PHP Trait 测试:轻松搞定 static 返回类型验证
2025-03-29 23:59:29
好的,这是你要的博客文章:
PHP Trait 测试难?搞定 static
返回类型验证
咱们在用 PHP 开发的时候,Trait 是个好东西,能帮我们复用代码。但有时候,给 Trait 写测试,尤其是涉及到 static
类型或者闭包的时候,就有点头疼了。
今天就来聊聊这样一个场景:假设你写了个 Trait叫 HasDefault
,目的是确保用了这个 Trait 的类,都有个静态的 $default
属性。这个属性是个可执行的回调(callable),调用它就能拿到这个类的默认实例。
<?php
trait HasDefault
{
private static $default;
public static function setDefault(callable $fn): void
{
// 重点:这里尝试在设置时就检查类型
self::checkWhetherCallableReturnsClass($fn);
static::$default = $fn;
}
public static function getDefault(): static
{
if (!isset(static::$default)) {
static::initDefault();
}
// 实际返回实例的地方
return call_user_func(static::$default);
}
protected static function initDefault(): void
{
// 默认的初始化逻辑
static::$default = function (): static {
return new static();
};
}
/**
* 检查回调的返回类型是否符合要求 (核心痛点)
* 理论上需要确保返回的是 `static` 或使用 Trait 的类本身,
* 或者 `static&SomeInterface` 这种交叉类型。
*/
private static function checkWhetherCallableReturnsClass(callable $fn): void
{
// 实现细节:通常用 Reflection 来检查 $fn 的返回类型提示
// 但这里问题就来了... 闭包怎么查?匿名类的名字是什么?
// 示例性的伪代码,实际实现会复杂得多
try {
if ($fn instanceof \Closure) {
// 对于闭包,PHP 7.x 很难静态获取返回类型
// PHP 8+ 可以用 ReflectionFunction 获取,但匿名类的名称问题仍在
$reflectionFunc = new \ReflectionFunction($fn);
$returnType = $reflectionFunc->getReturnType();
// 后续需要复杂的逻辑判断 returnType 是否符合 static 的要求
// ... 这部分非常棘手,尤其是对于匿名类 ...
// throw new \InvalidArgumentException("Callable return type for Closure is invalid.");
} elseif (is_array($fn) && count($fn) === 2) { // like [$object, 'method'] or [ClassName::class, 'method']
$reflectionMethod = new \ReflectionMethod($fn[0], $fn[1]);
$returnType = $reflectionMethod->getReturnType();
// 同样需要复杂逻辑判断 returnType 是否是 static, self, 或具体的类名
// 并且要和 `static::class` (使用 Trait 的类) 进行比较
// ... 这也很复杂 ...
// throw new \InvalidArgumentException("Callable return type for method is invalid.");
}
// ... 其他 callable 类型 ...
// 理想的检查逻辑(非常简化):
// 1. 获取 callable 的 Reflection 对象 (Function or Method)
// 2. 获取其 ReturnType (ReflectionType)
// 3. 判断 ReturnType:
// - 是 ReflectionNamedType 吗?
// - 名字是 'static'? -> OK
// - 名字是 'self'? -> OK (在 Trait 定义的上下文中)
// - 名字是 `get_called_class()` (实际使用 Trait 的类)? -> OK
// - 是 ReflectionIntersectionType 吗?
// - 包含 'static' 或 'self' 或 `get_called_class()`? -> OK
// - 其他情况 -> Error
// 4. 如果是闭包且没有类型提示 -> Error? 或者跳过检查?
// 这个检查非常难完美实现,且可能过度设计。
} catch (\ReflectionException $e) {
throw new \InvalidArgumentException("Cannot reflect callable: " . $e->getMessage());
}
}
}
核心要求是:$default
回调返回的对象,必须是 使用了这个 Trait 的那个类 的实例,或者是它的子类实例。就像上面代码里 getDefault()
的返回类型 static
所表明的那样。
问题来了:我们想更“主动”一点,不等到调用 getDefault()
的时候才发现类型不对,而是希望在调用 setDefault()
设置回调函数的时候,就提前检查。所以加了个 checkWhetherCallableReturnsClass
私有方法,打算用 PHP 的反射(Reflection)来检查回调的返回类型标记。
这个检查逻辑期望支持以下返回类型:
- 使用 Trait 的类的 FQCN (完全限定类名)。
static
或self
(前提是它们最终解析为使用 Trait 的类)。- 交叉类型,比如
static&SomeInterface
,同样static
需要符合上面的要求。
测试的麻烦在哪?
