gmock和cppfreemock原理学习

1.gmock用法

gmock（Google Mock）是 Google Test 的一个扩展库，专门用于 C++ 单元测试中的模拟（mocking）。它的核心原理是通过 继承和方法重载/覆盖 来模拟 C++ 中的虚函数，从而在测试中隔离依赖对象，使测试更加可控。

gmock 通过 C++ 的多态机制（虚函数表 vtable） 来替换待模拟类的方法，使测试代码可以控制这些方法的行为。

#include <gmock/gmock.h> class ILogger { public: virtual ~ILogger() = default; virtual void Log(const std::string& message) = 0; }; class MockLogger : public ILogger { public: // MOCK_METHOD(返回类型, 函数名, (参数列表), (限定符)); // 1.负责定义虚函数的模拟版本，宏展开 MOCK_METHOD(void, Log, (const std::string& message), (override)); }; // 2.定义mock类 MockLogger mock; // 3.定义模拟函数期望行为 EXPECT_CALL(mock, Log("Hello")).Times(1); mock.Log("Hello"); // 4.执行模拟函数，符合期望

MOCK_METHOD 实际上是一个 宏展开，它会生成：

一个虚函数的声明（覆盖基类）一个 gmock 代理方法，用于在运行时控制行为

展开的代码类似于：

class MockLogger : public ILogger { public: void Log(const std::string& message) override { // gmock 代理方法，用于检查调用 gmock_Log(message); } // 由 gmock 生成的 "mock" 版本 ::testing::MockFunction<void(const std::string&)> gmock_Log; }; 1.1 适用情况

（1）模拟依赖对象

当被测代码依赖某个类，而这个类访问数据库、文件系统、网络等，无法直接测试时，可用 gmock 进行模拟。

（2）验证某个方法是否被正确调用

例如：测试中 确保日志写入函数被调用，或者 确保某个 API 被正确触发。 2.EXPECT_CALL原理

EXPECT_CALL(mock, Method(args)) 主要用于：

指定期望的调用次数（如 Times(1) 代表期望调用 1 次）。检查参数是否匹配（可以使用 Eq(5)、_（任意值）等）。指定返回值或行为（如 WillOnce(Return(10)) 表示返回 10）。

github /jwongzblog/myblog/blob/master/c++/单元测试Mock之c++-gmock实现原理.md

// 定义了一个obj.gmock_func.InternalExpectedAt(...)去调用 #define GMOCK_EXPECT_CALL_IMPL_(obj, call) \ ((obj).gmock_##call).InternalExpectedAt(__FILE__, __LINE__, #obj, #call) #define EXPECT_CALL(obj, call) GMOCK_EXPECT_CALL_IMPL_(obj, call) // 会添加一个新的expectations typedef std::vector<internal::linked_ptr<ExpectationBase> > UntypedExpectations; untyped_expectations_.push_back(untyped_expectation); // willOnce，会添加到，它是TypedExpectation的成员函数 // 当调用的时候会从对应模拟中返回结果并删除 typedef std::vector<const void*> UntypedActions; untyped_actions_.push_back(new Action<F>(action));

// 其实还是不太明白，具体执行流程是怎么样的。怎么就能invoke了。

3.cppfreemock

gmock只能模拟虚函数，对业务可能有入侵。cppfreemock可以支持mock非虚成员函数、静态成员函数、全局函数、重载函数、模板函数以及其他依赖库的函数时。它的原理是函数指针hook。

玩转单元测试之cppfreemock-CSDN博客

class Adder { public: int add(int a, int b) const { return a + b; } }; TEST(TestCppFreeMock, CaseStaticMemberFunction) { auto mock = MOCKER(&Adder::add); // 针对类的成员函数，要注意占位符会多出一个，即第一个为this指针 // 而全局函数或者静态成员函数占位符个数等于实际参数个数 EXPECT_CALL(*mock, MOCK_FUNCTION(_, _, _)) .WillRepeatedly(Return(2)); Adder adder; EXPECT_EQ(2, adder.add(1, 2)); EXPECT_EQ(2, adder.add(12, 2)); mock->RestoreToReal(); EXPECT_EQ(14, g_func(12, 2)); } 3.1 函数指针hook #include <iostream> #include <functional> class Foo { public: int Bar() { return 42; } // 目标函数 }; // 函数指针 Hook（初始指向真实方法） std::function<int(Foo*)> Bar_Hook = [](Foo* obj) { return obj->Bar(); }; // Mock 版本 int MockBar(Foo* obj) { return 99; } int main() { Foo foo; // 替换 Hook，指向 Mock 版本 Bar_Hook = MockBar; // 通过 Hook 调用 std::cout << "Result: " << Bar_Hook(&foo) << std::endl; // 输出 99 return 0; } std::function<int(Foo*)> 作为 可变函数指针，用于调用 Foo::Bar。初始时，Bar_Hook 绑定到原始 Bar()。在测试时，替换 Bar_Hook 使其指向 MockBar()，这样所有调用都会执行 Mock 版本。

// 太牛了，还能这么搞，叹为观止。

函数指针 Hook 是一种通过修改函数指针的指向来改变函数行为的技术。它常用于拦截函数调用，在不修改原代码的情况下，替换成自定义的行为（如 Mock、日志、监控等）。C++ 中的函数指针 本质上是存储函数地址的变量，可以动态修改。Hook 技术 通过 更改函数指针的值，让程序调用一个新的（Mock）函数，而不是原始函数。

hook普通函数:

#include <iostream> using namespace std; // 原始函数 int OriginalFunction(int x) { return x * 2; } // 定义函数指针 int (*FunctionHook)(int) = OriginalFunction; // Mock 版本 int MockFunction(int x) { return 100; // 返回固定值 } int main() { cout << "Before Hook: " << FunctionHook(10) << endl; // 输出 20（调用原函数） // Hook：修改函数指针 FunctionHook = MockFunction; cout << "After Hook: " << FunctionHook(10) << endl; // 输出 100（调用 Mock 版本） return 0; }

3.2 源码初探 // MOCKER的宏定义 #define MOCKER_INTERNAL(function, identity) \ ::CppFreeMock::MockerCreator::GetMocker<::CppFreeMock::TypeForUniqMocker<identity>>(function, \ #function) // GetMocker会够造一个对应的函数指针，并且存储到map中 static const std::shared_ptr<M> DoGetMocker(F function, const std::string& functionName) { const void* address = reinterpret_cast<const void*>((std::size_t&)function); SimpleSingleton<RestoreFunctions>::getInstance().push_back( std::bind(MockerCacheType::RestoreCachedMockFunctionToReal)); MockerCacheType::getInstance().insert( {{address, CreateMocker<I>(function, functionName)}}); }