Vitest 深度解析:下一代测试框架完全指南
•Devin
TestingVitest
全面解析 Vitest 测试框架的设计理念、架构实现、与 Jest 的区别,以及如何在现代前端项目中高效使用 Vitest 进行单元测试和集成测试。
Vitest 深度解析:下一代测试框架完全指南
目录
简介
Vitest 是由 Vite 团队开发的现代化测试框架,专为 Vite 项目设计,但也可以用于任何前端项目。它的核心目标是提供极速的测试体验,同时保持与 Jest 的 API 兼容性。
为什么选择 Vitest?
- ⚡️ 极速启动:利用 Vite 的即时热更新能力
- 🔄 智能监听模式:只重新运行相关的测试
- 📦 开箱即用:无需复杂配置,支持 TypeScript、JSX、ESM
- 🎯 Jest 兼容:大部分 Jest API 可直接使用
- 🔍 原生 ESM:完整的 ESM 支持,无需转译
- 🎨 美观的 UI:内置可视化测试界面
核心设计理念
1. 速度优先
Vitest 的首要设计目标就是速度。通过以下方式实现:
- Vite 驱动:复用 Vite 的转换管道和模块图
- 并行执行:默认并行运行测试文件
- 智能缓存:利用 Vite 的缓存机制
- 按需编译:只编译需要测试的文件
2. 开发者体验
- Watch 模式优先:为交互式开发优化
- 即时反馈:毫秒级的热重载
- 清晰的错误信息:源码映射和堆栈跟踪
- 内置 UI:可视化测试结果和覆盖率
3. 现代化工具链
- 原生 ESM:不需要复杂的模块转换
- TypeScript 优先:开箱即用的 TypeScript 支持
- 组件测试:内置对 Vue、React、Svelte 的支持
4. 可扩展性
- 插件系统:兼容 Vite 插件生态
- 自定义 Reporter:灵活的测试报告
- Hooks 系统:在测试生命周期的各个阶段插入逻辑
架构设计
整体架构
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核心组件
1. Vitest Core
核心引擎负责:
- 测试文件的发现和加载
- 测试套件的组织和调度
- 生命周期管理
- 配置解析和合并
2. Test Runner
测试运行器的职责:
- 并行/串行执行策略
- Worker 线程管理
- 测试隔离
- 超时控制
3. Transform Pipeline
转换管道处理:
- TypeScript/JSX 转译
- 源码映射生成
- 依赖图构建
- 模块热更新
4. Mock System
模拟系统提供:
- 模块模拟(vi.mock)
- 函数模拟(vi.fn)
- 时间模拟(vi.useFakeTimers)
- 全局对象模拟
工作流程
测试执行流程
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详细执行步骤
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初始化阶段
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测试发现阶段
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测试执行阶段
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报告阶段
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与 Jest 的对比
API 兼容性
Vitest 设计为 Jest 的直接替代品,大部分 API 可以无缝迁移:
| 功能 | Jest | Vitest | 说明 |
|---|---|---|---|
| 测试定义 | test() / it() | test() / it() | ✅ 完全兼容 |
| 测试套件 | describe() | describe() | ✅ 完全兼容 |
| 断言 | expect() | expect() | ✅ 完全兼容 |
| Mock | jest.fn() | vi.fn() | ⚠️ 需要替换前缀 |
| 定时器 | jest.useFakeTimers() | vi.useFakeTimers() | ⚠️ 需要替换前缀 |
| 快照 | toMatchSnapshot() | toMatchSnapshot() | ✅ 完全兼容 |
性能对比
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技术差异
1. 模块系统
Jest:
// Jest 需要配置 transform // jest.config.js module.exports = { transform: { '^.+\\.tsx?$': 'ts-jest', }, moduleNameMapper: { '^@/(.*)$': '<rootDir>/src/$1', }, };
Vitest:
// Vitest 原生支持,复用 Vite 配置 // vitest.config.ts export default defineConfig({ resolve: { alias: { '@': '/src', }, }, });
2. 转换管道
Jest:
- 使用 Babel/ts-jest 转换代码
- 每次运行都需要重新转换
- CommonJS 模块系统
- 需要手动配置路径映射
Vitest:
