mock server 實踐

孙高飞發表於2020-12-02

mock server的一般玩法

mock server的目的是一定程度上隔離待測系統，將依賴的其他服務mock掉後達到只測試待測系統的目的。
mock server攔在待測程式和依賴服務中間，接收來自待測程式法來的請求。使用者會在mock server中編寫規則匹配模式，當發來的請求匹配到規則後(比如header中帶有特殊的欄位)會返回事前mock好的response。如果沒有命中規則，則會把請求轉發給真實的服務進行處理。這樣做的目的有二： 1. 系統過於複雜，要完全mock所有介面成本過高，所以這種模式可以只mock核心的，耗時長的介面。 2. 普通使用者訪問系統不受影響，因為普通使用者的header裡沒帶那些特殊欄位，所以正常使用。而需要mock server的特定程式在測試請求中加了特殊欄位所以可以利用mock server的能力，這樣使得一個環境可以對雙方開放，互不影響。
測試程式可以實現一套case，在連線mock server的時候可以測試，而當把mock server 下掉後依然可以執行的目的。當然這需要對case和mock都有相應的設計。這樣的目的實現該模組自己開發的時候先用mock server進行測試，但是後面整合時完成相應的整合測試。當然也可以直接維護兩套case，一套對mock server的一套對真實環境的。看每個人的選擇

mock server的開源工具

介紹一個我喜歡用的開源mock server： https://www.mock-server.com/mock_server/running_mock_server.html
mock server的規則可支援java， json，js 3種格式。比如java風格的：

public class MockServer {
    public static void main(String[] args) {

        ClientAndServer server = new ClientAndServer("localhost", 8080, 1080);

        server.when(
                request()
                        .withMethod("GET")
                        .withPath("/hello/say")
        ).respond(
                response()
                        .withBody("mock successfully")
        );
        server.when(
                request()
                        .withMethod("GET")
                        .withPath("/test")
                        .withQueryStringParameters(
                                param("p", "1")
                        )
        ).respond(
                response()
                        .withCookie(new Cookie("cKey", "cValue"))
                        .withBody("test1")
        );

        server.when(
                request()
                        .withMethod("GET")
                        .withPath("/test")
                        .withQueryStringParameters(
                                param("p", "2")
                        )
        ).respond(
                response()
                        .withBody("test2")
        );
    }

}

上面new一個ClientAndServer("localhost", 8080, 1080) 就是在啟動一個mock server。前兩個引數是真實服務的ip地址和埠號， mock server一旦發現有請求沒有命中事前定義的規則，那麼就會轉發給真實的服務處理。而第三個引數就是mock server自己的埠號了。
之後的程式都是規則匹配了，可以編寫規則攔截特定的cookie，header，path，引數。命中規則後就可以返回特定的response，並且可以設定延遲時間，也就是可以設定延遲個幾秒再返回請求，這個對於需要測試網路延遲場景的case比較有用，比如我們在混沌工程中注入特定介面的延遲故障，就是這麼來的。

也可以是json格式的，比如啟動mock server的時候直接指定讀取哪個json檔案中的規則。例如：

java -Dmockserver.initializationJsonPath=${mock_file_path} -jar mockserver-netty-5.8.1-jar-with-dependencies.jar -serverPort 1080 -proxyRemotePort ${dport} -logLevel INFO

[
  {
    "httpRequest": {
      "path": "/simpleFirst"
    },
    "httpResponse": {
      "body": "some first response"
    }
  },
  {
    "httpRequest": {
      "path": "/simpleSecond"
    },
    "httpResponse": {
      "body": "some second response"
    }
  }
]

上面程式碼第一行是啟動命令，在官網上下載mock server的netty包後，可以指定規則檔案的路徑
上面程式碼中的json就是規則檔案。

具體的語法和規則請大家移步官網

圖形介面

mock server本身提供了一個圖形介面來實時檢視mock server接受到請求和規則命中情況。如下：

動態加入規則

當mock server啟動後，依然是可以通過rest API 動態往裡面加入規則的。比如：

curl -v -X PUT "http://172.27.128.8:31234/mockserver/expectation" -d '{
  "httpRequest" : {
    "method" : "GET",
    "path" : "/view/cart",
    "queryStringParameters" : {
      "cartId" : [ "055CA455-1DF7-45BB-8535-4F83E7266092" ]
    },
    "cookies" : {
      "session" : "4930456C-C718-476F-971F-CB8E047AB349"
    }
  },
  "httpResponse" : {
    "body" : "some_response_body"
  }
}'