一般测这种东西,用匿名类挺方便的。比如这样搞一个:
<?php
use PHPUnit\Framework\TestCase;
// 把 Trait 代码放在这里或 require 进来
trait HasDefault { /* ... 上面的 Trait 代码 ... */ }
class HasDefaultTraitTest extends TestCase
{
private function getObjectThatUsesTrait(): object
{
// 创建一个使用了 HasDefault Trait 的匿名类的实例
return new class(0) {
use HasDefault;
// 可以重写 Trait 的方法,或者添加自己的逻辑
protected static function initDefault(): void
{
static::$default = function (): self { // 这里用 self 指代这个匿名类自身
return new self(5); // 返回一个带有 ID 的新实例
};
}
// 用构造函数区分不同实例
public function __construct(public int $id)
{
}
// 测试用的方法:返回 $this
public function returnThisByStatic(): static
{
return $this;
}
public function returnThisBySelf(): self
{
return $this;
}
// 测试用的方法:返回新实例
public static function returnsNewByStatic(): static
{
return new static(1);
}
public static function returnsNewBySelf(): self
{
return new self(2);
}
};
}
// 测试各种有效的方法引用作为回调
public function testSetDefaultWithValidMethodReferences(): void
{
// 测试实例方法 (返回 $this)
$objectInstance1 = $this->getObjectThatUsesTrait();
$objectInstance1::setDefault([$objectInstance1, 'returnThisByStatic']);
$this->assertSame($objectInstance1, $objectInstance1::getDefault(), 'Test with instance method returning static');
$this->assertEquals(0, $objectInstance1::getDefault()->id);
$objectInstance2 = $this->getObjectThatUsesTrait();
$objectInstance2::setDefault([$objectInstance2, 'returnThisBySelf']);
$this->assertSame($objectInstance2, $objectInstance2::getDefault(), 'Test with instance method returning self');
$this->assertEquals(0, $objectInstance2::getDefault()->id);
// 测试静态方法 (返回新实例)
$objectClass3 = get_class($this->getObjectThatUsesTrait()); // 获取匿名类的类名
$objectClass3::setDefault([$objectClass3, 'returnsNewByStatic']);
$defaultInstance3 = $objectClass3::getDefault();
$this->assertInstanceOf($objectClass3, $defaultInstance3);
$this->assertEquals(1, $defaultInstance3->id, 'Test with static method returning static');
$objectClass4 = get_class($this->getObjectThatUsesTrait());
$objectClass4::setDefault([$objectClass4, 'returnsNewBySelf']);
$defaultInstance4 = $objectClass4::getDefault();
$this->assertInstanceOf($objectClass4, $defaultInstance4);
$this->assertEquals(2, $defaultInstance4->id, 'Test with static method returning self');
}
// ... 其他测试 ...
}
用上面 getObjectThatUsesTrait
创建的对象和类,再写几个测试用例,比如:
// (接上面 Test Case)
public function testDefaultInitialization(): void
{
$object = $this->getObjectThatUsesTrait();
// 不调用 setDefault,直接 getDefault,应该触发 initDefault
$defaultInstance = $object::getDefault();
$this->assertInstanceOf(get_class($object), $defaultInstance);
$this->assertEquals(5, $defaultInstance->id, 'Test default initDefault logic');
}
// ... 更多测试 ...
上面这些,测试起来都没啥问题。因为 returnThisByStatic
, returnsNewBySelf
这些方法都有明确的返回类型 static
或 self
,checkWhetherCallableReturnsClass
通过反射能拿到信息(理论上,如果 checkWhetherCallableReturnsClass
实现了那复杂的逻辑)。
真正的坑来了:怎么测闭包(Closure)?
public function testSetDefaultWithClosure(): void
{
$object = $this->getObjectThatUsesTrait();
$objectInstanceToReturn = $this->getObjectThatUsesTrait(); // 假设我们需要返回一个特定的实例
// 这个闭包没有返回类型提示!
