我们曾探讨过如何有效地测试 Go 代码，完善的测试方案能让程序更加健壮与安全。
将于 2022 年 2 月发布的 Go 1.18 是一个大版本：除了备受关注的泛型之外，还有一个非常大的特性将会加入，它就是模糊测试（Fuzzing test）。
为什么需要模糊测试
撰写测试代码能够验证功能特性，提前发现程序错误。我们在设计测试用例时，一般会采用错误猜测增加一些异常用例，检测被测对象在非正常情况下处理异常的能力，以发现被测对象中潜在的缺陷。
但是，采用这种测试设计会面临一个问题：测试用例通常是模糊的。为什么这么说呢？这里列几个原因：
在有限的时间内无法穷举所有可能的输入。
脑力的限制使得我们没法想到所有可能的异常情况。
愈加复杂的系统设计，例如依赖于操作系统、网络、中间件、数据库等组件，程序代码与这些系统组合形成的 bug，我们是无法预知的。
举个例子。假设有一个功能函数，它接收两个整数输入并做一些处理逻辑。那么我们会如何写测试用例呢？
朴素的做法是为期望函数处理的每个数字编写一个测试用例。如果用例数据有 [-100,0]、[222,33]、[-1212,22]，此时就有了三个测试用例。但很明显这里漏了一大类情况，例如都是负数？
更有甚者，由于处理逻辑的特殊性，测试用例仅在输入为 [2323,444] 时发生异常，而其他输入数字都正常工作。这应该怎么测试覆盖？
开发人员无法测试所有可能的输入值。此时，模糊测试就体现出了价值。
模糊测试是一种自动化测试技术，其依赖随机函数生成测试用例，并将这些用例不断地输入程序进行测试，以发现代码可能受到影响的问题。
模糊测试的用例是不重复、随机的，这能带给我们意想不到的输入和结果，可以达到我们错过的边缘情况。
Go 模糊测试支持
关于模糊测试，早在 2017 年就已经有了提案（详见 issu #19109、#44551）。Go 模糊测试开源库 go-fuzz 作者 dvyukov 和 @kcc 建议 cmd/go 原生支持模糊测试，就像 tests、benchmarks 和 race detection 一样，是 Go 的一等公民。
提案得到了 Go 官方的支?持，今年 6 月已将模糊测试置于 tip 上进行 beat 测试。若无意外，模糊测试将于 1.18 版本得到正式发布。
接下来，我们使用 gotip 来尝鲜模糊测试
下载安装 gotip
$?go?install?golang.org/dl/gotip@latest
$?gotip?download安装完毕后，gotip 作为 go 命令的替代品，现在可以运行以下命令进行模糊测试
$?gotip?test?-fuzz=Fuzz编写模糊测试用例
与单元测试一样，模糊测试代码必须写在 *_test.go 的文件中，测试函数命名形如 FuzzXxx。该函数必须传递一个 *testing.F 参数，就像传递给 TestXxx 函数的 *testing.T 参数一样。
func?FuzzXXX(f?*testing.F)?{
????f.Fuzz(func(t?*testing.T,?m?string,?n?int)?{
??????err?:=?doSomething(m,?n)
??????//?check?for?errors?in?err?here
????})
}模糊测试模板函数形如上述代码。在第二行中，我们通过 f.Fuzz 函数填充一个常规的测试函数，测试函数包括了 *testing.T 类型的 t，功能函数 doSomething 所需要的 string 类型的 m 与 int 类型的 n。
Go 将会自动生成 m 与 n 参数的随机测试用例。
下面是一个 Go 官网博客给出的测试 net/url 包函数的模糊测试示例。
//go:build?go1.18
//?+build?go1.18
package?fuzz
import?(
????"net/url"
????"reflect"
????"testing"
)
func?FuzzParseQuery(f?*testing.F)?{
????f.Add("x=1&y=2")
????f.Fuzz(func(t?*testing.T,?queryStr?string)?{
????????query,?err?:=?url.ParseQuery(queryStr)
????????if?err?!=?nil?{
????????????t.Skip()
????????}
????????queryStr2?:=?query.Encode()
????????query2,?err?:=?url.ParseQuery(queryStr2)
????????if?err?!=?nil?{
????????????t.Fatalf("ParseQuery?failed?to?decode?a?valid?encoded?query?%s:?%v",?queryStr2,?err)
????????}
????????if?!reflect.DeepEqual(query,?query2)?{
????????????t.Errorf("ParseQuery?gave?different?query?after?being?encoded\nbefore:?%v\nafter:?%v",?query,?query2)
????????}
????})
}其中 queryStr 参数为 string 类型，这代表模糊测试随机生成的输入用例类型。
测试结果
模糊测试会大量消耗机器资源。在默认情况下，它启用 GOMAXPROCS 个 worker 并行运行模糊测试，且永不停止。
我们可以通过以下运行参数，对模糊测试进行控制。
-fuzz?name
????Run?the?fuzz?test?with?the?given?regexp.?Must?match?at?most?one?fuzz
????test.