這就會給mock server中加入了一個新的規則，可以在mock server的UI上看到

動態加入規則的目的是在一些比較複雜的情況下，比如mock server跟部署工具或者環境繫結在一起，手動起停比較困難的情況下，動態加入有利於作為workround和調式mock 規則時使用。當然mock server同樣提供一個好用的功能，它會把你動態加入的這些規則儲存到一個檔案中。只需要你啟動的時候加入兩個引數就可以。比如：

java -Dmockserver.persistExpectations=true -Dmockserver.persistedExpectationsPath=mockserverInitialization.json  -Dmockserver.initializationJsonPath=${mock_file_path} -jar mockserver-netty-5.8.1-jar-with-dependencies.jar -serverPort 1080 -proxyRemotePort ${dport} -logLevel INFO

上面的命令比之前多了兩個引數分別是-Dmockserver.persistExpectations=true -Dmockserver.persistedExpectationsPath=mockserverInitialization.json 。這兩個引數保證了當你在mocker server上動態加入規則後，這個規則能儲存在這個檔案裡。比如：

這種模式比較方便你除錯mock 規則。

抓取response

有些時候研發的介面文件規範很差，甚至研發自己都不知道要mock的response長什麼樣子。所以我們需要能抓取到實際返回的介面請求。那麼mock server也提供了這樣一個功能。我們可以動態的呼叫一個api。如下：

curl -v -X PUT "http://172.27.128.8:31234/mockserver/retrieve?type=REQUEST_RESPONSES" -d '{
    "path": "/grid/console",
    "method": "GET"
}'

上面的程式碼是在從mock server中所有method為GET 路徑為/grid/console的請求和相應詳情。效果如下：

在k8s中的玩法

在微服務架構中，一次測試中可能會需要很多個mock server，以為一個mock server只能mock一個真實的服務。那麼如何部署這些mock server就是我這幾天在研究的。我們的產品是部署在k8s中的，借鑑我們在混沌工程中進行故障注入的實踐方式，這一次我同樣選擇使用side car模式向服務所在POD中注入mock server 容器。如下：

第一步先注入一個init container， init container就是pod的初始化容器，我們注入這個初始化容器是為了使用iptables 來修改網路規則，把原本應該傳送給真實服務的請求轉發給mock server
第二部注入mock server 容器，這個容器啟動時接管了所有的流量，命中規則返回mock response，沒有命中規則的話轉發給真實服務。

由於在k8s pod中的所有容器都是共享網路名稱空間的，所以這些容器都是天然的網路互通的(用localhost就可以訪問了). 通過編寫這樣的工具，就可以做到對產品的部署方式上進行無入侵的解決方案。

實現方式

語言：golang
包： k8s開源的client-go

package main

import (
    "encoding/json"
    "flag"
    "fmt"
    "github.com/pkg/errors"
    log "github.com/sirupsen/logrus"
    "io/ioutil"
    corev1 "k8s.io/api/core/v1"
    metav1 "k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1"
    yamlUtil "k8s.io/apimachinery/pkg/util/yaml"
    "k8s.io/client-go/kubernetes"
    "k8s.io/client-go/tools/clientcmd"
    "os"
    "strings"
    "time"
)

var (
    isRecover bool
    kubeConfigPath string
    configPath string
)

const (
    secretName = "mock-server-secret"
    secretFilePath = "pull-secret.yaml"
    timeout = 10
    initContainerName = "mock-init"
    mockServerContainerName = "mock-server"
    mockServerContainerImage = "reg.4paradigm.com/qa/mock-server"
)

func init() {
    log.SetOutput(os.Stdout)
    log.SetLevel(log.DebugLevel)
}

func main() {
    flag.BoolVar(&isRecover, "r", false, "是否將環境中pod的mock server移除")
    flag.StringVar(&kubeConfigPath, "-kubeconfig", "kubeconfig", "k8s叢集的kubeconfig檔案, 工具需要此檔案連線k8s叢集")
    flag.StringVar(&configPath, "-config", "config.json", "工具的配置檔案的路徑，工具會根據此配置檔案中的內容向業務pod中注入mock server")
    flag.Parse()

    log.Info("init the kubeconfig")
    kubeConfig, err := clientcmd.BuildConfigFromFlags("", kubeConfigPath)
    if err != nil {
        log.Error("cannot init the kubeconfig")
        panic(err.Error())
    }
    log.Info("init the k8sclient")
    k8s, err := kubernetes.NewForConfig(kubeConfig)
    if err != nil {
        log.Error("cannot init the k8s client")
        panic(err.Error())
    }

    configs, err := readConfig(configPath)
    if err != nil {
        handleErr(err, "Failed to load config %s ", "config.json")
    }

