Pytest 框架执行用例流程浅谈

背景：

　　根据以下简单的代码示例，我们将从源码的角度分析其中的关键加载执行步骤，对pytest整体流程架构有个初步学习。
代码示例：

1. import pytest
3. def test_add():
5. assert 1 + 1 == 2
7. def test_sub():
9. assert 2 - 1 == 1

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　　通过 pytest test_example.py 运行此代码示例后，会触发pytest的入口函数main()，这个函数定义在src/pytest/__main__.py中，它的作用是创建一个PytestConfig对象，并调用其
do_configure()和do_main()方法。PytestConfig对象是pytest的核心配置类，它负责解析命令行参数、读取配置文件、注册插件、创建Session对象等。PytestConfig对象定义在
src/_pytest/config/__init__.py中，它继承了pluggy.HookimplMarker类，也就是说它可以作为一个插件管理器，调用各种hook函数。

1. ```python
2. # src/pytest/__main__.py
4. def main():
5.     # 创建PytestConfig对象
6.     config = PytestConfig()
7.     # 调用config.do_configure()方法
8.     config.do_configure()
9.     # 调用config.do_main()方法
10.     config.do_main()
11. ```
13. ```python
14. # src/_pytest/config/__init__.py
16. class PytestConfig(pluggy.HookimplMarker):
17.     def __init__(self):
18.         # 解析命令行参数
19.         self.parse_args()
20.         # 读取配置文件
21.         self.read_config_files()
22.         # 注册插件
23.         self.register_plugins()
24.         # 创建Session对象
25.         self.session = Session(self)
26.    
27.     def do_configure(self):
28.         # 调用hook函数pytest_configure
29.         self.hook.pytest_configure(config=self)
30.    
31.     def do_main(self):
32.         # 调用hook函数pytest_sessionstart
33.         self.hook.pytest_sessionstart(session=self.session)
34.         # 调用Session对象的main()方法
35.         self.session.main()
36. ```

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 　　Session对象是pytest的核心上下文类，它负责管理整个测试过程的信息，包括收集测试用例、执行测试用例、生成测试报告等。Session对象定义在src/_pytest/main.py中，它继承了
Collector类，也就是说它可以作为一个测试用例收集器。Session对象的main()方法是执行测试用例的主要入口，它会调用perform_collect()方法来收集测试用例，并返回一个列表items；然后
调用runtestloop()方法来循环执行items中的每个Item对象；最后调用hook函数pytest_sessionfinish来结束测试会话，并返回一个退出码exitstatus。

1. ```python
2. # src/_pytest/main.py
4. class Session(Collector):
5.     def __init__(self, config):
6.         # 初始化一些属性和状态信息
7.    
8.     def main(self):
9.         # 调用perform_collect()方法收集测试用例，并返回items列表
10.         items = self.perform_collect()
11.         # 调用runtestloop()方法循环执行items中的每个Item对象，并返回退出码exitstatus
12.         exitstatus = self.runtestloop(items)
13.         # 调用hook函数pytest_sessionfinish来结束测试会话，并返回退出码exitstatus
14.         self.hook.pytest_sessionfinish(session=self, exitstatus=exitstatus)
15.         return exitstatus
16.    
17.     def perform_collect(self):
18.         # 调用hook函数pytest_collectstart表示开始收集测试用例
19.         self.hook.pytest_collectstart(collector=self)
20.         # 调用自身的collect()方法来递归遍历指定的测试文件或目录，并返回一个列表items
21.         items = self.collect()
22.         # 调用hook函数pytest_collectreport表示收集测试用例结束，并生成收集报告
23.         self.hook.pytest_collectreport(report=CollectReport(self, "passed", items))
24.         # 调用hook函数pytest_collection_modifyitems允许对收集到的Item对象进行修改
25.         self.hook.pytest_collection_modifyitems(session=self, config=self.config, items=items)
26.         # 调用hook函数pytest_deselected表示从收集到的Item对象中筛选出需要执行的Item对象
27.         self.hook.pytest_deselected(items=self.deselected)
28.         # 调用hook函数pytest_collection_finish表示收集和筛选测试用例完成，并返回最终要执行的Item对象列表
29.         self.hook.pytest_collection_finish(session=self)
30.         return items
31.    
32.     def runtestloop(self, items):
33.         # 调用hook函数pytest_runtestloop表示开始循环执行测试用例
34.         self.hook.pytest_runtestloop(session=self)
35.         # 遍历items列表，依次取出每个Item对象
36.         for item in items:
37.             # 调用Item对象的runtestprotocol()方法来执行单个测试用例的协议
38.             item.runtestprotocol()
39.         # 返回退出码0表示成功
40.         return 0
41. ```

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　　Item对象是pytest的核心测试类，它负责封装和执行单个测试用例的信息，包括名称、位置、参数化信息、标记信息等。Item对象定义在src/_pytest/python.py中，它继承了Node类，也
就是说它可以作为一个测试节点。Item对象的runtestprotocol()方法是执行单个测试用例的主要入口，它会调用hook函数pytest_runtest_logstart来开始记录日志信息；然后调用runtest()方法
来执行测试用例的前置、主体和后置部分；最后调用hook函数pytest_runtest_logfinish来结束记录日志信息，并生成日志报告。
 

