csharp-testing (C# 및 .NET 테스트 패턴)

C# 테스트 패턴 (C# Testing Patterns)

xUnit, FluentAssertions 및 최신 테스트 관행을 사용한 .NET 애플리케이션을 위한 포괄적인 테스트 패턴입니다.

활성화 시점 (When to Activate)

• C# 코드에 대한 새 테스트 작성
• 테스트 품질 및 커버리지 검토
• .NET 프로젝트의 테스트 인프라 설정
• 불안정하거나 느린 테스트 디버깅

테스트 프레임워크 스택 (Test Framework Stack)

도구	목적
xUnit	테스트 프레임워크 (.NET 권장)
FluentAssertions	가독성 높은 단언(assertion) 구문
NSubstitute 또는 Moq	의존성 모킹
Testcontainers	통합 테스트에서 실제 인프라 사용
WebApplicationFactory	ASP.NET Core 통합 테스트
Bogus	현실적인 테스트 데이터 생성

단위 테스트 구조 (Unit Test Structure)

Arrange-Act-Assert

public sealed class OrderServiceTests
{
    private readonly IOrderRepository _repository = Substitute.For<IOrderRepository>();
    private readonly ILogger<OrderService> _logger = Substitute.For<ILogger<OrderService>>();
    private readonly OrderService _sut;

    public OrderServiceTests()
    {
        _sut = new OrderService(_repository, _logger);
    }

    [Fact]
    public async Task PlaceOrderAsync_ReturnsSuccess_WhenRequestIsValid()
    {
        // Arrange
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-123",
            Items = [new OrderItem("SKU-001", 2, 29.99m)]
        };

        // Act
        var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

        // Assert
        result.IsSuccess.Should().BeTrue();
        result.Value.Should().NotBeNull();
        result.Value!.CustomerId.Should().Be("cust-123");
    }

    [Fact]
    public async Task PlaceOrderAsync_ReturnsFailure_WhenNoItems()
    {
        // Arrange
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-123",
            Items = []
        };

        // Act
        var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

        // Assert
        result.IsSuccess.Should().BeFalse();
        result.Error.Should().Contain("at least one item");
    }
}

매개변수화된 테스트 (Parameterized Tests with Theory)

[Theory]
[InlineData("", false)]
[InlineData("a", false)]
[InlineData("[email protected]", false)]
[InlineData("[email protected]", true)]
[InlineData("[email protected]", true)]
public void IsValidEmail_ReturnsExpected(string email, bool expected)
{
    EmailValidator.IsValid(email).Should().Be(expected);
}

[Theory]
[MemberData(nameof(InvalidOrderCases))]
public async Task PlaceOrderAsync_RejectsInvalidOrders(CreateOrderRequest request, string expectedError)
{
    var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

    result.IsSuccess.Should().BeFalse();
    result.Error.Should().Contain(expectedError);
}

public static TheoryData<CreateOrderRequest, string> InvalidOrderCases => new()
{
    { new() { CustomerId = "", Items = [ValidItem()] }, "CustomerId" },
    { new() { CustomerId = "c1", Items = [] }, "at least one item" },
    { new() { CustomerId = "c1", Items = [new("", 1, 10m)] }, "SKU" },
};

NSubstitute를 사용한 모킹 (Mocking with NSubstitute)

[Fact]
public async Task GetOrderAsync_ReturnsNull_WhenNotFound()
{
    // Arrange
    var orderId = Guid.NewGuid();
    _repository.FindByIdAsync(orderId, Arg.Any<CancellationToken>())
        .Returns((Order?)null);

    // Act
    var result = await _sut.GetOrderAsync(orderId, CancellationToken.None);

    // Assert
    result.Should().BeNull();
}

[Fact]
public async Task PlaceOrderAsync_PersistsOrder()
{
    // Arrange
    var request = ValidOrderRequest();

    // Act
    await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

    // Assert — verify the repository was called
    await _repository.Received(1).AddAsync(
        Arg.Is<Order>(o => o.CustomerId == request.CustomerId),
        Arg.Any<CancellationToken>());
}

ASP.NET Core 통합 테스트 (ASP.NET Core Integration Tests)

