加入單元測試

因為智能合約一旦部署就難以修改，因此合約的安全性極其重要，要避免合約中出現一些基礎錯誤，除了透過第三方驗證外，完整地單元測試(unit test)也是必需的。

目前最成熟的智能合約單元測試方式，還是透過Truffle開發框架來達成。有趣的是Truffle主要使用Javascript來撰寫智能合約的單元測試（也可以用 solidity來寫）。

加入測試

接續上一篇建立的HelloToken合約，在test/目錄下加入test_hello_token.js測試檔案（如果覺得這份程式碼不易理解，可跳過這節，後面會介紹更簡潔的測試方法，到時再回來對照著看即可）。

var HelloToken = artifacts.require('HelloToken');

const INITIAL_SUPPLY = 88888;
let _totalSupply;

contract('HelloToken', function(accounts) {
  it('should met initial supply', function() {
    var contract;
    HelloToken.deployed().then((instance) => {
        contract = instance;
        return contract.totalSupply.call();
    }).then((totalSupply) => {
        _totalSupply = totalSupply;
        assert.equal(totalSupply.toNumber(), INITIAL_SUPPLY);
        return contract.balanceOf(accounts[0]);
    }).then((senderBalance) => {
        assert.equal(_totalSupply.toNumber(), senderBalance.toNumber());
    });
  });
});

運行truffle test可看到測試通過的結果。

Contract: HelloToken
    ✓ should met initial supply

1 passing (11ms)

講解

var HelloToken = artifacts.require('HelloToken');

artifacts.require的用法和在migrations/中的用法相同，可以直接引入對應的智能合約。

contract('HelloToken', function(accounts) {
  it('should met initial supply', function() {
  });
});

Truffle是使用Javascript開發中常見的Mocha測試框架和Chai斷言庫來做單元測試。差別只是把Mocha test中的 describe換成contract。根據官方文件1，contact執行前會自動重新部署到ganache(或測試網路)上，所以智能合約會是剛部署好乾淨的狀態。

此外，contract也會帶入accounts變數，裡面儲存了ganache或其他你運行的測試網路所提供的帳戶，開發者可以直接使用這些帳戶來測試合約。

第一個測試是來測部署合約後預設的代幣數目是否正確。

var contract;
HelloToken.deployed().then((instance) => {
    contract = instance;
    return contract.totalSupply.call();
}).then((totalSupply) => {
  ...
});

這邊內容和在truffle console中輸入的測試內容雷同，使用Promise來確定每個非同步的操作都在上一個操作完成後才繼續執行。

上一個操作可以透過 return 語句回傳下個操作需要的參數。例如這邊then裡面傳入的totalSupply參數，是來自上一行return contract.totalSupply.call()的結果。

assert.equal(totalSupply.toNumber(), INITIAL_SUPPLY);
...
assert.equal(_totalSupply.toNumber(), senderBalance.toNumber());

這邊我們透過assert.equal語句驗證了HelloToken合約中的初始代幣總額與INITIAL_SUPPLY參數的值相符，且與合約部署者(accounts[0])帳戶中擁有的總額相符。

使用 async/await 簡化測試

要理解這樣的promise chain需要一些練習。但其實上面的測試用例中，我們只想做好最後的兩個assert驗證。有沒有比較直覺的測試方法呢？

有的！2017下半年，Javascript 語言支援了async/await語句[2]（只要安裝Node 7.6版以上即可使用），可以用更直覺的方式撰寫非同步的程式碼。

智能合約測試剛好也使用大量的非同步程式碼。在test/目錄下加入test_hello_token_async.js測試檔案。使用async/await語句改寫後的智能合約測試程式碼如下：

var HelloToken = artifacts.require('HelloToken');

const INITIAL_SUPPLY = 88888;

contract('HelloToken Async', function(accounts) {
  it('should met initial supply', async function() {
    let contract = await HelloToken.deployed();
    let totalSupply = await contract.totalSupply.call();
    let senderBalance = await contract.balanceOf(accounts[0]);
    assert.equal(totalSupply.toNumber(), INITIAL_SUPPLY);
    assert.equal(totalSupply.toNumber(), senderBalance.toNumber());
  });
});

運行truffle test可看到測試通過的結果。

  Contract: HelloToken
    ✓ should met initial supply

  Contract: HelloToken Async
    ✓ should met initial supply (67ms)


  2 passing (149ms)

講解

it('should met initial supply', async function() {
});

要在程式碼中使用async/await，需要在函式前加入async宣告，這樣解譯器才會解析函式中的await語法。

let contract = await HelloToken.deployed();
let totalSupply = await contract.totalSupply.call();
let senderBalance = await contract.balanceOf(accounts[0]);

透過在非同步的操作前加上await宣告，這三行程式會依照順序，等待第一行await語句執行完，取得contract變數後，再依序執行第二行語句。第二行語句執行完，取得totalSupply變數後，再繼續執行第三行語句以取得senderBalance變數。

後面兩個assert語句則與promise撰寫時完全一樣。這樣改寫後，程式碼的可讀性大大地提昇了！

加入轉帳測試

再透過async/await語句，試著加入轉帳測試：

  it('should have right balance after transfer', async function() {
    const AMOUNT = 123;
    let contract = await HelloToken.deployed();
    // check init balance
    let account0Balance = await contract.balanceOf(accounts[0]);
    let account1Balance = await contract.balanceOf(accounts[1]);
    assert.equal(account0Balance.toNumber(), INITIAL_SUPPLY);
    assert.equal(account1Balance.toNumber(), 0);
    // check balance after transferred
    await contract.transfer(accounts[1], AMOUNT);
    account0Balance = await contract.balanceOf(accounts[0]);
    account1Balance = await contract.balanceOf(accounts[1]);
    assert.equal(account0Balance.toNumber(), INITIAL_SUPPLY - AMOUNT);
    assert.equal(account1Balance.toNumber(), AMOUNT);
  });

運行truffle test可看到測試通過的結果。

  Contract: HelloToken
    ✓ should met initial supply

  Contract: HelloToken Async
    ✓ should met initial supply (101ms)
    ✓ should have right balance after transfer (276ms)


  3 passing (506ms)

講解

let account0Balance = await contract.balanceOf(accounts[0]);
let account1Balance = await contract.balanceOf(accounts[1]);
assert.equal(account0Balance.toNumber(), INITIAL_SUPPLY);
assert.equal(account1Balance.toNumber(), 0);

範例的前半部測試帳戶0與帳戶1中的代幣餘額。帳戶0即部署代幣的帳戶，因此擁有所有的HelloToken代幣，而帳戶1中則沒有HelloToken代幣。

await contract.transfer(accounts[1], AMOUNT);

接著呼叫合約的transfer方法將一些代幣轉入帳戶1。注意這些都是非同步的操作（送出傳輸命令後，要先等待區塊鏈確認），因此需要使用await語句。

account0Balance = await contract.balanceOf(accounts[0]);
account1Balance = await contract.balanceOf(accounts[1]);
assert.equal(account0Balance.toNumber(), INITIAL_SUPPLY - AMOUNT);
assert.equal(account1Balance.toNumber(), AMOUNT);

範例的後半部再次測試帳戶0與帳戶1中的代幣餘額。結果符合轉帳後兩個帳戶的預期代幣數額。

結語

async/await語句相當適合拿來寫非同步的程式，這特性太適合用來寫智能合約的測試了。因為async/await這語法太新，所以大部分的參考資料都還在用Promise來撰寫。我建議當你看到相關的智能合約測試時，可以用async/await改寫看看，會有很不一樣的感受。

參考資料

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