1. ```python
2. # src/_pytest/python.py
4. class Item(Node):
5.     def __init__(self, name, parent, config, session):
6.         # 初始化一些属性和状态信息
7.    
8.     def runtestprotocol(self):
9.         # 调用hook函数pytest_runtest_logstart表示开始记录日志信息
10.         self.ihook.pytest_runtest_logstart(nodeid=self.nodeid, location=self.location)
11.         # 调用runtest()方法来执行测试用例的前置、主体和后置部分，并返回一个列表reports
12.         reports = self.runtest()
13.         # 调用hook函数pytest_runtest_logfinish表示结束记录日志信息，并生成日志报告
14.         self.ihook.pytest_runtest_logfinish(nodeid=self.nodeid, location=self.location)
15.         return reports
16.    
17.     def runtest(self):
18.         # 创建一个空列表reports
19.         reports = []
20.         # 调用_setup()方法来执行测试用例的前置操作，并将返回的报告添加到reports列表中
21.         reports.append(self._setup())
22.         # 如果前置操作没有失败或跳过，则调用_call()方法来执行测试用例的主体部分，并将返回的报告添加到reports列表中
23.         if reports[-1].passed:
24.             reports.append(self._call())
25.         # 调用_teardown()方法来执行测试用例的后置操作，并将返回的报告添加到reports列表中
26.         reports.append(self._teardown())
27.         # 返回reports列表
28.         return reports
29.    
30.     def _setup(self):
31.         # 调用hook函数pytest_runtest_setup表示开始执行前置操作，并返回一个报告setup_report
32.         setup_report = self.ihook.pytest_runtest_setup(item=self)
33.         return setup_report
34.    
35.     def _call(self):
36.         # 调用hook函数pytest_runtest_call表示开始执行主体部分，并返回一个报告call_report
37.         call_report = self.ihook.pytest_runtest_call(item=self)
38.         return call_report
39.    
40.     def _teardown(self):
41.         # 调用hook函数pytest_runtest_teardown表示开始执行后置操作，并返回一个报告teardown_report
42.         teardown_report = self.ihook.pytest_runtest_teardown(item=self)
43.         return teardown_report
44. ```

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总结：

Pytest的加载流程大致如下：
- Pytest首先会解析命令行参数，确定要执行的测试文件、测试目录、测试类、测试函数等，以及一些配置选项。
- Pytest会根据配置文件（pytest.ini、setup.cfg、tox.ini等）和命令行参数，创建一个Config对象，用于存储配置信息。
- Pytest会创建一个Session对象，用于管理整个测试过程的上下文信息，包括收集测试用例、执行测试用例、生成测试报告等。
- Pytest会调用hook函数pytest_sessionstart，表示测试会话开始。
- Pytest会调用hook函数pytest_collectstart，表示开始收集测试用例。
- Pytest会根据Config对象中的信息，递归遍历指定的测试文件或目录，寻找符合pytest约定的测试用例（以test_开头的函数或方法，以Test开头的类等）。
- Pytest会将找到的测试用例封装成Item对象，并添加到Session对象的items列表中。Item对象包含了测试用例的名称、位置、参数化信息、标记信息等。
- Pytest会调用hook函数pytest_collectreport，表示收集测试用例结束，并生成收集报告。
- Pytest会调用hook函数pytest_collection_modifyitems，允许对收集到的Item对象进行修改，例如重新排序、添加或删除标记等。
- Pytest会调用hook函数pytest_deselected，表示从收集到的Item对象中筛选出需要执行的Item对象，并将不需要执行的Item对象放入Session对象的deselected列表中。
- Pytest会调用hook函数pytest_collection_finish，表示收集和筛选测试用例完成，并返回最终要执行的Item对象列表。
- Pytest会根据是否使用多进程或多线程模式，创建相应的WorkerController对象，用于管理多个Worker对象。Worker对象负责执行具体的测试用例，并将结果返回给WorkerController对象。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtestloop，表示开始循环执行测试用例。
- Pytest会遍历Session对象中的items列表，依次取出每个Item对象，并调用hook函数pytest_runtest_protocol，表示开始执行单个测试用例的协议。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_logstart，表示开始记录单个测试用例的日志信息。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_setup，表示开始执行单个测试用例的前置操作（例如setup函数或方法）。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_call，表示开始执行单个测试用例的主体部分（例如测试函数或方法）。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_teardown，表示开始执行单个测试用例的后置操作（例如teardown函数或方法）。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_logfinish，表示结束记录单个测试用例的日志信息，并生成日志报告。
- Pytest会调用hook函数pytest_runtest_makereport，表示根据单个测试用例的执行结果，生成测试报告（包括setup、call和teardown三个阶段的报告）。
- Pytest会重复上述步骤，直到所有的Item对象都被执行完毕。
- Pytest会调用hook函数pytest_sessionfinish，表示测试会话结束，并生成最终的测试报告（包括所有Item对象的报告）。
- Pytest会调用hook函数pytest_terminal_summary，表示在终端输出最终的测试结果和统计信息。

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