2. 环境准备：Docker部署PostgreSQL、安装pgTAP扩展、配置测试数据库与用户权限

本章是实战案例的基础设施搭建环节。我们将通过 Docker 快速拉起 PostgreSQL 实例，安装 pgTAP 单元测试扩展，并完成测试数据库与用户权限的精细化配置。所有后续章节的 Mock 隔离场景均依赖此环境。

2.1 整体架构概览

下图展示了本次环境准备的核心组件与交互关系：Docker 容器承载 PostgreSQL 实例，内部集成 pgTAP 扩展，外部通过端口映射暴露服务，测试脚本通过专用用户连接测试数据库执行单元测试。

2.2 Docker 部署 PostgreSQL

使用官方 PostgreSQL 16 镜像，通过 Docker Compose 实现可重复的环境部署。以下为 docker-compose.yml 配置：

version: '3.8'

services:
  postgres:
    image: postgres:16
    container_name: pg_mock_lab
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "5432:5432"
    environment:
      POSTGRES_USER: postgres
      POSTGRES_PASSWORD: postgres
      POSTGRES_DB: postgres
    volumes:
      - pg_data:/var/lib/postgresql/data
      - ./init-scripts:/docker-entrypoint-initdb.d
    networks:
      - pg_net

volumes:
  pg_data:

networks:
  pg_net:
    driver: bridge

2.3 安装 pgTAP 扩展

pgTAP 是 PostgreSQL 的单元测试框架，提供丰富的断言函数。安装方式有两种：

安装方式	命令 / 步骤	适用场景
APT 包管理器	apt-get install postgresql-16-pgtap	Debian/Ubuntu 系统，快速安装
源码编译	make && make install	自定义 PostgreSQL 编译环境
Docker 初始化脚本	在 init-scripts 中执行 CREATE EXTENSION pgtap;	容器化部署，推荐方式

在 Docker 环境中，我们通过初始化脚本自动安装。创建 init-scripts/01-install-pgtap.sh：

#!/bin/bash
set -e

# 安装 pgTAP 扩展包
apt-get update
apt-get install -y postgresql-16-pgtap

# 连接到默认数据库并创建扩展
psql -v ON_ERROR_STOP=1 --username "$POSTGRES_USER" --dbname "$POSTGRES_DB" <<-EOSQL
    CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pgtap;
    SELECT * FROM pg_extension WHERE extname = 'pgtap';
EOSQL

echo "pgTAP 扩展安装完成"

2.4 配置测试数据库与用户权限

为隔离测试环境，创建专用数据库和低权限用户。创建 init-scripts/02-create-test-db.sh：

#!/bin/bash
set -e

psql -v ON_ERROR_STOP=1 --username "$POSTGRES_USER" <<-EOSQL
    -- 创建测试数据库
    CREATE DATABASE unittest_db
        WITH ENCODING 'UTF8'
        LC_COLLATE = 'en_US.utf8'
        LC_CTYPE = 'en_US.utf8'
        TEMPLATE template0;

    -- 创建测试用户（仅授予最小权限）
    CREATE USER tester WITH PASSWORD 'testpass';
    GRANT CONNECT ON DATABASE unittest_db TO tester;
    GRANT USAGE ON SCHEMA public TO tester;
    GRANT CREATE ON SCHEMA public TO tester;
    GRANT ALL PRIVILEGES ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO tester;
    ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA public GRANT ALL ON TABLES TO tester;

    -- 在测试数据库中安装 pgTAP
    \c unittest_db
    CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pgtap;

    -- 验证安装
    SELECT 'pgTAP installed successfully' AS status;
EOSQL

echo "测试数据库与用户配置完成"

2.5 权限矩阵与安全隔离

下表展示了不同用户在不同数据库上的权限差异，体现 Mock 测试所需的权限最小化原则：

用户	数据库	连接	读表	写表	创建对象	超级用户
postgres	所有	✓	✓	✓	✓	✓
tester	unittest_db	✓	✓	✓	✓	✗
tester	postgres	✗	✗	✗	✗	✗

2.6 验证环境

启动容器后，执行以下命令验证环境是否就绪：

# 启动容器
docker-compose up -d

# 验证 PostgreSQL 运行状态
docker exec pg_mock_lab pg_isready -U postgres

# 验证 pgTAP 扩展
docker exec pg_mock_lab psql -U postgres -d unittest_db -c "SELECT * FROM pg_extension WHERE extname = 'pgtap';"

# 验证用户连接
docker exec pg_mock_lab psql -U tester -d unittest_db -c "SELECT current_user, current_database();"

# 运行 pgTAP 自检
docker exec pg_mock_lab psql -U tester -d unittest_db -c "SELECT plan(1); SELECT pass('Environment is ready'); SELECT * FROM finish();"

2.7 环境配置清单

完成本章配置后，应获得以下环境要素：

• PostgreSQL 16 — 运行在 Docker 容器中，端口 5432 映射到宿主机
• pgTAP 扩展 v1.2.1 — 安装在 unittest_db 数据库中
• 测试数据库 unittest_db — 专用测试空间，与生产数据库隔离
• 测试用户 tester — 仅拥有 unittest_db 的完整权限，无超级用户权限
• 初始化脚本 — 位于 init-scripts/ 目录，支持一键重建环境

2.8 常见问题与排错

• pgTAP 扩展创建失败： 检查是否已安装 postgresql-16-pgtap 包，或手动执行 CREATE EXTENSION pgtap; 时是否在正确的数据库中。
• 用户连接被拒绝： 确认 pg_hba.conf 中允许 tester 用户通过 md5 认证方式连接 unittest_db。
• 初始化脚本未执行： 检查脚本是否具有可执行权限，文件名是否以 .sh 结尾，Docker 日志中是否有错误信息。
• 端口冲突： 如果宿主机 5432 已被占用，修改 docker-compose.yml 中的端口映射，例如 "5433:5432"。