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c# 如何对c#异步代码进行单元测试和集成测试

发布日期： 2026-01-13 阅读量： 作者： 星降

必须将测试方
法声明为 async Task 而非 async void，await 被测异步方法，禁用 .Result/.Wait()；模拟异步依赖需用 Moq ReturnsAsync 或内存数据库；async void 会导致测试框架无法等待和捕获异常。

如何用 xUnit/NUnit 测试 `async Task` 方法

直接在测试方法里调用 async 方法但不 await，会导致测试提前结束、断言失效或 Task 未完成就退出。必须让测试框架理解这是异步操作。

测试方法签名必须是 async Task（不是 async void），xUnit 和 NUnit 都支持；void 会让测试框架无法等待完成，属于常见崩溃点
被测方法返回 Task 或 Task，测试中必须 await 它，否则断言可能在结果返回前执行
不要用 .Result 或 .Wait() 强制同步等待——容易引发死锁，尤其在有同步上下文（如 UI 线程或 ASP.NET 同步上下文）的环境里

public class CalculatorServiceTests
{
    [Fact]
    public async Task AddAsync_ReturnsCorrectSum()
    {
        var service = new CalculatorService();
        var result = await service.AddAsync(2, 3); // ✅ 正确：await Task
        Assert.Equal(5, result);
    }
}

如何模拟异步依赖（如 HttpClient、DbContext）

真实 I/O（网络、数据库）不能进单元测试，必须隔离。难点在于：很多异步接口（如 IHttpClientFactory、IDbContext）本身不提供可 mock 的异步虚方法，需借助包装或接口抽象。

对 HttpClient，别直接 new，改用 IHttpClientFactory，然后用 Mock + HttpMessageHandler 子类返回预设响应
对 Entity Framework Core，用 DbContextOptionsBuilder.UseInMemoryDatabase() 是最轻量的集成级替代；若坚持纯单元测试，应将数据访问逻辑提取到接口（如 IUserRepository），再 mock 其 GetByIdAsync() 方法
Moq 从 4.8 开始支持 Setup 异步方法：用 Setup(x => x.GetByIdAsync(It.IsAny())).ReturnsAsync(user)

集成测试中运行真实异步数据库操作

用 SQLite In-Memory 或 SQL Server LocalDB 可跑带 SaveChangesAsync() 的端到端流程，但要注意生命周期和事务隔离。

In-Memory Database 不支持许多 SQL Server 特性（如复杂查询、存储过程、默认约束），仅适合简单验证；它也不跨上下文共享数据，每次新建 DbContext 都是空库
推荐用 Sqlite 的内存模式（"Data Source=:memory:"）+ 显式 BeginTransaction()，保证测试间数据隔离且支持更多 SQL 行为
避免在测试中使用 [Collection] 共享数据库实例——并发执行时易冲突；每个测试应独占一个 DbContext 实例和事务

var options = new DbContextOptionsBuilder()
    .UseSqlite("Data Source=:memory:")
    .Options;

using var context = new AppDbContext(options);
context.Database.OpenConnection();
context.Database.CreateTables(); // 自定义扩展方法建表
await context.SaveChangesAsync(); // ✅ 可以测真实 async DB 操作

为什么 `async void` 测试方法一定会失败

async void 是“即发即弃”（fire-and-forget），测试框架无法挂起等待，会立刻判定测试通过，哪怕内部抛了异常也捕获不到。

异常不会被测试运行器捕获，而是直接抛到 SynchronizationContext，通常变成未处理异常并终止进程
xUnit 会报 The test method threw an exception: System.InvalidOperationException: Tests cannot be async void
NUnit 虽允许声明 async void，但实际行为不可靠，官方文档明确禁止
唯一合法的异步测试入口是 async Task —— 这是测试框架能 hook 到执行生命周期的唯一契约

真正容易被忽略的是：第三方库（比如某些旧版测试辅助类）可能悄悄把回调转成 async void，一旦出现“测试绿了但其实没跑完”，先检查所有 async 方法是否都严格返回 Task。

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