WebApplicationFactory 설정

public sealed class OrderApiTests : IClassFixture<WebApplicationFactory<Program>>
{
    private readonly HttpClient _client;

    public OrderApiTests(WebApplicationFactory<Program> factory)
    {
        _client = factory.WithWebHostBuilder(builder =>
        {
            builder.ConfigureServices(services =>
            {
                // Replace real DB with in-memory for tests
                services.RemoveAll<DbContextOptions<AppDbContext>>();
                services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
                    options.UseInMemoryDatabase("TestDb"));
            });
        }).CreateClient();
    }

    [Fact]
    public async Task GetOrder_Returns404_WhenNotFound()
    {
        var response = await _client.GetAsync($"/api/orders/{Guid.NewGuid()}");

        response.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.NotFound);
    }

    [Fact]
    public async Task CreateOrder_Returns201_WithValidRequest()
    {
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-1",
            Items = [new("SKU-001", 1, 19.99m)]
        };

        var response = await _client.PostAsJsonAsync("/api/orders", request);

        response.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.Created);
        response.Headers.Location.Should().NotBeNull();
    }
}

Testcontainers를 사용한 테스트

public sealed class PostgresOrderRepositoryTests : IAsyncLifetime
{
    private readonly PostgreSqlContainer _postgres = new PostgreSqlBuilder()
        .WithImage("postgres:16-alpine")
        .Build();

    private AppDbContext _db = null!;

    public async Task InitializeAsync()
    {
        await _postgres.StartAsync();
        var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
            .UseNpgsql(_postgres.GetConnectionString())
            .Options;
        _db = new AppDbContext(options);
        await _db.Database.MigrateAsync();
    }

    public async Task DisposeAsync()
    {
        await _db.DisposeAsync();
        await _postgres.DisposeAsync();
    }

    [Fact]
    public async Task AddAsync_PersistsOrder()
    {
        var repo = new SqlOrderRepository(_db);
        var order = Order.Create("cust-1", [new OrderItem("SKU-001", 2, 10m)]);

        await repo.AddAsync(order, CancellationToken.None);

        var found = await repo.FindByIdAsync(order.Id, CancellationToken.None);
        found.Should().NotBeNull();
        found!.Items.Should().HaveCount(1);
    }
}

테스트 조직 (Test Organization)

tests/
  MyApp.UnitTests/
    Services/
      OrderServiceTests.cs
      PaymentServiceTests.cs
    Validators/
      EmailValidatorTests.cs
  MyApp.IntegrationTests/
    Api/
      OrderApiTests.cs
    Repositories/
      OrderRepositoryTests.cs
  MyApp.TestHelpers/
    Builders/
      OrderBuilder.cs
    Fixtures/
      DatabaseFixture.cs

테스트 데이터 빌더 (Test Data Builders)

public sealed class OrderBuilder
{
    private string _customerId = "cust-default";
    private readonly List<OrderItem> _items = [new("SKU-001", 1, 10m)];

    public OrderBuilder WithCustomer(string customerId)
    {
        _customerId = customerId;
        return this;
    }

    public OrderBuilder WithItem(string sku, int quantity, decimal price)
    {
        _items.Add(new OrderItem(sku, quantity, price));
        return this;
    }

    public Order Build() => Order.Create(_customerId, _items);
}

// Usage in tests
var order = new OrderBuilder()
    .WithCustomer("cust-vip")
    .WithItem("SKU-PREMIUM", 3, 99.99m)
    .Build();

일반적인 안티패턴 (Common Anti-Patterns)

안티패턴	해결책
구현 세부 사항 테스트	동작과 결과를 테스트하세요
공유되는 가변 테스트 상태	테스트마다 새 인스턴스 사용 (xUnit은 생성자를 통해 이를 수행합니다)
비동기 테스트에서 Thread.Sleep 사용	Task.Delay와 타임아웃 또는 폴링 헬퍼 사용
ToString() 출력에 대한 단언	타입 속성에 대해 단언하세요
테스트당 하나의 거대한 단언	테스트당 하나의 논리적 단언
구현을 설명하는 테스트 이름	동작에 따라 이름 지정: Method_ExpectedResult_WhenCondition
CancellationToken 무시	항상 전달하고 취소 확인

테스트 실행 (Running Tests)

# Run all tests
dotnet test

# Run with coverage
dotnet test --collect:"XPlat Code Coverage"

# Run specific project
dotnet test tests/MyApp.UnitTests/

# Filter by test name
dotnet test --filter "FullyQualifiedName~OrderService"

# Watch mode during development
dotnet watch test --project tests/MyApp.UnitTests/