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pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

2022-01-21 00:07愛測試的高胖胖 Python

這篇文章主要介紹了pytest自動化測試中fixture的作用域、實例化順序及可用性的詳解示例有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助

1. fixture的作用域

1.1 scope

通過前面文章的介紹，我們知道@pytest.fixture()有一個scope參數，并且有五個作用域級別，這五個作用域級別的說明總結如下：

注意：fixture是在測試首次請求時創建的，并基于它們的作用域被銷毀。

scope 說明
function 默認值，函數或方法級別被調用，當函數執行結束后，fixture則被銷毀
class 類級別調用一次，當類中的最后一個測試函數執行結束后，fixture則被銷毀
module 模塊級別(每一個.py文件)調用一次，當模塊中最后一個測試函數執行結束后，fixture則被銷毀
package 包(一個文件夾下的.py文件)級別調用一次，當包中最后一個測試函數執行結束后，fixture則被銷毀
session 多個文件調用一次，當多文件中最后一個測試函數執行結束后，fixture則被銷毀

單看說明，還是不太好理解的，所以下面我們通過示例來了解一下scope的用法。

示例1：

1.function：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture()
def login():
  print('登陸操作')
  yield
  print('注銷操作')
class TestClass:
  def test_case1(self,login):
      print("TestClass:test_case1")

  def test_case2(self):
      print("TestClass:test_case2")

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

演示代碼中，我們定義了一個fixture函數――login 和兩個測試函數 test_case1 和test_case2。

裝飾器@pytest.fixture()沒有指定scope參數，因此使用默認值:function。

test_case1 和test_case2在TestClass類中，且test_case1調用了login，test_case2未調用。

通過運行結果，我們可以看出來，scope=function的fixture――login，只在調用了它的test_case1這個測試函數前后執行。test_case2未執行。

2.class：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture(scope='class')   #名為login的fixture，完成登陸和注冊操作
def login():
  print('登陸操作')
  yield
  print('注銷操作')
class TestClass1:
  def test_case1(self,login):  #調用了login
      print("TestClass1:test_case1")
  def test_case2(self):
      print("TestClass1:test_case2")
class TestClass2:
  def test_case1(self):
      print("TestClass2:test_case1")
  def test_case2(self,login):  #調用了login
      print("TestClass2:test_case2")
@pytest.mark.usefixtures("login")  #TestClass3這個類，使用usefixtures調用了login
class TestClass3:
  def test_case1(self):
      print("TestClass3:test_case1")
  def test_case2(self):
      print("TestClass3:test_case2")

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

演示代碼中我們定義了一個fixture――login；三個測試類――TestClass1、TestClass2和TestClass3，這個三個測試類中都定了兩個測試函數――test_case1和test_case2。

對fixture函數我們聲明了其作用域――scope='class'。
TestClass1中，只有test_case1調用了login；
TestClass2中，只有test_case1調用了login；
TestClass3，我們使用@pytest.mark.usefixtures("login")，讓整個類調用了login。

查看運行結果我們可以發現：
TestClass1中，test_case1運行前有”登陸操作“打印，并在test_case2執行后有”注銷操作“顯打印。
TestClass2中，只有test_case2運行前有”登陸操作“打印，并在test_case2執行后有”注銷操作“打印。而test_case1執行前后并無任何數據打印。
TestClass3則與Testclass1執行后數據顯示一致。

TestClass1和TestClass2結果的不同是由什么原因造成的呢？
官方文檔在介紹fixture的scope的時候，有這樣一句話，上文中也有提到：fixture是在測試首次請求時創建的，并基于它們的作用域被銷毀。（Fixtures are created when first requested by a test, and are destroyed based on their scope。）
對于TestClass1，test_case1調用了login，因此會在test_case1執行的時候，創建login，并在其執行之前打印了”登陸操作“。又根據login的scope――class，在TestClass1的最后一個測試函數test_case2執行后，根據login的功能打印”注銷操作“，并銷毀login。
對于TestClass2，login是由test_case2調用的，而test_case1比test_case2先執行，所以test_case1執行的時候login還未被調用，fixture未被創建。直到執行test_case2時，login才被創建并進行了對應的操作。
后面其他類型的作用域示例中將不會在演示此種情況。