    deploys := make(map[string]string)
    for _, c := range configs {
        if isRecover {
            log.Debugf("start to reset mock server ns[%s] deployment[%s]", c.Namespace, c.DeploymentName)
            err = reset(k8s, c.Namespace, c.DeploymentName)
            if err != nil {
                handleErr(err, "Failed to reset the mock server. deployment=%s namespace=%s", c.Namespace, c.DeploymentName)
            }
            deploys[c.DeploymentName] = c.Namespace
        } else {
            err = addSecrets(k8s,c.Namespace)
            if err != nil {
                handleErr(err, "Failed to add Secrets to the namespace %s", c.Namespace)
            }
            log.Debugf("start to inject mock server ns[%s] deployment[%s] dport[%s] mockfile[%s]", c.Namespace, c.DeploymentName, c.Dport, c.MockFilePath)
            err = injectMockServer(k8s, c.Namespace, c.DeploymentName, c.Dport, c.MockFilePath)
            if err != nil {
                handleErr(err, "Failed to setup the mock server. deployment=%s namespace=%s", c.Namespace, c.DeploymentName)
            }
            deploys[c.DeploymentName] = c.Namespace
        }
    }

    err = waitDeploymentReady(k8s, deploys)
    if err != nil {
        fmt.Printf("err: %+v\n", err)
        os.Exit(1)
    }

    log.Info("Done")
}

func handleErr(err error, message string, v ...interface{}) {
    err = errors.WithMessagef(err, message, v)
    fmt.Printf("err: %+v\n", err)
    os.Exit(1)
}

func reset(k8s *kubernetes.Clientset, ns string, deploymentName string) error {
    deployment, err := k8s.AppsV1().Deployments(ns).Get(deploymentName, metav1.GetOptions{})
    if err != nil {
        return errors.Wrap(err, "Failed to get deployment")
    }

    initContainers := deployment.Spec.Template.Spec.InitContainers
    for index, i := range initContainers {
        if i.Name == "mock-init" {
            initContainers = append(initContainers[:index], initContainers[index+1:]...)
        }
    }
    deployment.Spec.Template.Spec.InitContainers = initContainers

    Containers := deployment.Spec.Template.Spec.Containers
    for index, i := range Containers {
        if i.Name == "mock-server" {
            Containers = append(Containers[:index], Containers[index+1:]...)
        }
    }
    deployment.Spec.Template.Spec.Containers = Containers

    _, err = k8s.AppsV1().Deployments(ns).Update(deployment)
    if err != nil {
        return errors.Wrap(err, "Failed to update deployment")
    }

    return nil
}

func injectMockServer(k8s *kubernetes.Clientset, ns string, deploymentName string, dport string, mockFilePath string) error {
    deployment, err := k8s.AppsV1().Deployments(ns).Get(deploymentName, metav1.GetOptions{})
    if err != nil {
        return errors.Wrap(err, "Failed to get deployment")
    }

    initContainers := deployment.Spec.Template.Spec.InitContainers
    isExist := false
    for _, i := range initContainers {
        if i.Name == initContainerName {
            isExist = true
        }
    }
    //iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 7777 -j REDIRECT --to-port 6666
    if !isExist {
        s := &corev1.SecurityContext{
            Capabilities: &corev1.Capabilities{
                Add: []corev1.Capability{"NET_ADMIN"},
            },
        }

        mockServerInitContainer := corev1.Container{
            Image:           "biarca/iptables",
            ImagePullPolicy: corev1.PullIfNotPresent,
            Name:            initContainerName,
            Command: []string{
                "iptables",
                "-t",
                "nat",
                "-A",
                "PREROUTING",
                "-p",
                "tcp",
                "--dport",
                dport,
                "-j",
                "REDIRECT",
                "--to-port",
                "1080",
            },
            SecurityContext: s,
        }
        initContainers = append(initContainers, mockServerInitContainer)
        deployment.Spec.Template.Spec.InitContainers = initContainers
    }

    containers := deployment.Spec.Template.Spec.Containers
    isExist = false
    for _, i := range containers {
        if i.Name == mockServerContainerName {
            isExist = true
        }
    }
    if !isExist {
        c := corev1.Container{
            Image:           mockServerContainerImage,
            ImagePullPolicy: corev1.PullAlways,
            Name:            mockServerContainerName,
            Env: []corev1.EnvVar{
                {
                    Name:  "mock_file_path",
                    Value: mockFilePath,
                },
                {
                    Name:  "dport",
                    Value: dport,
                },
            },
        }
        containers = append(containers, c)
        deployment.Spec.Template.Spec.Containers = containers
        deployment.Spec.Template.Spec.ImagePullSecrets = append(deployment.Spec.Template.Spec.ImagePullSecrets, corev1.LocalObjectReference{Name: secretName})

