Chaincode调试 —— 开发者模式和单元测试

2024-02-21 17:57:22

在fabric开发中，chaincode的测试是一个令人比较头疼的问题，一是由于实际情况中chaincode中的存储和查询是依赖于peer节点上的状态数据库的，所以无法在本地直接测试；二是由于chaincode是运行于容器中的，这导致我们很难获取在代码中打印的日志。

如果直接在实际开发环境中测试chaincode就更麻烦了，每一次调试都需要重启整个网络（有可能还是多机部署的），并且要创建和加入通道，安装以及实例化链码，这严重影响了测试的效率。下面介绍两种测试链码的手段，一种是开发者 (dev) 模式，在本地单机搭建一个简单的网络来进行测试；另一种是单元测试 (UT)，可以无需启动节点环境，自动化测试所有接口。

开发者模式

环境分析

使用开发者调试环境，需要先下载fabric-samples，置于$GOPATH/src下。开发者调试目录位于：

fabric-samples/chaincode-docker-devmode

首先分析一下目录中的 docker-compose-simple.yaml 文件：
该网络中包含1个orderer节点，1个peer节点，1个chaincode容器（负责运行我们要测试的链码），1个cli容器（负责发送请求来测试链码）。

有两点需要注意的：

  • 在cli容器的command项中可以看见，启动后会自动执行当前目录下的script.sh脚本，该脚本会自动创建名为myc的通道，并且将节点加入。所以我们只需要安装和实例化链码即可。
  • 在chaincode容器的volumes中可以看见这样一条映射：
    - ./../chaincode:/opt/gopath/src/chaincode
    说明fabric-samples/chaincode目录会映射到容器内部，这也是我们待测试链码需要放置的地方。为了方便管理，我们可以在该目录下为每个链码再分配一个目录，然后把要测试的链码放在其中。（当然也可以直接修改映射指向自己chaincode的实际路径）。

测试过程

这里在以最简单的sacc.go为例，该链码只涉及到简单的存储（set）和查询（get）功能。整个过程需要启动三个终端：

终端一：启动网络
首先进入开发者模式目录：

cd fabric-samples/chaincode-docker-devmode

启动网络：

docker-compose -f docker-compose-simple.yaml up

当看到Going to wait for newer blocks时表示启动成功，此时网络中存在四个容器（1 orderer，1 peer， 1 chaincode， 1 cli），创建了通道myc并将peer成功加入。

终端二：编译链码
进入chaincode容器

docker exec -it chaincode bash

编译想要测试的chaincode：

cd sacc
go build

成功执行后单当前目录下会出现生成的可执行文件。此时需要启动这个可执行文件：

CORE_PEER_ADDRESS=peer:7052 CORE_CHAINCODE_ID_NAME=mycc:0 ./sacc

注：这里有个不解的小问题，官网教程中的端口是peer:7051，并且当前peer确实也在监听7051，但是写成7051就会报错：Error starting SimpleAsset chaincode: error sending chaincode REGISTER。

当出现starting up ...的提示就说明链码启动成功了，在这个终端二里可以输出chaincode中的日志（比如通过fmt.Print()打印的内容）。

终端三：在cli中测试链码
进入cli容器：

docker exec -it cli bash

安装和实例化链码（实例化设置了a的初始值10）：

peer chaincode install -p chaincodedev/chaincode/sacc -n mycc -v 0
peer chaincode instantiate -n mycc -v 0 -c '{"Args":["a","10"]}' -C myc

进行测试：
调用set()接口将a的值设置为20:

peer chaincode invoke -n mycc -c '{"Args":["set", "a", "20"]}' -C myc

调用get()接口查询a的值，发现a的值已经更新为20，测试完毕。

peer chaincode query -n mycc -c '{"Args":["get","a"]}' -C myc

在开发者环境中加入couchdb

如果实际开发的链码中使用了couchdb提供的富查询，则需要在测试环境中加入couchdb容器。

只需要对docker-compose-simple.yaml文件进行修改即可:
首先在文件中添加couchdb段的配置：

couchdb:
    container_name: couchdb
    image: hyperledger/fabric-couchdb
    environment:
      - COUCHDB_USER=
      - COUCHDB_PASSWORD=
    ports:
      - 5984:5984
    networks:
      - default

在peer的environment部分添加：

environment:
	- CORE_LEDGER_STATE_STATEDATABASE=CouchDB
	- CORE_LEDGER_STATE_COUCHDBCONFIG_COUCHDBADDRESS=couchdb:5984
	- CORE_LEDGER_STATE_COUCHDBCONFIG_USERNAME=
	- CORE_LEDGER_STATE_COUCHDBCONFIG_PASSWORD=

