.NET Aspire Testing 整合測試框架

適用情境

當被要求執行以下任務時，請使用此技能：

為 .NET Aspire 分散式應用建立整合測試
從 Testcontainers 遷移到 .NET Aspire Testing
設定 AppHost 專案進行測試
使用 DistributedApplicationTestingBuilder 建立測試環境
需要測試多個服務間的互動（資料庫、快取、API 等）
建立雲原生 .NET 應用的整合測試架構

前置需求

.NET 8 SDK 或更高版本
Docker Desktop（WSL 2 或 Hyper-V）
AppHost 專案（.NET Aspire 應用編排）

核心概念

.NET Aspire Testing 定位

.NET Aspire Testing 是封閉式整合測試框架，專為分散式應用設計：

在測試中重現與正式環境相同的服務架構
使用真實容器而非模擬服務
自動管理容器生命週期

AppHost 專案的必要性

使用 .NET Aspire Testing 必須建立 AppHost 專案：

定義完整的應用架構和容器編排
測試重用 AppHost 配置建立環境
沒有 AppHost 就無法使用 Aspire Testing

與 Testcontainers 的差異

特性	.NET Aspire Testing	Testcontainers
設計目標	雲原生分散式應用	通用容器測試
配置方式	AppHost 宣告式定義	程式碼手動配置
服務編排	自動處理	手動管理
學習曲線	較高	中等
適用場景	已用 Aspire 的專案	傳統 Web API

專案結構

MyApp/
├── src/
│   ├── MyApp.Api/                    # WebApi 層
│   ├── MyApp.Application/            # 應用服務層  
│   ├── MyApp.Domain/                 # 領域模型
│   └── MyApp.Infrastructure/         # 基礎設施層
├── MyApp.AppHost/                    # Aspire 編排專案 ⭐
│   ├── MyApp.AppHost.csproj
│   └── Program.cs
└── tests/
    └── MyApp.Tests.Integration/      # Aspire Testing 整合測試
        ├── MyApp.Tests.Integration.csproj
        ├── Infrastructure/
        │   ├── AspireAppFixture.cs
        │   ├── IntegrationTestCollection.cs
        │   ├── IntegrationTestBase.cs
        │   └── DatabaseManager.cs
        └── Controllers/
            └── MyControllerTests.cs

必要套件

AppHost 專案

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <Sdk Name="Aspire.AppHost.Sdk" Version="9.0.0" />

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net9.0</TargetFramework>
    <IsAspireHost>true</IsAspireHost>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Aspire.Hosting.AppHost" Version="9.1.0" />
    <PackageReference Include="Aspire.Hosting.PostgreSQL" Version="9.1.0" />
    <PackageReference Include="Aspire.Hosting.Redis" Version="9.1.0" />
  </ItemGroup>

  <ItemGroup>
    <ProjectReference Include="..\src\MyApp.Api\MyApp.Api.csproj" />
  </ItemGroup>
</Project>

測試專案

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net9.0</TargetFramework>
    <IsTestProject>true</IsTestProject>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Aspire.Hosting.Testing" Version="9.1.0" />
    <PackageReference Include="AwesomeAssertions" Version="9.1.0" />
    <PackageReference Include="Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing" Version="9.0.0" />
    <PackageReference Include="Microsoft.NET.Test.Sdk" Version="17.12.0" />
    <PackageReference Include="Respawn" Version="6.2.1" />
    <PackageReference Include="xunit" Version="2.9.3" />
    <PackageReference Include="xunit.runner.visualstudio" Version="2.8.2" />
  </ItemGroup>

  <ItemGroup>
    <ProjectReference Include="..\..\MyApp.AppHost\MyApp.AppHost.csproj" />
  </ItemGroup>
</Project>

容器生命週期管理

使用 ContainerLifetime.Session 確保測試資源自動清理：

var postgres = builder.AddPostgres("postgres")
                     .WithLifetime(ContainerLifetime.Session);

var redis = builder.AddRedis("redis")
                  .WithLifetime(ContainerLifetime.Session);

Session：測試會話結束後自動清理（推薦）
Persistent：容器持續運行，需手動清理

等待服務就緒

容器啟動與服務就緒是兩個階段，需要等待機制：

private async Task WaitForPostgreSqlReadyAsync()
{
    const int maxRetries = 30;
    const int delayMs = 1000;

    for (int i = 0; i < maxRetries; i++)
    {
        try
        {
            var connectionString = await GetConnectionStringAsync();
            await using var connection = new NpgsqlConnection(connectionString);
            await connection.OpenAsync();
            return;
        }
        catch (Exception ex) when (i < maxRetries - 1)
        {
            await Task.Delay(delayMs);
        }
    }
    throw new InvalidOperationException("PostgreSQL 服務未能就緒");
}

