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> Testcontainers NoSQL 整合測試指南

- Skill: `tomevault-io/kevintsengtw-dotnet-testing-agent-skills-dotnet-testing--10` (Agent Skill, multi-file: 2 files)
- Install (CLI): `npx skillmds@latest add tomevault-io/kevintsengtw-dotnet-testing-agent-skills-dotnet-testing--10`
- Raw SKILL.md: https://api.skillmd.com/api/skills/tomevault-io/kevintsengtw-dotnet-testing-agent-skills-dotnet-testing--10/raw
- Safety review: pending
- Works with: Claude Code, Claude.ai, OpenAI Codex
- Category: AI & ML
- Author: tomevault-io (https://skillmd.com/u/tomevault-io)
- Updated: 2026-09-17
- Page: https://skillmd.com/skills/tomevault-io/kevintsengtw-dotnet-testing-agent-skills-dotnet-testing--10

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# Testcontainers NoSQL 整合測試指南

## 核心概念

### NoSQL 測試的挑戰

NoSQL 資料庫測試與關聯式資料庫有顯著差異：

1. **文件模型複雜度**：MongoDB 支援巢狀物件、陣列、字典等複雜結構
2. **無固定 Schema**：需要透過測試驗證資料結構的一致性
3. **多樣化資料結構**：Redis 有五種主要資料結構，各有不同使用場景
4. **序列化處理**：BSON (MongoDB) 與 JSON (Redis) 序列化行為需要驗證

### Testcontainers 優勢

- **真實環境模擬**：使用實際的 MongoDB 7.0 和 Redis 7.2 容器
- **一致性測試**：測試結果直接反映正式環境行為
- **隔離性保證**：每個測試環境完全獨立
- **效能驗證**：可進行真實的索引效能測試

## 環境需求

### 必要套件

```xml
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net9.0</TargetFramework>
    <Nullable>enable</Nullable>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <IsPackable>false</IsPackable>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <!-- MongoDB 相關套件 -->
    <PackageReference Include="MongoDB.Driver" Version="3.7.1" />
    <PackageReference Include="MongoDB.Bson" Version="3.7.1" />

    <!-- Redis 相關套件 -->
    <PackageReference Include="StackExchange.Redis" Version="2.12.8" />

    <!-- Testcontainers -->
    <PackageReference Include="Testcontainers" Version="4.11.0" />
    <PackageReference Include="Testcontainers.MongoDb" Version="4.11.0" />
    <PackageReference Include="Testcontainers.Redis" Version="4.11.0" />

    <!-- 測試框架 -->
    <PackageReference Include="Microsoft.NET.Test.Sdk" Version="18.3.0" />
    <PackageReference Include="xunit" Version="2.9.3" />
    <PackageReference Include="xunit.runner.visualstudio" Version="3.1.5" />
    <PackageReference Include="AwesomeAssertions" Version="9.4.0" />

    <!-- JSON 序列化與時間測試 -->
    <PackageReference Include="System.Text.Json" Version="10.0.5" />
    <PackageReference Include="Microsoft.Bcl.TimeProvider" Version="10.0.5" />
    <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.TimeProvider.Testing" Version="10.4.0" />
  </ItemGroup>
</Project>
```

### 套件版本說明

| 套件                   | 版本   | 用途                               |
| ---------------------- | ------ | ---------------------------------- |
| MongoDB.Driver         | 3.7.1  | MongoDB 官方驅動程式，支援最新功能 |
| MongoDB.Bson           | 3.7.1  | BSON 序列化處理                    |
| StackExchange.Redis    | 2.12.8 | Redis 客戶端，支援 Redis 7.x       |
| Testcontainers.MongoDb | 4.11.0 | MongoDB 容器管理                   |
| Testcontainers.Redis   | 4.11.0 | Redis 容器管理                     |

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## MongoDB 容器化測試

涵蓋 MongoDB Container Fixture 建立、複雜文件模型設計（巢狀物件、陣列、字典）、BSON 序列化測試、CRUD 操作測試（含樂觀鎖定）以及索引效能與唯一性約束測試。使用 Collection Fixture 模式共享容器，節省 80% 以上的測試時間。

> 完整程式碼範例請參考 [MongoDB 容器化測試詳細指南](references/mongodb-testing.md)

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## Redis 容器化測試

涵蓋 Redis Container Fixture 建立、快取模型設計（CacheItem 泛型包裝器、UserSession、RecentView、LeaderboardEntry）以及 Redis 五種資料結構（String、Hash、List、Set、Sorted Set）的完整測試範例，包含 TTL 過期測試與資料隔離策略。

