Goテストパターン

TDD方法論に従った、信頼性が高く保守可能なテストを書くための包括的なGoテストパターン。

アクティベーション条件

• 新しいGo関数やメソッドの作成
• 既存コードへのテストカバレッジの追加
• パフォーマンスクリティカルなコードのベンチマーク作成
• 入力バリデーションのファズテストの実装
• GoプロジェクトでのTDDワークフローの実践

GoのTDDワークフロー

RED-GREEN-REFACTORサイクル

RED     → まず失敗するテストを書く
GREEN   → テストを通過させる最小限のコードを書く
REFACTOR → テストをグリーンに保ちながらコードを改善
REPEAT  → 次の要件で繰り返す

GoでのステップバイステップTDD

// Step 1: Define the interface/signature
// calculator.go
package calculator

func Add(a, b int) int {
    panic("not implemented") // Placeholder
}

// Step 2: Write failing test (RED)
// calculator_test.go
package calculator

import "testing"

func TestAdd(t *testing.T) {
    got := Add(2, 3)
    want := 5
    if got != want {
        t.Errorf("Add(2, 3) = %d; want %d", got, want)
    }
}

// Step 3: Run test - verify FAIL
// $ go test
// --- FAIL: TestAdd (0.00s)
// panic: not implemented

// Step 4: Implement minimal code (GREEN)
func Add(a, b int) int {
    return a + b
}

// Step 5: Run test - verify PASS
// $ go test
// PASS

// Step 6: Refactor if needed, verify tests still pass

テーブル駆動テスト

Goテストの標準パターン。最小限のコードで包括的なカバレッジを実現。

func TestAdd(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name     string
        a, b     int
        expected int
    }{
        {"positive numbers", 2, 3, 5},
        {"negative numbers", -1, -2, -3},
        {"zero values", 0, 0, 0},
        {"mixed signs", -1, 1, 0},
        {"large numbers", 1000000, 2000000, 3000000},
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got := Add(tt.a, tt.b)
            if got != tt.expected {
                t.Errorf("Add(%d, %d) = %d; want %d",
                    tt.a, tt.b, got, tt.expected)
            }
        })
    }
}

エラーケースを含むテーブル駆動テスト

func TestParseConfig(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name    string
        input   string
        want    *Config
        wantErr bool
    }{
        {
            name:  "valid config",
            input: `{"host": "localhost", "port": 8080}`,
            want:  &Config{Host: "localhost", Port: 8080},
        },
        {
            name:    "invalid JSON",
            input:   `{invalid}`,
            wantErr: true,
        },
        {
            name:    "empty input",
            input:   "",
            wantErr: true,
        },
        {
            name:  "minimal config",
            input: `{}`,
            want:  &Config{}, // Zero value config
        },
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got, err := ParseConfig(tt.input)

            if tt.wantErr {
                if err == nil {
                    t.Error("expected error, got nil")
                }
                return
            }

            if err != nil {
                t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
            }

            if !reflect.DeepEqual(got, tt.want) {
                t.Errorf("got %+v; want %+v", got, tt.want)
            }
        })
    }
}

サブテストとサブベンチマーク

関連テストの整理

func TestUser(t *testing.T) {
    db := setupTestDB(t)

    t.Run("Create", func(t *testing.T) {
        user := &User{Name: "Alice"}
        err := db.CreateUser(user)
        if err != nil {
            t.Fatalf("CreateUser failed: %v", err)
        }
        if user.ID == "" {
            t.Error("expected user ID to be set")
        }
    })

    t.Run("Get", func(t *testing.T) {
        user, err := db.GetUser("alice-id")
        if err != nil {
            t.Fatalf("GetUser failed: %v", err)
        }
        if user.Name != "Alice" {
            t.Errorf("got name %q; want %q", user.Name, "Alice")
        }
    })

    t.Run("Update", func(t *testing.T) {
        // ...
    })

    t.Run("Delete", func(t *testing.T) {
        // ...
    })
}

並列サブテスト

func TestParallel(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name  string
        input string
    }{
        {"case1", "input1"},
        {"case2", "input2"},
        {"case3", "input3"},
    }

    for _, tt := range tests {
        tt := tt // Capture range variable
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            t.Parallel() // Run subtests in parallel
            result := Process(tt.input)
            // assertions...
            _ = result
        })
    }
}