在peer的depends_on部分添加：

depends_on:
	- couchdb

执行docker-compose命令后就可以启动couchdb容器，同时在浏览器中输入地址http://localhost:5984/_utils还可以进入couchdb的web端管理界面，更清晰的看到存入的数据，从而方便配合我们进行测试。

单元测试

单元测试 (UT) 可以提高调试的效率和我们代码的质量。fabric中提供了一个MockStub类用于单元测试。

单元测试

单元测试不需要启动任何网络节点，通过我们的测试文件就可以在本地对链码中的接口进行调用测试。

其原理就是在MockStub类中维护一个map[string][]byte来模拟key-val的状态数据库，链码调用的PutStat() 和 GetStat() 其实是作用于内存中的map。

MockStub主要提供两个函数来模拟背书节点对链码的调用：MockInit()和MockInvoke()，分别调用Init和Invoke接口。接收的参数均为类型为string的uuid（随便设置即可），以及一个二维byte数组（用于测试的提供参数）。

单元测试的要求：

  • 需要导入testing包
  • 单元测试文件以_test.go结尾
  • 测试用例的函数必须以Test开头

单元测试的例子
下面是对sacc.go的单元测试例子，由于该代码较简单，这里就将几个接口的测试写在一个case里。创建sacc_test.go文件，测试用例如下：

func TestFunc(t *testing.T) {
    cc := new(SimpleAsset)          				// 创建Chaincode对象
    stub := shim.NewMockStub("sacc", cc)			// 创建MockStub对象
    // 调用Init接口，将a的值设为90
    stub.MockInit("1", [][]byte{[]byte("a"), []byte("90")})
    // 调用get接口查询a的值
    res := stub.MockInvoke("1", [][]byte{[]byte("get"), []byte("a")})
    fmt.Println("The value of a is", string(res.Payload))
    // 调用set接口设置a为100
    stub.MockInvoke("1", [][]byte{[]byte("set"), []byte("a"), []byte("100")})
    // 再次查询a的值
    res = stub.MockInvoke("1", [][]byte{[]byte("get"), []byte("a")})
    fmt.Println("The new value of a is", string(res.Payload))
}

在当前目录执行go test，输出结果如下

Chaincode调试 —— 开发者模式和单元测试

还可以查看更详细的测试结果，如覆盖率：

go test -cover -covermode count -coverprofile ./cover.out

输出结果，可以看见覆盖率为68.8%，覆盖率越高说明测试用例写的越完整。

Chaincode调试 —— 开发者模式和单元测试

进一步执行以下命令可以将刚刚生成的cover.out文件转化为html页面在浏览器中更具体的看见测试的覆盖程度。

go tool cover -html=./cover.out

Chaincode调试 —— 开发者模式和单元测试

实际测试的时候对每个接口都应该有不止一个case，需要考虑到反例或其他边界条件，还可以在测试时将预期得到的结果与实际得到的结果进行比较，如果不一致就报错使用例不显示PASS。

性能测试

性能测试的函数必须以Benchmark开头，接收的参数类型为*testing.B。这里我将一次存储和查询合并为一次操作(operation)来进行测试，代码如下：

func BenchmarkFunc(b *testing.B) {
    cc := new(SimpleAsset)
    stub := shim.NewMockStub("sacc", cc)
    for i :=0 ; i< b.N; i++ {
        stub.MockInvoke("1", [][]byte{[]byte("set"), []byte("a"), []byte("100")})
        stub.MockInvoke("1", [][]byte{[]byte("get"), []byte("a")})
    }
}

循环的次数为 b.N，并且每次测试时整个函数会被执行三次，N的数量会不断增加，如100, 10k, 300k。

执行测试：

go test --benchmem -bench=.

测试结果如图，ns/op 指的是平均每次操作花费的纳秒数，B/op指平均每次操作占用的内存大小。

Chaincode调试 —— 开发者模式和单元测试

由于实际情况下chaincode的接口是面向状态数据库的，而这里是用内存的读写来模拟的，所以这里的性能测试显得意义不是很大，但是如果链码中存在一些比较耗时的计算等操作，还是可以性能测试一下的。

总结

使用开发者 (dev) 模式进行测试：

  • 好处是网络规模简单，可以在终端中直接看到链码打印的日志，使用cli命令行容器测试也比较方便（可以写成测试脚本映射到cli容器中自动执行）。
  • 不足之处为每次修改链码后还是需要重新启动整个网络，再次编译、安装和实例化链码，不过这些操作都可以写成一个脚本一键完成。

使用单元测试：

  • 好处是不需要启动网络环境，一条简单的命令就可以在本地自动化执行，且可以帮助我们很规范地对接口进行完整的测试。
  • 不足之处是目前还无法测试基于couchDB的富查询操作。

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