        _, err = k8s.AppsV1().Deployments(ns).Update(deployment)
        if err != nil {
            return errors.Wrap(err, "Failed to update deployment")
        }
    }
    return nil
}

type Config struct {
    Namespace string `json:"namespace"`
    //KubeConfigPath string   `json:"kubeconfig_path"`
    DeploymentName string `json:"deployment_name"`
    Dport          string `json:"dport"`
    MockFilePath   string `json:"mock_file_path"`
}

func readConfig(path string) ([]Config, error) {
    var config []Config

    data, err := ioutil.ReadFile(path)
    if err != nil {
        return nil, errors.Wrap(err, "ready file failed")
    }

    err = json.Unmarshal(data, &config)
    if err != nil {
        return nil, errors.Wrap(err, "unmarshal json failed")
    }
    return config, nil
}

func addSecrets(k8s *kubernetes.Clientset, ns string) error {
    _, err := k8s.CoreV1().Secrets(ns).Get(secretName, metav1.GetOptions{})
    if err != nil {
        if !strings.Contains(err.Error(), "not found") {
            return errors.Wrapf(err, "get secret %s", secretName)
        }else {
            log.Debugf("namespace[%s] has no secret, now create one", ns)
            var (
                err    error
                data   []byte
            )
            if data, err = ioutil.ReadFile(secretFilePath); err != nil {
                return errors.Wrapf(err, "read %s", secretFilePath)
            }
            if data, err = yamlUtil.ToJSON(data); err != nil {
                return errors.Wrap(err, "covert yaml to json")
            }
            se := &corev1.Secret{}
            if err = json.Unmarshal(data, se); err != nil {
                return errors.Wrap(err, "json unmarshal to secret")
            }
            //cluster := se.ObjectMeta.ClusterName
            //namespace := se.ObjectMeta.Namespace
            //seName := se.ObjectMeta.Name
            se.Namespace = ns
            if _, err = k8s.CoreV1().Secrets(ns).Create(se); err != nil {
                return errors.Wrap(err, "create secret failed")
            }
            return nil
        }
    }
    return nil
}


func waitDeploymentReady(k8s *kubernetes.Clientset, deploys map[string]string) error {
    now := time.Now()
    time.Sleep(time.Second * 1)
    for deploymentName, ns := range deploys {
        deploy, err := k8s.AppsV1().Deployments(ns).Get(deploymentName, metav1.GetOptions{})
        if err != nil {
            return errors.Wrapf(err, "Failed to get deployment[%s] ns[%s]", deploymentName, ns)
        }

        sumReplica := deploy.Status.UnavailableReplicas + deploy.Status.AvailableReplicas
        for deploy.Status.ReadyReplicas != *deploy.Spec.Replicas || sumReplica != *deploy.Spec.Replicas {
            if time.Now().Sub(now) > time.Minute*timeout {
                return errors.Wrapf(err, "deployment is not ready name:%s  ns:%s", deploymentName, ns)
            }

            deploy, err = k8s.AppsV1().Deployments(ns).Get(deploymentName, metav1.GetOptions{})
            if err != nil {
                return errors.Wrapf(err, "Failed to get deployment[%s] ns[%s]", deploymentName, ns)
            }
            time.Sleep(time.Second * 5)
            sumReplica = deploy.Status.UnavailableReplicas + deploy.Status.AvailableReplicas
            log.Debugf("Waiting: the deploy[%s] the spec replica is %d, readyRelicas is %d, unavail replica is %d, avail replica is %d",
                deploy.Name, *deploy.Spec.Replicas, deploy.Status.ReadyReplicas, deploy.Status.UnavailableReplicas, deploy.Status.AvailableReplicas)
        }
    }
    return nil
}

dockerfile:

FROM docker.4pd.io/base-image-openjdk8:1.0.1

RUN yum install -y git
RUN wget -O "mockserver-netty-5.8.1-jar-with-dependencies.jar" "http://search.maven.org/remotecontent?filepath=org/mock-server/mockserver-netty/5.8.1/mockserver-netty-5.8.1-jar-with-dependencies.jar"

EXPOSE 1080

ENTRYPOINT git clone https://xxxx:xxxx@xxxxxxxxx.git && cp mock-server-tools/${mock_file_path} .  && bash -x java -Dmockserver.persistExpectations=true -Dmockserver.persistedExpectationsPath=mockserverInitialization.json  -Dmockserver.initializationJsonPath=${mock_file_path} -jar mockserver-netty-5.8.1-jar-with-dependencies.jar -serverPort 1080 -proxyRemotePort ${dport} -logLevel INFO

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