C#单元测试实战指南（手把手教你模拟异步方法）

为什么需要模拟异步方法？

假设你有一个服务类，它调用一个远程 API 获取用户信息：

public interface IUserService{    Task<User> GetUserByIdAsync(int id);}public class NotificationService{    private readonly IUserService _userService;    public NotificationService(IUserService userService)    {        _userService = userService;    }    public async Task<string> SendWelcomeMessageAsync(int userId)    {        var user = await _userService.GetUserByIdAsync(userId);        if (user == null)            return "User not found";        return $"Welcome, {user.Name}!";    }}

在测试 SendWelcomeMessageAsync 方法时，我们不希望真的去调用远程 API（慢、不稳定、依赖网络）。这时就需要用到模拟（Mocking）技术 —— 创建一个假的 IUserService 实例，让它返回我们预设的数据。

准备工作：安装必要 NuGet 包

你需要以下两个 NuGet 包：

• xunit 或 MSTest（本文以 xUnit 为例）
• Moq（用于创建模拟对象）

在 Visual Studio 的包管理器控制台中运行：

Install-Package xunitInstall-Package MoqInstall-Package xunit.runner.visualstudio

编写单元测试：模拟异步方法

下面是一个完整的 xUnit 测试类，演示如何使用 Moq 模拟 GetUserByIdAsync 方法：

using Xunit;using Moq;using System.Threading.Tasks;public class NotificationServiceTests{    [Fact]    public async Task SendWelcomeMessageAsync_WithValidUser_ReturnsWelcomeMessage()    {        // Arrange（准备）        var mockUserService = new Mock<IUserService>();        var expectedUser = new User { Id = 1, Name = "Alice" };        // 模拟异步方法：当 GetUserByIdAsync(1) 被调用时，返回 Task.FromResult(expectedUser)        mockUserService            .Setup(service => service.GetUserByIdAsync(1))            .ReturnsAsync(expectedUser); // Moq 提供的便捷方法        var notificationService = new NotificationService(mockUserService.Object);        // Act（执行）        var result = await notificationService.SendWelcomeMessageAsync(1);        // Assert（断言）        Assert.Equal("Welcome, Alice!", result);    }    [Fact]    public async Task SendWelcomeMessageAsync_WithInvalidUser_ReturnsNotFoundMessage()    {        // Arrange        var mockUserService = new Mock<IUserService>();        // 模拟返回 null        mockUserService            .Setup(service => service.GetUserByIdAsync(999))            .ReturnsAsync((User)null!);        var notificationService = new NotificationService(mockUserService.Object);        // Act        var result = await notificationService.SendWelcomeMessageAsync(999);        // Assert        Assert.Equal("User not found", result);    }}

关键知识点解析

1. Moq 的 ReturnsAsync 方法：这是 Moq 为 Task<T> 类型提供的语法糖，等价于 .Returns(Task.FromResult(value))，让代码更简洁。

2. 测试方法必须是 async Task：因为你要 await 被测方法，所以测试方法本身也必须是异步的，并返回 Task（不是 void）。

3. 依赖注入是前提：被测类必须通过接口（如 IUserService）接收依赖，这样才能在测试中传入模拟对象。这是良好的面向对象设计原则。

常见问题与技巧

Q：如果异步方法抛出异常怎么办？

A：你可以用 .ThrowsAsync(new Exception("...")) 来模拟异常：

mockUserService    .Setup(s => s.GetUserByIdAsync(It.IsAny<int>()))    .ThrowsAsync(new HttpRequestException("Network error"));

Q：如何验证异步方法是否被调用了？

A：使用 Verify 方法：

// 在 Act 之后mockUserService.Verify(s => s.GetUserByIdAsync(1), Times.Once);

总结

通过本文，你已经掌握了在 C# 中进行单元测试的核心技能之一：使用 Moq 框架模拟异步方法。这不仅能让你的测试更快、更稳定，还能帮助你写出更解耦、更易维护的代码。

记住三个关键词：Arrange-Act-Assert（准备-执行-断言），以及始终对接口编程。结合 异步测试教程中的技巧，你将能自信地为任何包含异步逻辑的 C# 应用编写高质量测试。

现在就动手试试吧！你的代码值得被认真测试。