資料庫初始化

Aspire 啟動容器但不自動建立資料庫：

private async Task EnsureDatabaseExistsAsync(string connectionString)
{
    var builder = new NpgsqlConnectionStringBuilder(connectionString);
    var databaseName = builder.Database;
    builder.Database = "postgres"; // 連到預設資料庫
    
    await using var connection = new NpgsqlConnection(builder.ToString());
    await connection.OpenAsync();
    
    var checkDbQuery = $"SELECT 1 FROM pg_database WHERE datname = '{databaseName}'";
    var dbExists = await new NpgsqlCommand(checkDbQuery, connection).ExecuteScalarAsync();
    
    if (dbExists == null)
    {
        await new NpgsqlCommand($"CREATE DATABASE \"{databaseName}\"", connection)
            .ExecuteNonQueryAsync();
    }
}

Respawn 配置

使用 PostgreSQL 時必須指定適配器：

_respawner = await Respawner.CreateAsync(connection, new RespawnerOptions
{
    TablesToIgnore = new Table[] { "__EFMigrationsHistory" },
    SchemasToInclude = new[] { "public" },
    DbAdapter = DbAdapter.Postgres  // 關鍵！
});

Collection Fixture 最佳實踐

避免每個測試類別重複啟動容器：

[CollectionDefinition("Integration Tests")]
public class IntegrationTestCollection : ICollectionFixture<AspireAppFixture>
{
}

[Collection("Integration Tests")]
public class MyControllerTests : IntegrationTestBase
{
    public MyControllerTests(AspireAppFixture fixture) : base(fixture) { }
}

時間可測試性

使用 TimeProvider 抽象化時間依賴：

// 服務實作
public class ProductService
{
    private readonly TimeProvider _timeProvider;
    
    public ProductService(TimeProvider timeProvider)
    {
        _timeProvider = timeProvider;
    }
    
    public async Task<Product> CreateAsync(ProductCreateRequest request)
    {
        var now = _timeProvider.GetUtcNow();
        var product = new Product
        {
            CreatedAt = now,
            UpdatedAt = now
        };
        // ...
    }
}

// DI 註冊
builder.Services.AddSingleton<TimeProvider>(TimeProvider.System);

選擇建議

選擇 .NET Aspire Testing

專案已使用 .NET Aspire
需要測試多服務互動
重視統一的開發測試體驗
雲原生應用架構

選擇 Testcontainers

傳統 .NET 專案
需要精細的容器控制
與非 .NET 服務整合
團隊對 Aspire 不熟悉

常見問題

端點配置衝突

不要手動配置已由 Aspire 自動處理的端點：

// ❌ 錯誤：會造成衝突
builder.AddProject<Projects.MyApp_Api>("my-api")
       .WithHttpEndpoint(port: 8080, name: "http");

// ✅ 正確：讓 Aspire 自動處理
builder.AddProject<Projects.MyApp_Api>("my-api")
       .WithReference(postgresDb)
       .WithReference(redis);

Dapper 欄位映射

PostgreSQL snake_case 與 C# PascalCase 的映射：

// 在 Program.cs 初始化
DapperTypeMapping.Initialize();

// 或使用 SQL 別名
const string sql = @"
    SELECT id, name, price, 
           created_at AS CreatedAt, 
           updated_at AS UpdatedAt
    FROM products";

參考資源

原始文章

本技能內容提煉自「老派軟體工程師的測試修練 - 30 天挑戰」系列文章：

Day 24 - .NET Aspire Testing 入門基礎介紹

- 鐵人賽文章：https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10377071 - 範例程式碼：https://github.com/kevintsengtw/30DaysinTesting_Samples/tree/main/day24

Day 25 - .NET Aspire 整合測試實戰：從 Testcontainers 到 .NET Aspire Testing

- 鐵人賽文章：https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10377197 - 範例程式碼：https://github.com/kevintsengtw/30DaysinTesting_Samples/tree/main/day25

官方文件

程式碼範例

請參考同目錄下的範例檔案：

templates/apphost-program.cs - AppHost 編排定義
templates/aspire-app-fixture.cs - 測試基礎設施
templates/integration-test-collection.cs - Collection Fixture 設定
templates/integration-test-base.cs - 測試基底類別
templates/database-manager.cs - 資料庫管理員
templates/controller-tests.cs - 控制器測試範例
templates/test-project.csproj - 測試專案設定
templates/apphost-project.csproj - AppHost 專案設定

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