$object::setDefault(function () use ($objectInstanceToReturn) {
return $objectInstanceToReturn;
});
// 这个断言能过,因为 getDefault 实际执行了闭包
$this->assertSame($objectInstanceToReturn, $object::getDefault());
// 但是,如果 checkWhetherCallableReturnsClass 被严格执行,
// 它很可能在 setDefault 时就因为无法确定闭包的返回类型而抛出异常。
// 如果允许无类型提示的闭包,那这个检查还有意义吗?
}
public function testSetDefaultWithClosureAndPhp8ReturnType(): void
{
// 仅适用于 PHP 8.0+
if (version_compare(PHP_VERSION, '8.0.0', '<')) {
$this->markTestSkipped('Closure return types are available in PHP 8.0+');
}
$object = $this->getObjectThatUsesTrait();
$theClass = get_class($object); // 获取匿名类的名称
// 关键点:PHP 8+ 可以在闭包上添加返回类型!
// 但这里又卡住了:匿名类的名字是动态生成的(类似 "class@anonymous..."),
// 你没法直接写在代码里作为返回类型提示。
// $object::setDefault(function() use ($object): class@anonymous... { return $object; }); // 这样写语法错误
// 如果闭包返回的是 `static` 或 `self`,可能还有戏,
// 但这取决于 `checkWhetherCallableReturnsClass` 如何解析它们。
// 对于 `static`,PHP 8 的 ReflectionFunction 可以识别。
try {
eval("
\$object = \$this->getObjectThatUsesTrait();
\$theClass = get_class(\$object);
\$object::setDefault(function() use (\$object): static { return \$object; });
"); // 使用 eval 是为了动态插入 static 类型提示,这在实际测试中非常不推荐!
$this->assertSame($object, $object::getDefault());
} catch (\Throwable $e) {
// 如果 checkWhetherCallableReturnsClass 严格执行,或者环境不支持,可能会失败
$this->fail("Failed to set default with Closure having 'static' return type: " . $e->getMessage());
}
// 小结:即便 PHP 8 支持了闭包类型提示,配合匿名类,测试 `setDefault` 的检查逻辑依然很别扭。
}
麻烦就在于:
- 闭包没类型提示 :上面那个闭包
function () use ($objectInstanceToReturn) { ... }
,根本没写返回类型。PHP 7.x 的反射拿不到它的返回类型信息,checkWhetherCallableReturnsClass
检查个啥?直接就该报错(如果严格检查的话),或者干脆跳过检查,那这个检查不就形同虚设了? - 匿名类名字未知 :就算用 PHP 8+ 的带类型提示的闭包,比如
function(): XXX { ... }
,那这个XXX
该写啥?匿名类的名字是动态生成的,类似class@anonymous...
,你总不能硬编码这个吧?写static
或self
也许行,但这又回到了checkWhetherCallableReturnsClass
如何解释static/self
的问题上。 - 测试继承 :我们还希望测试当一个类继承了另一个使用
HasDefault
的类时,行为是否正确。但匿名类是final
的,没法继承。想测继承,就不能用匿名类。 - PHPUnit 的 Mock 工具 :你可能想到用 PHPUnit 自带的 Trait 测试工具,比如
$this->getMockForTrait()
或$this->getObjectForTrait()
。可惜,哥们儿,这些方法已经被官方标记为 deprecated 了,并且在 PHPUnit 10 中移除了,官方建议你直接用具体类或匿名类来测试 Trait。详见:https://github.com/sebastianbergmann/phpunit/issues/5244
兜了一圈,不仅 checkWhetherCallableReturnsClass
本身实现起来困难重重,连测试这个检查逻辑都这么费劲。这时候就得琢磨了:费这么大劲在 setDefault
里做这个预检查,到底值不值?我是不是钻牛角尖了?
解决方案有哪些?