-fuzztime
????Run?enough?iterations?of?the?fuzz?test?to?take?t,?specified?as?a
????time.Duration?(for?example,?-fuzztime?1h30s).
????The?default?is?to?run?forever.
????The?special?syntax?Nx?means?to?run?the?fuzz?test?N?times
????(for?example,?-fuzztime?100x).
-keepfuzzing
????Keep?running?the?fuzz?test?if?a?crasher?is?found.?(default?false)
-parallel
????Allow?parallel?execution?of?a?fuzz?target?that?calls?t.Parallel?when
????running?the?seed?corpus.
????While?fuzzing?with?-fuzz,?the?value?of?this?flag?is?the?maximum?number?of
????workers?to?run?the?fuzz?target?simultaneously;?by?default,?it?is?set?to
????the?value?of?GOMAXPROCS.
????Note?that?-parallel?only?applies?within?a?single?test?binary.
-race
????Enable?data?race?detection?while?fuzzing.?(default?false)
-run
????Run?only?those?tests,?examples,?and?fuzz?tests?matching?the?regular
????expression.
????For?testing?a?single?seed?corpus?entry?for?a?fuzz?test,?the?regular
????expression?can?be?in?the?form?$test/$name,?where?$test?is?the?name?of
????the?fuzz?test,?and?$name?is?the?name?of?the?file?(ignoring?file
????extensions)?to?run.总结
模糊测试是安全领域内常见的技术，黑客们常使用类似的方法查找系统漏洞。
在测试设计中，我们人工提供的测试用例总是有限的，而错误很可能就发生在被忽略的角落。模糊测试通过自动生成随机数据输入到程序中，监视程序运行情况以发现可能的发生的错误。
在 Go 开源领域，go-fuzz 是一个非常不错的模糊测试工具（感兴趣可以通过参考链接自行学习），但是它没有像使用原生的 Go 工具，例如竞态检测和基准测试一样，那么方便灵活。
目前 Go 原生支持的模糊测试已经 beta 测试了，并将于 Go 1.18 版本发行。这是一个和泛型一样值得期待的功能，两者共同改变着我们开发和测试 Go 程序的方式，让我们拭目以待。
参考
Fuzzing is Beta Ready ?https://go.dev/blog/fuzz-beta
testing: add fuzz test support https://github.com/golang/go/issues/44551
Design Draft: First Class Fuzzing https://go.googlesource.com/proposal/+/master/design/draft-fuzzing.md
proposal: cmd/go: make fuzzing a first class citizen, like tests or benchmarks https://github.com/golang/go/issues/19109
go-fuzz https://github.com/dvyukov/go-fuzz
往期推荐
机器铃砍菜刀
欢迎添加小菜刀微信
加入Golang分享群学习交流！
感谢你的点赞和在看哦~
