4. 测试环境搭建：Docker Compose 编排 PostgreSQL 与 Redis 服务

在集成测试中，环境的一致性与可重复性是保障测试质量的基础。本章将使用 Docker Compose 对 PostgreSQL（数据持久层）与 Redis（缓存层）进行统一编排，并完成网络隔离与数据持久化配置，为后续的缓存预热与数据校验提供稳定的运行底座。

4.1 服务架构概览

测试环境由两个核心容器组成：PostgreSQL 负责存储业务主数据，Redis 作为缓存加速层。两者通过自定义桥接网络通信，并各自挂载宿主机目录实现数据持久化，避免容器重启导致数据丢失。

4.2 Docker Compose 文件详解

以下 docker-compose.yml 文件定义了 PostgreSQL 与 Redis 的服务规格、网络模式与持久化卷。所有配置均面向集成测试场景优化，避免生产级安全限制带来的调试复杂性。

version: "3.8"

services:
  postgres:
    image: postgres:15-alpine
    container_name: integration-pg
    restart: unless-stopped
    environment:
      POSTGRES_DB: testdb
      POSTGRES_USER: tester
      POSTGRES_PASSWORD: testpass
    ports:
      - "5432:5432"
    volumes:
      - pg_data:/var/lib/postgresql/data
      - ./init-scripts:/docker-entrypoint-initdb.d
    networks:
      - integration-test-net
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U tester -d testdb"]
      interval: 5s
      timeout: 3s
      retries: 5

  redis:
    image: redis:7-alpine
    container_name: integration-redis
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "6379:6379"
    volumes:
      - redis_data:/data
    networks:
      - integration-test-net
    healthcheck:
      test: ["CMD", "redis-cli", "ping"]
      interval: 5s
      timeout: 3s
      retries: 5

volumes:
  pg_data:
    driver: local
  redis_data:
    driver: local

networks:
  integration-test-net:
    driver: bridge

4.3 关键配置项说明

配置项	作用	测试环境注意事项
POSTGRES_DB / USER / PASSWORD	初始化数据库、用户与密码	测试环境使用固定弱密码，便于自动化脚本连接；生产环境禁止此做法
volumes: pg_data	将 PostgreSQL 数据目录挂载到命名卷	容器重启后数据保留；测试前可手动清空卷以重置状态
volumes: ./init-scripts	挂载初始化 SQL 脚本目录	首次启动自动执行建表、索引、测试数据插入脚本
healthcheck	容器健康检查	集成测试启动前应等待 health 状态为 healthy，避免连接失败
networks: integration-test-net	自定义桥接网络	容器间通过服务名（postgres / redis）直接通信，无需依赖宿主机 IP

4.4 网络配置：容器间服务发现

通过自定义网络 integration-test-net，PostgreSQL 与 Redis 容器可以使用服务名称作为主机名进行互访。例如，Python 测试代码中连接 PostgreSQL 时，主机名直接写 postgres 而非 localhost 或 IP 地址。

4.5 持久化卷挂载策略

数据持久化是集成测试环境的重要保障。本方案采用 命名卷（named volumes） 而非绑定挂载（bind mounts），原因如下：

• 命名卷由 Docker 管理，在宿主机上的实际路径对用户透明，避免跨平台路径兼容性问题。
• 绑定挂载虽然便于直接查看文件，但在 Windows 与 macOS 上存在文件权限与性能开销。
• 测试前重置数据时，只需执行 docker compose down -v 即可删除卷并重建。

4.6 初始化脚本与数据准备

在 ./init-scripts 目录下放置 SQL 初始化文件，容器首次启动时会按文件名顺序自动执行。以下是一个典型的测试表创建脚本：

-- 01_create_tables.sql
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
    email VARCHAR(100) NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

CREATE TABLE IF NOT EXISTS orders (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    user_id INTEGER REFERENCES users(id),
    product_name VARCHAR(200) NOT NULL,
    amount NUMERIC(10,2) NOT NULL,
    status VARCHAR(20) DEFAULT 'pending'
);

-- 插入基础测试数据
INSERT INTO users (username, email) VALUES
    ('test_user_1', 'user1@example.com'),
    ('test_user_2', 'user2@example.com')
ON CONFLICT (username) DO NOTHING;

4.7 启动与验证步骤

完成 docker-compose.yml 与初始化脚本后，按以下步骤启动环境并验证服务可用性：

1. 启动所有服务：docker compose up -d
2. 等待健康检查通过：docker compose ps 查看状态，或使用 --wait 参数（Docker Compose v2.20+）
3. 验证 PostgreSQL：docker exec integration-pg pg_isready -U tester -d testdb
4. 验证 Redis：docker exec integration-redis redis-cli ping，应返回 PONG
5. 测试网络互通：docker exec integration-pg ping redis（需容器内安装 ping 工具）

4.8 环境清理与重置

集成测试执行完毕后，建议使用以下命令彻底清理环境，避免残留数据影响下一次测试：

# 停止容器并删除卷（数据完全丢失）
docker compose down -v

# 仅停止容器，保留数据（适用于调试后快速重启）
docker compose down

# 重新启动并等待就绪
docker compose up -d --wait