テストヘルパー

ヘルパー関数

func setupTestDB(t *testing.T) *sql.DB {
    t.Helper() // Marks this as a helper function

    db, err := sql.Open("sqlite3", ":memory:")
    if err != nil {
        t.Fatalf("failed to open database: %v", err)
    }

    // Cleanup when test finishes
    t.Cleanup(func() {
        db.Close()
    })

    // Run migrations
    if _, err := db.Exec(schema); err != nil {
        t.Fatalf("failed to create schema: %v", err)
    }

    return db
}

func assertNoError(t *testing.T, err error) {
    t.Helper()
    if err != nil {
        t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
    }
}

func assertEqual[T comparable](t *testing.T, got, want T) {
    t.Helper()
    if got != want {
        t.Errorf("got %v; want %v", got, want)
    }
}

一時ファイルとディレクトリ

func TestFileProcessing(t *testing.T) {
    tmpDir := t.TempDir()

    testFile := filepath.Join(tmpDir, "test.txt")
    err := os.WriteFile(testFile, []byte("test content"), 0644)
    if err != nil {
        t.Fatalf("failed to create test file: %v", err)
    }

    result, err := ProcessFile(testFile)
    if err != nil {
        t.Fatalf("ProcessFile failed: %v", err)
    }

    _ = result
}

ゴールデンファイル

testdata/に保存された期待出力ファイルに対するテスト。

var update = flag.Bool("update", false, "update golden files")

func TestRender(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name  string
        input Template
    }{
        {"simple", Template{Name: "test"}},
        {"complex", Template{Name: "test", Items: []string{"a", "b"}}},
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got := Render(tt.input)

            golden := filepath.Join("testdata", tt.name+".golden")

            if *update {
                err := os.WriteFile(golden, got, 0644)
                if err != nil {
                    t.Fatalf("failed to update golden file: %v", err)
                }
            }

            want, err := os.ReadFile(golden)
            if err != nil {
                t.Fatalf("failed to read golden file: %v", err)
            }

            if !bytes.Equal(got, want) {
                t.Errorf("output mismatch:\ngot:\n%s\nwant:\n%s", got, want)
            }
        })
    }
}

インターフェースベースのモック

type UserRepository interface {
    GetUser(id string) (*User, error)
    SaveUser(user *User) error
}

type PostgresUserRepository struct {
    db *sql.DB
}

func (r *PostgresUserRepository) GetUser(id string) (*User, error) {
    // Real database query
}

type MockUserRepository struct {
    GetUserFunc  func(id string) (*User, error)
    SaveUserFunc func(user *User) error
}

func (m *MockUserRepository) GetUser(id string) (*User, error) {
    return m.GetUserFunc(id)
}

func (m *MockUserRepository) SaveUser(user *User) error {
    return m.SaveUserFunc(user)
}

func TestUserService(t *testing.T) {
    mock := &MockUserRepository{
        GetUserFunc: func(id string) (*User, error) {
            if id == "123" {
                return &User{ID: "123", Name: "Alice"}, nil
            }
            return nil, ErrNotFound
        },
    }

    service := NewUserService(mock)

    user, err := service.GetUserProfile("123")
    if err != nil {
        t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
    }
    if user.Name != "Alice" {
        t.Errorf("got name %q; want %q", user.Name, "Alice")
    }
}

ベンチマーク

基本ベンチマーク

func BenchmarkProcess(b *testing.B) {
    data := generateTestData(1000)
    b.ResetTimer()

    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Process(data)
    }
}

// Run: go test -bench=BenchmarkProcess -benchmem
// Output: BenchmarkProcess-8   10000   105234 ns/op   4096 B/op   10 allocs/op

