Как тестировать код с DI: TestServer, WebApplicationFactory?

Коротко — ответ на собеседовании

WebApplicationFactory<TEntryPoint> (пакет Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing) поднимает всё приложение в памяти: реальный Program.cs, DI, конфигурацию, middleware, маршрутизацию — но вместо Kestrel использует TestServer (запросы без сети).
factory.CreateClient() возвращает HttpClient, отправляющий запросы прямо в конвейер. Тест проверяет поведение через HTTP — как настоящий клиент.
Подмена зависимостей: WithWebHostBuilder(b => b.ConfigureTestServices(s => { ... })) — заменить внешние сервисы фейками, БД — на контейнер (Testcontainers), время — на FakeTimeProvider.
Аутентификация в тестах — тестовая схема (AuthenticationHandler, подставляющий claims), а не реальный Identity Provider.
Для DI без HTTP (фоновые сервисы, обработчики) — factory.Services.CreateScope() и резолв сервиса, или собрать ServiceCollection вручную и проверить граф (ValidateOnBuild).

Как это устроено

Тест → HttpClient → TestServer → конвейер приложения

Минимальный пример

Program.cs — сделать класс видимым для тестов

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
// ... регистрации
var app = builder.Build();
// ... конвейер
app.Run();

public partial class Program;          // для WebApplicationFactory<Program> (или InternalsVisibleTo)

Тест

public class HealthTests(WebApplicationFactory<Program> factory) : IClassFixture<WebApplicationFactory<Program>>
{
    [Fact]
    public async Task Health_returns_ok()
    {
        var client = factory.CreateClient();
        var response = await client.GetAsync("/health/live");
        response.EnsureSuccessStatusCode();
    }
}

Собственная фабрика с подменой зависимостей

public sealed class ApiFactory : WebApplicationFactory<Program>, IAsyncLifetime
{
    private readonly PostgreSqlContainer _db = new PostgreSqlBuilder().WithImage("postgres:17-alpine").Build();
    public FakeTimeProvider Clock { get; } = new(new DateTimeOffset(2025, 9, 30, 9, 0, 0, TimeSpan.Zero));
    public FakePaymentGateway Payments { get; } = new();

    protected override void ConfigureWebHost(IWebHostBuilder builder)
    {
        builder.UseEnvironment("Testing");
        builder.UseSetting("ConnectionStrings:Default", _db.GetConnectionString());   // конфигурация

        builder.ConfigureTestServices(services =>
        {
            services.RemoveAll<IPaymentGateway>();
            services.AddSingleton<IPaymentGateway>(Payments);                         // фейк внешнего API
            services.RemoveAll<TimeProvider>();
            services.AddSingleton<TimeProvider>(Clock);                               // управляемое время

            services.AddAuthentication(TestAuthHandler.Scheme)                        // тестовая аутентификация
                .AddScheme<AuthenticationSchemeOptions, TestAuthHandler>(TestAuthHandler.Scheme, _ => { });
        });
    }

    public async Task InitializeAsync()
    {
        await _db.StartAsync();
        using var scope = Services.CreateScope();
        await scope.ServiceProvider.GetRequiredService<ShopDbContext>().Database.MigrateAsync();   // реальные миграции
    }

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

    public ShopDbContext CreateDbContext() => Services.CreateScope().ServiceProvider.GetRequiredService<ShopDbContext>();
}

Тестовая схема аутентификации

public sealed class TestAuthHandler(IOptionsMonitor<AuthenticationSchemeOptions> o, ILoggerFactory l, UrlEncoder e)
    : AuthenticationHandler<AuthenticationSchemeOptions>(o, l, e)
{
    public const string Scheme = "Test";

    protected override Task<AuthenticateResult> HandleAuthenticateAsync()
    {
        if (!Request.Headers.TryGetValue("X-Test-User", out var userId))
            return Task.FromResult(AuthenticateResult.NoResult());               // анонимный запрос

        var claims = new List<Claim> { new("sub", userId!) };
        claims.AddRange(Request.Headers["X-Test-Roles"].ToString().Split(',', StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries).Select(r => new Claim("role", r)));
        var ticket = new AuthenticationTicket(new ClaimsPrincipal(new ClaimsIdentity(claims, Scheme, "sub", "role")), Scheme);
        return Task.FromResult(AuthenticateResult.Success(ticket));
    }
}

Тест сценария

public class CheckoutTests(ApiFactory api) : IClassFixture<ApiFactory>
{
    [Fact]
    public async Task Paid_order_changes_status_and_charges_payment()
    {
        var client = api.CreateClient();
        client.DefaultRequestHeaders.Add("X-Test-User", "7f3a");

        var create = await client.PostAsJsonAsync("/api/orders", new { items = new[] { new { sku = "PHONE-1", qty = 1 } } });
        create.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.Created);
        var orderId = await create.Content.ReadFromJsonAsync<Guid>();

        var pay = await client.PostAsync($"/api/orders/{orderId}/pay", null);
        pay.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.NoContent);

        api.Payments.Charges.Should().ContainSingle(c => c.OrderId == orderId);
        await using var db = api.CreateDbContext();
        (await db.Orders.SingleAsync(o => o.Id == orderId)).Status.Should().Be(OrderStatus.Paid);
    }