- 使用 Vite 的 esbuild/Rollup
- 利用缓存和增量编译
- 原生 ESM 支持
- 自动继承 Vite 配置
3. Watch 模式
Jest:
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Vitest:
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4. 配置复杂度
Jest 典型配置:
// jest.config.js module.exports = { preset: 'ts-jest', testEnvironment: 'jsdom', transform: { '^.+\\.tsx?$': 'ts-jest', '^.+\\.jsx?$': 'babel-jest', }, moduleNameMapper: { '^@/(.*)$': '<rootDir>/src/$1', '\\.(css|less|scss|sass)$': 'identity-obj-proxy', }, setupFilesAfterEnv: ['<rootDir>/jest.setup.js'], collectCoverageFrom: [ 'src/**/*.{ts,tsx}', '!src/**/*.d.ts', ], testMatch: [ '**/__tests__/**/*.test.{ts,tsx}', ], };
Vitest 等效配置:
// vitest.config.ts export default defineConfig({ test: { environment: 'jsdom', setupFiles: ['./vitest.setup.ts'], coverage: { include: ['src/**/*.{ts,tsx}'], }, }, });
迁移指南
从 Jest 迁移到 Vitest
- 安装依赖
yarn remove jest @types/jest ts-jest yarn add --dev vitest @vitest/ui
- 更新配置
// vitest.config.ts import { defineConfig } from 'vitest/config'; export default defineConfig({ test: { globals: true, // 启用全局 API environment: 'jsdom', setupFiles: './vitest.setup.ts', }, });
- 替换全局对象
// 查找替换 jest.fn() → vi.fn() jest.mock() → vi.mock() jest.spyOn() → vi.spyOn() jest.useFakeTimers() → vi.useFakeTimers()
- 更新 package.json
{ "scripts": { "test": "vitest", "test:ui": "vitest --ui", "test:run": "vitest run", "coverage": "vitest run --coverage" } }
与其他测试框架的对比
全面对比表
| 特性 | Vitest | Jest | Mocha | Jasmine | AVA | uvu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 启动速度 | ⚡️⚡️⚡️⚡️⚡️ | ⚡️⚡️ | ⚡️⚡️⚡️ | ⚡️⚡️ | ⚡️⚡️⚡️⚡️ | ⚡️⚡️⚡️⚡️⚡️ |
| 热重载 | ✅ 毫秒级 | ❌ 需重启 | ❌ 需重启 | ❌ 需重启 | ⚠️ 部分支持 | ❌ 需重启 |
| TypeScript | ✅ 原生支持 | ⚠️ 需配置 | ⚠️ 需配置 | ⚠️ 需配置 | ✅ 原生支持 | ⚠️ 需配置 |
| ESM | ✅ 完整支持 | ⚠️ 实验性 | ✅ 支持 | ⚠️ 有限 | ✅ 支持 | ✅ 支持 |
| UI 界面 | ✅ 内置 | ❌ 无 | ❌ 无 | ❌ 无 | ❌ 无 | ❌ 无 |
| 快照测试 | ✅ | ✅ | ⚠️ 需插件 | ✅ | ✅ | ❌ |
| 并行执行 | ✅ Worker | ✅ 进程池 | ⚠️ 需插件 | ❌ | ✅ 进程池 | ✅ |
| 覆盖率 | ✅ c8/istanbul | ✅ istanbul | ⚠️ 需配置 | ❌ 需插件 | ✅ c8 | ⚠️ 需配置 |
| 断言库 | ✅ 内置 chai | ✅ 内置 | ❌ 需选择 | ✅ 内置 | ✅ 内置 | ✅ 内置 |
| Mock 支持 | ✅ 强大 | ✅ 强大 | ⚠️ 需 sinon | ✅ 基础 | ⚠️ 需 sinon | ⚠️ 基础 |
| Watch 模式 | ✅ 智能 | ✅ 基础 | ⚠️ 需插件 | ❌ | ✅ 基础 | ❌ |
| 配置复杂度 | ⭐️ 简单 | ⭐️⭐️⭐️ 复杂 | ⭐️⭐️ 中等 | ⭐️ 简单 | ⭐️⭐️ 中等 | ⭐️ 简单 |
| 生态系统 | 🌱 成长中 | 🌳 成熟 | 🌳 成熟 | 🌳 成熟 | 🌿 中等 | 🌱 较小 |
| 学习曲线 | ⭐️ 平缓 | ⭐️⭐️ 中等 | ⭐️⭐️ 中等 | ⭐️ 平缓 | ⭐️⭐️ 中等 | ⭐️ 平缓 |
详细对比
Vitest vs Mocha
Mocha 优势:
- 极度灵活,可以自由选择断言库和 mock 工具