别急,路不止一条。咱们看看有哪些搞法。
方案一:把检查重心放在 getDefault()
(运行时检查)
这是最直接,也可能是最实用的方法。
-
原理: 不再纠结于在
setDefault()
时用反射做静态分析。让setDefault()
只管设置回调。核心的类型保证交给getDefault()
的static
返回类型声明。PHP 引擎本身会在getDefault()
返回时检查类型是否匹配static
(即调用时的类)。如果回调返回了错误类型的对象,PHP 会在getDefault()
这里抛出TypeError
。你的测试只需要验证getDefault()
的行为即可。 -
优点:
HasDefault
Trait 变简单了,去掉了那个复杂还不好测的checkWhetherCallableReturnsClass
方法。- 测试变简单了,只用关心
getDefault()
是否返回了预期的、类型正确的对象。测试覆盖了实际运行时的行为。 - 避免了反射带来的复杂性和潜在的性能开销(尽管在
setDefault
里影响不大)。
-
缺点:
- 类型错误要等到
getDefault()
被调用时才发现,而不是在设置回调时。但在单元测试里,这个问题不大,因为你肯定会测getDefault()
。
- 类型错误要等到
-
怎么做:
-
简化 Trait:
<?php trait HasDefaultSimplified { private static $default; // 直接设置,不检查了 public static function setDefault(callable $fn): void { static::$default = $fn; } // 依赖 PHP 的 static 返回类型检查 public static function getDefault(): static { if (!isset(static::$default)) { static::initDefault(); } // PHP 会在这里检查 call_user_func 的结果是否符合 static return call_user_func(static::$default); } protected static function initDefault(): void { static::$default = function (): static { return new static(); }; } }
-
调整测试: 测试重点放在验证
getDefault()
的返回值和类型。<?php use PHPUnit\Framework\TestCase; // 使用简化后的 Trait trait HasDefaultSimplified { /* ... 上面的简化版 Trait 代码 ... */ } class HasDefaultSimplifiedTraitTest extends TestCase { private function getObjectThatUsesTrait(): object { return new class('default_id') { // 用 id 区分 use HasDefaultSimplified; // 注意:用了简化版 Trait public function __construct(public string $id) {} public static function createStatic(): static { return new static('created_static'); } public function createSelf(): self { return new self('created_self'); } }; } // 测试有效的设置 public function testGetDefaultReturnsCorrectType(): void { $object = $this->getObjectThatUsesTrait(); $objectClass = get_class($object); // 1. 测试默认初始化 $defaultInstance = $objectClass::getDefault(); $this->assertInstanceOf($objectClass, $defaultInstance); // 假设默认 initDefault 创建的对象没有特殊 ID,或者你可以给它设一个 // $this->assertEquals('default_init_id', $defaultInstance->id); // 2. 测试设置静态方法 $objectClass::setDefault([$objectClass, 'createStatic']); $instanceFromStatic = $objectClass::getDefault(); $this->assertInstanceOf($objectClass, $instanceFromStatic); $this->assertEquals('created_static', $instanceFromStatic->id); // 3. 测试设置实例方法 (需要一个实例来调用) $objectInstance = new $objectClass('instance_id'); $objectClass::setDefault([$objectInstance, 'createSelf']); $instanceFromSelf = $objectClass::getDefault(); $this->assertInstanceOf($objectClass, $instanceFromSelf); $this->assertEquals('created_self', $instanceFromSelf->id); // 4. 测试设置闭包 $specificInstance = new $objectClass('specific_closure_instance'); $objectClass::setDefault(function() use ($specificInstance): object { // 返回类型写 object 或省略都行 return $specificInstance; }); $instanceFromClosure = $objectClass::getDefault(); $this->assertInstanceOf($objectClass, $instanceFromClosure); // PHP 的 static 检查通过 $this->assertSame($specificInstance, $instanceFromClosure); } // 测试设置无效的回调 (可选,但推荐) public function testGetDefaultThrowsErrorForInvalidType(): void { $object = $this->getObjectThatUsesTrait(); $objectClass = get_class($object); // 设置一个返回不相关对象的闭包 $objectClass::setDefault(function(): \stdClass { return new \stdClass(); }); // 期望调用 getDefault 时 PHP 抛出 TypeError $this->expectException(\TypeError::class); // 可以更精确地匹配错误消息,如果需要的话 // $this->expectExceptionMessageMatches('/Return value must be of type static/'); $objectClass::getDefault(); } }