3.module：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture(scope='module')   #名為login的fixture，完成登陸和注冊操作
def login():
  print('登陸操作')
  yield
  print('注銷操作')
@pytest.mark.usefixtures("login")
class TestClass1:
  def test_case1(self):
      print("TestClass1:test_case1")
  def test_case2(self):
      print("TestClass1:test_case2")
class TestClass2:
  def test_case1(self):
      print("TestClass2:test_case1")
  def test_case2(self):
      print("TestClass2:test_case2")

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

演示代碼中，我們定義了：
一個fixture――login()，并且聲明其scope=”module“；
兩個測試類――TestClass1和TestClass2；
兩個測試類中分別定義了兩個測試函數――test_case1和test_case2；
TestClass1使用@pytest.mark.usefixtures("login")的方法，調用了login()。

運行結果顯示：
執行時，自第一個測試函數TestClass1中的test_case1調用login()時，該fixture被創建，并且按照login()實現的功能打印"登陸操作"，并在當前模塊中(一個.py文件)最后一個測試函數TestClass2中的test_case2執行結束后，按照login()實現的功能打印"注銷操作"，然后被銷毀。

4.package:

演示代碼：

首先看一下測試包目錄，新增一個conftest.py。里面所有的模塊都是上面的演示代碼。修改這些模塊里代碼，注釋調feature函數，刪掉調用即可。

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

conftest.py

import pytest
@pytest.fixture(scope='package',autouse=True)   #名為login的fixture，完成登陸和注冊操作
def login():
  print('登陸操作')
  yield
  print('注銷操作')

使用命令行運行：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：
conftest.py中聲明了一個fixture――login()，并且設置scope='package'，autouse=True。

使用命令行方式運行test_scope這個測試包中的所有模塊。查看運行結果，在test_scope中第一個測試函數調用login()的時候，login創建，并按照功能打印”登陸操作“。在test_scope中最后一個測試函數運行結束后，按照login()功能打印出”注銷操作“，并銷毀login()。

5.session:

使用package的演示代碼，需改conftest.py中login()的scope='session'，然后我們直接在終端中使用命令行運行多個文件。

運行以下命令：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

使用命令行方式運行test_scope這個測試包中的test_class.py和test_function.py。查看運行結果，在test_class.py中第一個測試函數調用login()的時候，login創建，并按照功能打印”登陸操作“。在test_function.py中最后一個測試函數運行結束后，按照login()功能打印出”注銷操作“，并銷毀login()

1.2 動態作用域(Dynamic scope)

在某些情況下，我希望在不更改代碼的情況下更改feature的作用域。pytest的從5.2版本開始，提供了動態作用域的方法，來解決這種情況。

通過官方文檔的說明，我們了解到，可以將一個可調用對象傳遞給scope來實現動態作用域。這個可調用對象必須滿足以下三個條件：

1.這個可調用對象返回類型需是string，且必須是有效的scope級別，即只能返回"function"、"class"、"module"、"package"、"session"中的一個。
2.在fixture定義期間，這個可調用對象只能被執行一次，不能被多次調用。
3.這個可調用對象定義的時候，必須使用fixture_name和config作為參數。

下面通過示例給大家演示以下用法。

示例2：

演示代碼：

import pytest
def dynamic_fixture_scope(fixture_name,config):
  if config.getoption("-k",None):   
      return "function"
  return "class"
@pytest.fixture(scope=dynamic_fixture_scope,autouse=True)
def login():
  print('登陸操作')
  yield
  print('注銷操作')
class TestClass1:
  def test_A(self):
      print("這是TestClass1:test_A")
  def test_B(self):
      print("這是TestClass1:test_B")
class TestClass2:
  def test_A(self):
      print("這是TestClass2:test_A")

