后，go test 工具也有了一些新的命令，在这里一并记录下

进行模糊测试

go test -fuzz=Fuzz

只对某个函数进行模糊测试：使用 -run=Fuzzxxx 或者 -fuzz=Fuzzxxx 指定模糊测试函数，避免执行到其他测试函数

go18 test -run=FuzzReverse
go18 test -fuzz=FuzzReverse

测试某个失败数据：使用 -run=file 指定数据文件

go test -run=FuzzReverse/1fdd0160e6b3dd8f1e6b7a4179b4787e0c014cf9c46c67a863d71e3a0277c213

指定模糊测试的时间：使用 -fuzztime 指定模糊测试时间或者迭代次数（默认无限期），避免一直在跑测试无法退出

还有一个 -fuzzminimizetime 参数，看官方文档的介绍，我没明白其作用，有知道的还请评论区分享下

go test -fuzz=Fuzz -fuzztime 30s

设置模糊测试进程数据：默认值是 $GOMAXPROCS，可根据实际情况进行设置，避免太占用机器的资源

go test -fuzz=Fuzz -parallel 4

5. 写在最后¶

模糊测试的存在，并不是为了替代原单元测试，而是为单元测试提供更好的保障，是一个补充方案，而非替代方案。

单元测试的局限性在于，你只能用预期的输入进行测试；模糊测试在发现暴露出奇怪行为的意外输入方面非常出色。一个好的模糊测试系统也会对被测试的代码进行分析，因此它可以有效地产生输入，从而扩大代码覆盖面。

同时模糊测试的适用场景也比较有限，如果函数的入参并不是像本例中的那样的简单（字符串），而是各种对象呢？可能它就无能为力了吧。