-
-
安全建议: 无特殊安全建议,依赖 PHP 内建类型检查是标准做法。
方案二:弃用匿名类,拥抱具体测试类
如果你确实需要测试继承,或者觉得匿名类写起来别扭,那就老老实实定义几个专门用于测试的类。
-
原理: 在你的测试文件里,或者测试的
_support
目录下,定义几个具体的类。一个基类使用HasDefault
Trait,再来个子类继承它。这样你就有明确的类名了,可以在闭包或者方法签名里写清楚返回类型。 -
优点:
- 类名明确,解决了匿名类在类型提示上的尴尬。
- 可以轻松测试继承场景。
- 代码结构更清晰,特别是测试复杂交互时。
-
缺点:
- 需要写更多“辅助”代码(定义测试类)。
-
怎么做:
- 定义测试类:
<?php // --- 放在测试文件顶部,或者单独的辅助文件里 --- // 基类 class BaseTestClassForHasDefault { use HasDefault; // 或者用简化版的 HasDefaultSimplified public function __construct(public string $id = 'base_default') {} // 示例方法 public static function makeStatic(): static { return new static('base_static'); } public function makeSelf(): self { return new self('base_self'); } // 可以覆盖 Trait 的 initDefault protected static function initDefault(): void { static::$default = fn(): static => new static('base_init'); } } // 子类 class ChildTestClassForHasDefault extends BaseTestClassForHasDefault { public function __construct(public string $id = 'child_default') { parent::__construct($id); } // 子类自己的方法 public static function makeChildStatic(): static { return new static('child_static'); } public function makeChildOnly(): self { return new self('child_only'); } // 覆盖父类的 initDefault protected static function initDefault(): void { static::$default = fn(): static => new static('child_init'); } } // 一个不相关的类,用于测试错误情况 class UnrelatedClass {} // --- 测试 Case --- use PHPUnit\Framework\TestCase; class HasDefaultWithConcreteClassesTest extends TestCase { // 使用 BaseTestClassForHasDefault 进行测试 public function testBaseClassBehavior(): void { // 默认初始化 $defaultBase = BaseTestClassForHasDefault::getDefault(); $this->assertInstanceOf(BaseTestClassForHasDefault::class, $defaultBase); $this->assertEquals('base_init', $defaultBase->id); // 检查是否调用了 Base 的 initDefault // 设置静态方法 BaseTestClassForHasDefault::setDefault([BaseTestClassForHasDefault::class, 'makeStatic']); $fromStatic = BaseTestClassForHasDefault::getDefault(); $this->assertInstanceOf(BaseTestClassForHasDefault::class, $fromStatic); $this->assertEquals('base_static', $fromStatic->id); // 设置闭包 (现在可以写返回类型了!) if (version_compare(PHP_VERSION, '8.0.0', '>=')) { // PHP 8+ 可以加类型提示 BaseTestClassForHasDefault::setDefault(function(): BaseTestClassForHasDefault { return new BaseTestClassForHasDefault('base_closure_php8'); }); } else { // PHP 7.x 只能这样,依赖运行时检查 BaseTestClassForHasDefault::setDefault(function() { return new BaseTestClassForHasDefault('base_closure_php7'); }); } $fromClosure = BaseTestClassForHasDefault::getDefault(); $this->assertInstanceOf(BaseTestClassForHasDefault::class, $fromClosure); $this->assertStringContainsString('base_closure', $fromClosure->id); } // 