    [Fact]
    public async Task Anonymous_user_gets_401()
    {
        var response = await api.CreateClient().GetAsync("/api/orders");
        response.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.Unauthorized);
    }
}

Жизненный цикл фабрики в тестовом классе

Изоляция данных между тестами

Тесты одного класса делят БД. Варианты:

Способ	Плюсы	Минусы
Respawn — очистка таблиц перед каждым тестом	Просто, быстро	Тесты класса не параллельны
Транзакция на тест с откатом	Очень быстро	Не работает, если код сам управляет транзакциями или несколько контекстов
Уникальные данные на тест (новые id, email)	Параллельность	Нужна дисциплина, БД растёт
Отдельная БД / схема на класс	Полная изоляция	Дольше старт

Respawn

private Respawner _respawner = null!;
public async Task ResetDatabaseAsync()
{
    await using var conn = new NpgsqlConnection(_db.GetConnectionString());
    await conn.OpenAsync();
    _respawner ??= await Respawner.CreateAsync(conn, new RespawnerOptions { DbAdapter = DbAdapter.Postgres, SchemasToInclude = ["public"], TablesToIgnore = ["__EFMigrationsHistory"] });
    await _respawner.ResetAsync(conn);
}

Тестирование DI без HTTP

Проверка графа зависимостей — ловит captive dependency и забытые регистрации

[Fact]
public void All_services_can_be_resolved()
{
    var builder = WebApplication.CreateBuilder();
    builder.Services.AddApplication().AddInfrastructure(builder.Configuration);
    var provider = builder.Services.BuildServiceProvider(new ServiceProviderOptions { ValidateOnBuild = true, ValidateScopes = true });
    // исключение при построении = ошибка регистрации
}

[Fact]
public async Task Background_worker_processes_outbox()
{
    using var scope = api.Services.CreateScope();
    var worker = scope.ServiceProvider.GetRequiredService<OutboxProcessor>();   // из того же DI, что и приложение
    await worker.ProcessBatchAsync(CancellationToken.None);
    // ...проверки
}

Советы

Не отключайте middleware «для простоты» — тест должен проходить тот же путь, что и продакшен.
Внешние HTTP-зависимости — WireMock.Net или фейковые HttpMessageHandler, а не реальные сервисы.
Фоновые IHostedService в тестах могут мешать — отключите их в ConfigureTestServices (services.RemoveAll<IHostedService>()) или управляйте явно.
Один контейнер на коллекцию тестов (ICollectionFixture) экономит минуты в CI.
Для CI с Docker: GitHub Actions ubuntu-latest поддерживает Testcontainers без настройки.

Вопросы на засыпку

Чем TestServer отличается от запуска приложения на Kestrel?

TestServer реализует IServer, принимая HttpContext напрямую от HttpClient без сокетов, TLS и сетевого стека. Весь остальной конвейер — тот же. Это быстрее и не требует свободных портов, но не проверяет настройки Kestrel (лимиты, HTTP/2 на уровне сети).

Как подменить конфигурацию в тестах?

builder.UseSetting("Key", "value"), ConfigureAppConfiguration(c => c.AddInMemoryCollection(...)), переменные окружения или appsettings.Testing.json с UseEnvironment("Testing"). Порядок важен: ConfigureAppConfiguration в фабрике выполняется после регистрации провайдеров приложения.

Почему не InMemory-провайдер EF для интеграционных тестов?

Он не является реляционной БД: нет транзакций, ограничений, SQL-трансляции (LINQ выполняется как LINQ-to-Objects), уникальных индексов, конкурентности. Тесты зелёные, а запрос в PostgreSQL падает. Testcontainers даёт настоящую БД за несколько секунд.

Как тестировать SignalR или gRPC через WebApplicationFactory?

SignalR: HubConnectionBuilder().WithUrl(url, o => o.HttpMessageHandlerFactory = _ => factory.Server.CreateHandler()). gRPC: GrpcChannel.ForAddress(factory.Server.BaseAddress, new GrpcChannelOptions { HttpHandler = factory.Server.CreateHandler() }).

Итог

WebApplicationFactory запускает реальное приложение в памяти, позволяя тестировать его через HTTP со всем DI и middleware. Подменяйте только внешние границы (БД — контейнер, внешние API — фейки, время — FakeTimeProvider, аутентификация — тестовая схема), следите за изоляцией данных и проверяйте граф DI отдельным тестом.

#Как это устроено

#Минимальный пример

#Собственная фабрика с подменой зависимостей

#Тест сценария

#Изоляция данных между тестами

#Тестирование DI без HTTP

#Советы

#Вопросы на засыпку

#Итог