說明：

dynamic_fixture_scope：用來管理fixture的作用域，這個函數按照pytest官方文檔的要求，帶有fixture_name 和config兩個關鍵字作為參數，并且實現下述功能：

1.當用命令行運行測試時，運行命令中帶有‘-k'參數，則被調的fixture函數的作用域為"function"

2.其余情況下，被調的fixture的函數為"class"。

login：一個使用動態作用域方法的fixture，其scope=dynamic_fixture_scope。為了方便演示，autouse也被設置為True。

下面我們分兩種情況來運行看看：

1.帶參數-k運行

運行命令：我們只運行測試名稱中包含test_A的測試函數。

pytest -vs -k 'test_A' test_dynamicscope.py

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

通過運行結果可以看到，當命令行中出現-k參數的時候，login的scope確實是function級別的。兩個被選中的測試函數分別在不同的測試類中，但是都調用了login。

2.無參數-k運行

運行命令：我們不帶參數-k運行。

pytest -vs test_dynamicscope.py

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

通過運行結果可以看到，無-k參數的時候，login的scope確實是class級別的。

 

2. fixture的實例化順序

根據官方文檔，我們了解到影響fixture實例化順序的三個因素是：

1. 作用域(scope)
2. 依賴項
3. 自動調用(autouse)

而fixture名稱、測試函數名稱以及定義它們的位置一般都不會影響執行順序。

下面介紹一下這個三個因素是如何影響實例化順序的。

2.1 作用域級別高的fixture先執行

我們直接使用官方文檔提供的示例來說明。

示例3：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture(scope="session")
def order():
  return []
@pytest.fixture
def func(order):
  order.append("function")
@pytest.fixture(scope="class")
def cls(order):
  order.append("class")
@pytest.fixture(scope="module")
def mod(order):
  order.append("module")
@pytest.fixture(scope="package")
def pack(order):
  order.append("package")
@pytest.fixture(scope="session")
def sess(order):
  order.append("session")
class TestClass:
  def test_order(self, func, cls, mod, pack, sess, order):
      assert order == ["session", "package", "module", "class", "function"]

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：
演示代碼中我們定義了：
六個fixture函數：

order：scope為session級別，返回一個空list。func： 調用了order，scope為默認的function級別，并實現向order返回的列表中插入”function“的操作。cls：調用了order，scope為class級別，并實現向order返回的列表中插入”class“的操作。mod：調用了order，scope為module級別，并實現向order返回的列表中插入”module“的操作。pack：調用了order，scope為package級別，并實現向order返回的列表中插入”package“的操作。sess：調用了order，scope為session級別，并實現向order返回的列表中插入”session“的操作。

一個測試函數：
test_order：主要目的是通過list中元素的順序來判斷是否按照預想的順序執行fixture。

根據運行結果顯示，測試斷言通過，也就是fixture的執行順序是按照我們預期的scope的級別由高到低去執行的。

test_order調用fixture的順序是func, cls, mod, pack, sess, order，而實際執行的順序是order, sess, pack, mod, cls, func。由此可見，我們在調用時定義的順序不會影響到fixture的實際執行順序的。

官網執行順序圖：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

其中sess與order的scope都是session級別的，但是因為order是sess的依賴項，所以會先調用order，這個一點正好我們下面要說明。

2.2 fixture函數的依賴項先執行

前面文章中有說過，fixture函數是可以調用另外一個fixture函數的。在執行的時候，也是先執行調用的那個fixture函數。舉了例子，fixture a 調用了fixture b，當測試函數調用fixture a的時候，會先去執行fixture b 然后再執行fixture a，最后執行測試函數。