使用 ChildTestClassForHasDefault 测试继承和 static 解析 public function testChildClassBehavior(): void { // 默认初始化 (应调用 Child 的 initDefault) $defaultChild = ChildTestClassForHasDefault::getDefault(); $this->assertInstanceOf(ChildTestClassForHasDefault::class, $defaultChild); $this->assertEquals('child_init', $defaultChild->id); // 设置父类的静态方法 (返回的是 Child 实例) ChildTestClassForHasDefault::setDefault([ChildTestClassForHasDefault::class, 'makeStatic']); $fromParentStatic = ChildTestClassForHasDefault::getDefault(); // 因为 makeStatic 返回 `static`, 在 Child 上下文调用,应该返回 Child 实例 $this->assertInstanceOf(ChildTestClassForHasDefault::class, $fromParentStatic); $this->assertEquals('base_static', $fromParentStatic->id); // ID 来自父类方法 // 设置子类的静态方法 ChildTestClassForHasDefault::setDefault([ChildTestClassForHasDefault::class, 'makeChildStatic']); $fromChildStatic = ChildTestClassForHasDefault::getDefault(); $this->assertInstanceOf(ChildTestClassForHasDefault::class, $fromChildStatic); $this->assertEquals('child_static', $fromChildStatic->id); // 设置返回父类实例的闭包 (应该在 getDefault 时失败) ChildTestClassForHasDefault::setDefault(function(): BaseTestClassForHasDefault { return new BaseTestClassForHasDefault('explicit_base_instance'); }); $this->expectException(\TypeError::class); ChildTestClassForHasDefault::getDefault(); // 这里会抛异常,因为 Base 不是 Child } // 测试设置完全错误的类型 public function testSettingInvalidTypeCallback(): void { BaseTestClassForHasDefault::setDefault(function(): UnrelatedClass { return new UnrelatedClass(); }); $this->expectException(\TypeError::class); BaseTestClassForHasDefault::getDefault(); } }
- 定义测试类:
方案三:重新审视 checkWhetherCallableReturnsClass
的必要性
这是最高层次的思考:我们真的需要这个 setDefault
里的预检查吗?
-
论点:
getDefault(): static
已经提供了运行时的强类型保证。PHP 底层会做检查。- 在
setDefault
里用反射模拟这个检查,实现起来复杂、易出错,还难测试,尤其对闭包和匿名类。属于是“吃力不讨好”。 - 这个检查逻辑是否真的增加了代码的健壮性,足以抵消它带来的复杂度和维护成本?多数情况下可能未必。如果一个开发者传了个明显错误的回调,比如
fn() => new \DateTime()
,难道不是应该在getDefault()
时快速失败更直接吗? - 单元测试应该关注的是 Trait 的 对外可观察行为 (
getDefault
是否按预期工作),而不是其内部实现的细枝末节(比如那个私有的检查方法)。过于关注内部实现细节,会让测试变得脆弱,一旦内部实现微调(即使不影响外部行为),测试就可能失败。
-
建议: 优先采用方案一 。简化 Trait,移除
checkWhetherCallableReturnsClass
,依赖getDefault(): static
和相应的单元测试来保证正确性。这通常是投入产出比最高的选择。 -
如果非要提前检查: 如果有特殊场景(比如框架层面的强制约束)真的必须在
setDefault
做点什么,可以考虑:- 简化检查目标: 不追求完美的
static
解析,只检查比较明确的情况,比如返回类型是self
或者具体的类名。对闭包或无法解析的情况,要么信任开发者,要么干脆禁止使用这些形式的回调。 - 文档约束: 在文档(PHPDoc)里明确写清楚对回调函数的要求,依靠开发者自觉和代码审查。
- 简化检查目标: 不追求完美的
选哪个?
- 追求简单实用、相信 PHP 类型系统和运行时检查? -> 方案一 。删掉
checkWhetherCallableReturnsClass
,简化 Trait,把测试重心放在getDefault()
上。这是最推荐的做法。 - 非常需要测试继承、不介意写辅助代码? -> 方案二 。用具体的测试类替代匿名类。可以配合方案一的简化 Trait,也可以保留(并实现)
checkWhetherCallableReturnsClass
,因为此时你有明确的类名,反射检查稍微容易一点(但依然复杂)。 - 觉得预检查逻辑过度设计、投入产出比低? -> 方案三 。这是一个思路上的转变,让你回归到测试的核心目标——验证行为,而不是实现细节。这通常会引导你走向方案一。
总而言之,对于测试 PHP Trait 中涉及 static
和 callable 的复杂场景,特别是像 HasDefault
这样依赖回调返回特定类型实例的情况,过度依赖在设置时进行复杂的静态反射检查,往往会把简单问题复杂化,并且测试起来非常困难。退一步,依赖 PHP 自身的 static
返回类型检查和充分的 getDefault()
行为测试,通常是更简洁、更健壮、也更符合单元测试原则的做法。