Test Doubles

Test Doubles Best Practices Guide (2025-2026)

五種 Test Doubles

優先順序（從高到低）

1. Real Implementation  ← 最優先：快速、確定性、簡單依賴
2. Fake                 ← 次佳：忠實行為、維護狀態
3. Stub                 ← 回傳固定值：用於狀態驗證
4. Spy                  ← Stub + 呼叫記錄：需要驗證呼叫時
5. Mock                 ← 最後手段：嚴格行為驗證、最多耦合

決策樹

能用真實物件嗎？
  ├─ YES → 用真實實作
  └─ NO → 依賴是否複雜且有狀態？
       ├─ YES → 寫 Fake
       └─ NO → 需要驗證互動嗎？
            ├─ NO  → 用 Stub（回傳固定資料）
            └─ YES → 需要事前期望還是事後檢查？
                 ├─ 事後 → 用 Spy
                 └─ 事前 → 用 Mock（最後手段）

何時用真實實作

• 依賴是 value object（金額、日期、集合）
• 快速（< 幾 ms）、確定性、無外部 I/O
• 純邏輯（validator、parser、formatter、calculator）

何時用 Test Doubles

• 網路 I/O（HTTP API、資料庫）
• 不確定性（時間、亂數、系統狀態）
• 緩慢（> 100ms）
• 副作用（寄信、扣款）

Vitest 對應

// DUMMY — 填充參數
const dummyLogger: Logger = { log: () => {}, error: () => {} };

// STUB — vi.fn() 回傳固定值
const getUser = vi.fn().mockReturnValue({ id: 1, name: 'Alice' });

// SPY — 觀察真實行為
const spy = vi.spyOn(userService, 'save');
// ... 執行程式碼 ...
expect(spy).toHaveBeenCalledWith({ id: 1, name: 'Alice' });

// MOCK — 替換整個模組（vi.mock 會被 hoisted）
vi.mock('./emailService', () => ({
  sendEmail: vi.fn().mockResolvedValue(true),
}));

// FAKE — 真實運作的簡化實作
class FakeUserRepository implements UserRepository {
  private users = new Map<string, User>();
  async findById(id: string) { return this.users.get(id) ?? null; }
  async save(user: User) { this.users.set(user.id, user); }
}

偏好 vi.spyOn 而非 vi.mock

vi.mock 是 footgun — hoisting 行為和全檔案範圍讓測試難以推理。預設用 vi.spyOn。

Sociable vs Solitary Tests

Sociable Tests（社交型）

• 允許 SUT 與真實協作者互動
• Chicago/Classicist 風格
• 2025 共識：這是預設選擇

Solitary Tests（獨立型）

• 所有協作者替換為 test doubles
• London/Mockist 風格
• 只在邊界使用（外部服務、I/O）

Google 經驗：大量 mock 的獨立測試「需要持續維護但很少發現 bug」。

Anti-Patterns

Over-Mocking

一個測試需要 5+ mock → 設計有太多依賴，重構 production code。

Testing Implementation Details

// 壞 — 耦合實作
expect(mockRepo.save).toHaveBeenCalledTimes(1);

// 好 — 驗證狀態/結果
const saved = await fakeRepo.findByName('Alice');
expect(saved).not.toBeNull();

Fragile Tests

每次重構都壞 → 測試耦合了內部細節而非行為。

Don't Mock What You Don't Own

不要直接 mock 第三方 API，而是：

1. 建立自己的 wrapper/adapter
2. Mock/Fake 你的 wrapper
3. 用整合測試驗證 wrapper 與真實服務

// 壞 — 直接 mock fetch
vi.mock('node-fetch');

// 好 — 擁有自己的介面
interface HttpClient {
  get<T>(url: string): Promise<T>;
}

class FakeHttpClient implements HttpClient {
  private responses = new Map<string, unknown>();
  stubGet(url: string, data: unknown) { this.responses.set(url, data); }
  async get<T>(url: string): Promise<T> {
    return this.responses.get(url) as T;
  }
}

Dependency Injection（TypeScript）

DI 是可測試性的最重要模式。不需要框架 — constructor injection + interface 就夠了：

// 1. 定義介面
interface UserRepository {
  findById(id: string): Promise<User | null>;
  save(user: User): Promise<void>;
}

// 2. Production 實作
class PostgresUserRepository implements UserRepository { /* SQL */ }

// 3. Fake
class FakeUserRepository implements UserRepository {
  private store = new Map<string, User>();
  async findById(id: string) { return this.store.get(id) ?? null; }
  async save(user: User) { this.store.set(user.id, user); }
}

// 4. Service 接受介面
class UserService {
  constructor(private repo: UserRepository) {}
}

// 5. 測試 — 注入 fake
it('creates a user', async () => {
  const repo = new FakeUserRepository();
  const service = new UserService(repo);
  const user = await service.createUser({ name: 'Alice' });
  expect(await repo.findById(user.id)).toEqual(user);
});

測試外部服務

HTTP API

• 單元測試：Fake HTTP client 或 stub
• 整合測試：MSW（Mock Service Worker）攔截網路層
• 契約測試：Pact 驗證消費者期望

// MSW
import { setupServer } from 'msw/node';
import { http, HttpResponse } from 'msw';

const server = setupServer(
  http.get('https://api.github.com/users/:id', ({ params }) => {
    return HttpResponse.json({ id: params.id, name: 'Alice' });
  })
);

beforeAll(() => server.listen());
afterEach(() => server.resetHandlers());
afterAll(() => server.close());

資料庫

• 單元測試：FakeRepository（in-memory Map）
• 整合測試：Testcontainers 或 SQLite in-memory

檔案系統

• 單元測試：注入 FS 介面，提供 in-memory fake（memfs）
• 整合測試：temp directory

Fake vs Mock 比較

Google 指導：對複雜依賴，Fake 優於 Mock。

契約測試

驗證 test doubles 忠實反映真實外部服務：

1. Consumer 用 stub/fake 寫測試
2. Stub 定義「契約」（預期 request/response）
3. 契約對真實 provider 做驗證
4. Provider 變更 → 契約測試失敗 → 更新 doubles

在 GitStar 專案的應用