異なるサイズでのベンチマーク

func BenchmarkSort(b *testing.B) {
    sizes := []int{100, 1000, 10000, 100000}

    for _, size := range sizes {
        b.Run(fmt.Sprintf("size=%d", size), func(b *testing.B) {
            data := generateRandomSlice(size)
            b.ResetTimer()

            for i := 0; i < b.N; i++ {
                tmp := make([]int, len(data))
                copy(tmp, data)
                sort.Ints(tmp)
            }
        })
    }
}

ファジング（Go 1.18以降）

基本ファズテスト

func FuzzParseJSON(f *testing.F) {
    f.Add(`{"name": "test"}`)
    f.Add(`{"count": 123}`)
    f.Add(`[]`)
    f.Add(`""`)

    f.Fuzz(func(t *testing.T, input string) {
        var result map[string]interface{}
        err := json.Unmarshal([]byte(input), &result)

        if err != nil {
            return
        }

        _, err = json.Marshal(result)
        if err != nil {
            t.Errorf("Marshal failed after successful Unmarshal: %v", err)
        }
    })
}

// Run: go test -fuzz=FuzzParseJSON -fuzztime=30s

テストカバレッジ

カバレッジの実行

# Basic coverage
go test -cover ./...

# Generate coverage profile
go test -coverprofile=coverage.out ./...

# View coverage in browser
go tool cover -html=coverage.out

# View coverage by function
go tool cover -func=coverage.out

# Coverage with race detection
go test -race -coverprofile=coverage.out ./...

カバレッジ目標

コードタイプ	目標
重要なビジネスロジック	100%
パブリックAPI	90%以上
一般コード	80%以上
生成コード	除外

HTTPハンドラーテスト

func TestHealthHandler(t *testing.T) {
    req := httptest.NewRequest(http.MethodGet, "/health", nil)
    w := httptest.NewRecorder()

    HealthHandler(w, req)

    resp := w.Result()
    defer resp.Body.Close()

    if resp.StatusCode != http.StatusOK {
        t.Errorf("got status %d; want %d", resp.StatusCode, http.StatusOK)
    }

    body, _ := io.ReadAll(resp.Body)
    if string(body) != "OK" {
        t.Errorf("got body %q; want %q", body, "OK")
    }
}

テストコマンド

# Run all tests
go test ./...

# Run tests with verbose output
go test -v ./...

# Run specific test
go test -run TestAdd ./...

# Run tests matching pattern
go test -run "TestUser/Create" ./...

# Run tests with race detector
go test -race ./...

# Run tests with coverage
go test -cover -coverprofile=coverage.out ./...

# Run short tests only
go test -short ./...

# Run tests with timeout
go test -timeout 30s ./...

# Run benchmarks
go test -bench=. -benchmem ./...

# Run fuzzing
go test -fuzz=FuzzParse -fuzztime=30s ./...

# Count test runs (for flaky test detection)
go test -count=10 ./...

ベストプラクティス

すべきこと:

• テストを先に書く（TDD）
• 包括的なカバレッジにテーブル駆動テストを使用
• 実装ではなく動作をテスト
• ヘルパー関数でt.Helper()を使用
• 独立したテストにt.Parallel()を使用
• t.Cleanup()でリソースをクリーンアップ
• シナリオを説明する意味のあるテスト名を使用

すべきでないこと:

• プライベート関数を直接テスト（パブリックAPIを通じてテスト）
• テストでtime.Sleep()を使用（チャネルや条件を使用）
• フレーキーテストを無視（修正するか削除する）
• すべてをモック（可能な場合は統合テストを優先）
• エラーパスのテストをスキップ

CI/CDとの統合

# GitHub Actions example
test:
  runs-on: ubuntu-latest
  steps:
    - uses: actions/checkout@v4
    - uses: actions/setup-go@v5
      with:
        go-version: '1.22'

    - name: Run tests
      run: go test -race -coverprofile=coverage.out ./...

    - name: Check coverage
      run: |
        go tool cover -func=coverage.out | grep total | awk '{print $3}' | \
        awk -F'%' '{if ($1 < 80) exit 1}'

留意事項: テストはドキュメントです。コードがどのように使われるべきかを示します。明確に書き、最新の状態に保ちましょう。