這是因為fixture b 是fixture a 的依賴項，fixture a 可能會需要fixture b提供一些條件才能正常被執行。

下面我們來看一下官方文檔提供的一個例子,

示例4：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture
def order():
  return []
@pytest.fixture
def a(order):
  order.append("a")
@pytest.fixture
def b(a, order):
  order.append("b")
@pytest.fixture
def c(a, b, order):
  order.append("c")
@pytest.fixture
def d(c, b, order):
  order.append("d")
@pytest.fixture
def e(d, b, order):
  order.append("e")
@pytest.fixture
def f(e, order):
  order.append("f")
@pytest.fixture
def g(f, c, order):
  order.append("g")
def test_order(g, order):
  assert order == ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g"]

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

演示代碼中定義了八個fixture函數和一個測試函數，其中：
fixture函數有：orde、a、b、c、d、e、f、g
測試函數有：test_order

a調用了order；
b調用了a, order；
c調用了a, b, order；
d調用了c, b, order；
f調用了e, order；
g調用了f, c, order；
test_order調用了g、order。

我們來整理以上所有函數的依賴關系，他們之間的依賴關系如圖所示：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

之前文章也有說過，在同一次測試執行過程中，fixture是可以被多次調用的，但是不會被多次執行。執行一次后，fixture的實例對象和返回值會存在緩存中，下次再被調用的時候是直接從緩存中獲取的。

所以上面的順序我們可以再簡化一下：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

執行完所有依賴的fixture函數后，我們得到的order的結果為：['a','b','c','d','e'],因此測試斷言通過。

2.3 自動使用的fixture在其作用域內首先執行

根據官方文檔的說明，我們可以得到一下兩點重要內容：

1.當測試函數調用的fixture的作用域級別都一樣，那么會首先調用自動使用的fixture。

示例5：

import pytest
@pytest.fixture
def order():
  return []
@pytest.fixture
def func(order):
  order.append("function")
@pytest.fixture(autouse=True) #修改cls為自動使用fixture
def cls(order):
  order.append("class")
@pytest.fixture
def mod(order):
  order.append("module")
@pytest.fixture
def pack(order):
  order.append("package")
@pytest.fixture
def sess(order):
  order.append("session")
class TestClass:
  def test_order(self, func, cls, mod, pack, sess, order):
      print(order)
      assert order == ["session", "package", "module", "class", "function"]

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

我們把示例3的代碼拿過來修改一下，把所有fixture的scope都改為function級別，并且對cls試著autouse=True。
test_order請求fixture的順序是：func, cls, mod, pack, sess。

當scope級別一樣的時候，且無依賴關系的時候，fixture的執行順序應該與調用順序一致，也應該是func, cls, mod, pack, sess。但是實際運行的結果卻是['class', 'function', 'module', 'package', 'session']。由此可以判斷出，在scope一致且無依賴的情況下，自動執行的fixture是最先被執行的。

2.對一個autouse的fixture A來說，若調用了非autouse的fixture B，那么對于調用了fixture A的測試函數來說，fixture B也相當于是autouse的。

我們再來看一下官方給的一個示例。

示例6：

演示代碼：

import pytest
@pytest.fixture
def order():
  return []
@pytest.fixture
def a(order):
  order.append("a")
@pytest.fixture
def b(a, order):
  order.append("b")
@pytest.fixture(autouse=True)
def c(b, order):
  order.append("c")
@pytest.fixture
def d(b, order):
  order.append("d")
@pytest.fixture
def e(d, order):
  order.append("e")
@pytest.fixture
def f(e, order):
  order.append("f")
@pytest.fixture
def g(f, c, order):
  order.append("g")
def test_order_and_g(g, order):
  assert order == ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g"]

說明：

演示代碼中定義了八個fixture函數和一個測試函數，其中：
fixture函數有：orde、a、b、c、d、e、f、g
測試函數有：test_order

a調用了order；
b調用了a, order；
c調用了 b, order，且是自動使用fixture；
d調用了 b, order；
f調用了e, order；
g調用了f, c, order；
test_order調用了g、order。