> 完整程式碼範例請參考 [Redis 容器化測試詳細指南](references/redis-testing.md)

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## 最佳實踐

### 1. Collection Fixture 模式

使用 Collection Fixture 共享容器，避免每個測試重啟容器：

```csharp
// 定義集合
[CollectionDefinition("MongoDb Collection")]
public class MongoDbCollectionFixture : ICollectionFixture<MongoDbContainerFixture> { }

// 使用集合
[Collection("MongoDb Collection")]
public class MyMongoTests
{
    public MyMongoTests(MongoDbContainerFixture fixture)
    {
        // 使用共享的容器
    }
}
```

### 2. 資料隔離策略

確保測試間不互相干擾：

```csharp
// MongoDB：使用唯一的 Email/Username
var user = new UserDocument
{
    Username = $"testuser_{Guid.NewGuid():N}",
    Email = $"test_{Guid.NewGuid():N}@example.com"
};

// Redis：使用唯一的 Key 前綴
var testId = Guid.NewGuid().ToString("N")[..8];
var key = $"test:{testId}:mykey";
```

### 3. 清理策略

```csharp
// MongoDB：測試後清理
await fixture.ClearDatabaseAsync();

// Redis：使用 KeyDelete 而非 FLUSHDB（避免權限問題）
var keys = server.Keys(database.Database);
if (keys.Any())
{
    await database.KeyDeleteAsync(keys.ToArray());
}
```

### 4. 效能考量

| 策略               | 說明                                         |
| ------------------ | -------------------------------------------- |
| Collection Fixture | 容器只啟動一次，節省 80%+ 時間               |
| 資料隔離           | 使用唯一 Key/ID 而非清空資料庫               |
| 批次操作           | 使用 InsertManyAsync、SetMultipleStringAsync |
| 索引建立           | 在 Fixture 初始化時建立索引                  |

---

## 常見問題

### Redis FLUSHDB 權限問題

某些 Redis 容器映像檔預設不啟用 admin 模式：

```csharp
// ❌ 錯誤：可能失敗
await server.FlushDatabaseAsync();

// ✅ 正確：使用 KeyDelete
var keys = server.Keys(database.Database);
if (keys.Any())
{
    await database.KeyDeleteAsync(keys.ToArray());
}
```

### MongoDB 唯一索引重複插入

```csharp
// 測試時使用唯一的 Email 避免衝突
var uniqueEmail = $"test_{Guid.NewGuid():N}@example.com";
```

### 容器啟動超時

```csharp
// 增加等待時間
_container = new MongoDbBuilder()
    .WithImage("mongo:7.0")
    .WithWaitStrategy(Wait.ForUnixContainer()
        .UntilCommandIsCompleted("mongosh --eval 'db.runCommand({ ping: 1 })'"))
    .Build();
```

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## 相關技能

- [testcontainers-database](../testcontainers-database/SKILL.md) - PostgreSQL/MSSQL 容器化測試
- [aspnet-integration-testing](../aspnet-integration-testing/SKILL.md) - ASP.NET Core 整合測試
- [nsubstitute-mocking](../../dotnet-testing/nsubstitute-mocking/SKILL.md) - 測試替身與 Mock
- [xunit-upgrade-guide](../dotnet-testing-advanced-xunit-upgrade-guide/SKILL.md) - xUnit v3 升級指南（含 Testcontainers.XunitV3 整合）

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## 輸出格式

- 產生 Container Fixture 類別（MongoDB/Redis 容器管理）
- 產生測試類別含 Collection Fixture 設定
- 提供 .csproj 套件參考配置
- 包含資料隔離與容器生命週期管理程式碼

## 參考資源

### 原始文章

本技能內容提煉自「老派軟體工程師的測試修練 - 30 天挑戰」系列文章：

- **Day 22 - Testcontainers 整合測試：MongoDB 及 Redis 基礎到進階**
  - 鐵人賽文章：https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10376740
  - 範例程式碼：https://github.com/kevintsengtw/30Days_in_Testing_Samples/tree/main/day22

### 官方文件

- [Testcontainers 官方網站](https://testcontainers.com/)
- [.NET Testcontainers 文件](https://dotnet.testcontainers.org/)
- [MongoDB.Driver 官方文件](https://www.mongodb.com/docs/drivers/csharp/)
- [StackExchange.Redis 官方文件](https://stackexchange.github.io/StackExchange.Redis/)
- [xUnit Collection Fixtures](https://xunit.net/docs/shared-context#collection-fixture)

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