若c是非自動使用的fixture，代碼中fixture的一個執行順序是什么樣的呢？

下圖是運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

根據上面的運行結果和下面的順序圖，我們可以看到，除了g調用了c之外，其他函數都沒有調用c，而g也調用了f，所以現在還不清楚c應該在d、e、f之前還是之后執行。對c來說他只需在b之后、g之前執行即可。而實際運行結果，c是在d、e、f之后和g之前執行的。

對于pytest來說，fixture的執行順序就是不明確，這種情況很可能會影響測試函數的執行行為，影響了測試結果。

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

所以，我們需要明確fixture的執行順序。

當我們使c為自動使用fixture時，這個順序又會發生什么變化呢？

下圖為運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

根據上圖的運行結果和下圖的順序圖，我們可以看出來，當自動使用c后，它的執行優先級就比d要高，所以可以保證c是在d之前執行的。這樣使執行順序明確了。

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

當c是自動使用的fixture后，根據fixture函數的依賴項先執行這一規則，c所依賴的b、b所依賴的a和a所依賴的order都會被執行。這樣對于調用了c的g來說，order、a、b也相當于是自動使用的fixture了，但是當有其他fixture調用order、a、b時，order、a、b仍然保持自己的特性。

 

本節總結

我們來總結一下fixture實例化順序的一個規則：

1.fixture的scope級別越高，那么它執行的優先級越高。優先級為：session>package>module>class>function

2.fixture如果存在依賴項，那么它所依賴的fixture函數會先被執行。

3.同scope級別fixture中，自動使用的fixture會最先執行；若該fixture存在依賴項，則對于調用了fixture的測試函數來說，這些依賴項也可以看做是自動使用的。

4.我們在編碼的時候最好可以依照以上規則為pytest提供一個清晰的fixture執行順序，以免影響測試函數的行為和測試結果。

 

3. fixture的可用性

對于測試函數來說，能夠調用那些fixture，是由fixture定義的位置決定。

1.當fixture定義在一個測試類中時，只有該類中的測試函數可調用此fixture，其他測試函數無法調用該fixture。當測試函數在模塊的全局范圍內定，則模塊下的所有測試函數都可以調用它。該特點與全局變量和局部變量相似。

示例7：

演示代碼：

import pytest
class TestClass1:
  @pytest.fixture()
  def login(self):
      print("login")
  def test_case1(self,login):
      print("TestClass1::test_case1")
class TestClass2:
  def test_case2(self,login):
      print("test_case2")

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

演示代碼中定義了兩個測試類：TestClass1和TestClass2。
TestClass1中定義了一個fixture――login，和測試函數test_case1，test_case1有調用login。
TestClass1中定義了一個測試函數test_case2，test_case2有調用login。

通過運行結果我們可以看到，與login在同一測試類中的test_case1成功調用了login，但是TestClass2中test_case2調用login的時候報錯了，報錯原因：未發現fixture函數“login”。

2.conftest.py中定義的fixture，可以被同目錄下的所有模塊中定義的測試函數調用。

示例8：

演示代碼：

test_availability/conftest.py:

import pytest
@pytest.fixture()
def login():
  print("login")

test_availability/test_availability.py:

class TestClass1:
  def test_case1(self,login):
      print("TestClass1::test_case1")
class TestClass2:
  def test_case2(self,login):
      print("test_case2")

運行結果：

pytest自動化測試fixture的作用域實例化順序及可用性

說明：

我們在test_availability目錄下創建了一個conftest.py，并且定義了一個fixture――login。
在test_availability.py中，我們定義了兩個測試函數test_case1和test_case1，兩個測試函數都調用了login。

查看運行結果，測試函數都成功調用了login。

3.如果安裝的第三方插件提供了fixture，任何測試函數都可以正常使用，無需考慮位置因素。

文末說明：
以上內容是我在閱讀pytest官方文檔后，依照個人理解進行整理。內容可能會有理解錯誤之處，歡迎大家留言指正。謝謝

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原文鏈接：https://blog.csdn.net/gjj920318/article/details/118704453

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