- 成熟稳定,社区庞大
- 适合需要高度定制的场景
Vitest 优势:
- 开箱即用,无需选择和配置断言库
- 极速的热重载
- 现代化的开发体验
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Vitest vs AVA
AVA 优势:
- 极简的 API
- 强制测试隔离
- 非常快的执行速度
Vitest 优势:
- 更强大的 watch 模式
- 更好的 TypeScript 支持
- 更丰富的功能集
Vitest vs uvu
uvu 优势:
- 极小的体积(< 3KB)
- 最快的执行速度
- 零依赖
Vitest 优势:
- 完整的功能集
- 更好的开发体验
- 强大的 mock 和 spy 功能
选择建议
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推荐场景:
- Vitest: Vite 项目、需要快速反馈、现代前端项目
- Jest: 成熟项目、需要稳定生态、React 项目
- Mocha: 需要高度定制、复杂测试场景
- AVA: Node.js 项目、追求隔离和并发
- uvu: 小型项目、追求极致性能和体积
核心特性
1. 智能 Watch 模式
// Vitest 自动追踪依赖关系 // src/utils/math.ts export const add = (a: number, b: number) => a + b; // src/utils/calculator.ts import { add } from './math'; export const sum = (...numbers: number[]) => numbers.reduce((acc, n) => add(acc, n), 0); // tests/calculator.test.ts import { sum } from '../src/utils/calculator'; test('sum calculates correctly', () => { expect(sum(1, 2, 3)).toBe(6); });
当你修改 math.ts 时,Vitest 会自动重新运行 calculator.test.ts,因为它知道依赖关系。
2. 内置 UI
vitest --ui
启动可视化测试界面:
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3. 组件测试
Vue 组件测试
<!-- Counter.vue --> <template> <div> <span>{{ count }}</span> <button @click="increment">+</button> </div> </template> <script setup lang="ts"> import { ref } from 'vue'; const count = ref(0); const increment = () => count.value++; </script>
// Counter.test.ts import { mount } from '@vue/test-utils'; import { describe, it, expect } from 'vitest'; import Counter from './Counter.vue'; describe('Counter', () => { it('increments count when button is clicked', async () => { const wrapper = mount(Counter); expect(wrapper.find('span').text()).toBe('0'); await wrapper.find('button').trigger('click'); expect(wrapper.find('span').text()).toBe('1'); }); });
React 组件测试
// Button.tsx interface ButtonProps { onClick: () => void; children: React.ReactNode; } export const Button: React.FC<ButtonProps> = ({ onClick, children }) => { return <button onClick={onClick}>{children}</button>; };
// Button.test.tsx import { render, screen, fireEvent } from '@testing-library/react'; import { describe, it, expect, vi } from 'vitest'; import { Button } from './Button'; describe('Button', () => { it('calls onClick when clicked', () => { const handleClick = vi.fn(); render(<Button onClick={handleClick}>Click me</Button>); fireEvent.click(screen.getByText('Click me')); expect(handleClick).toHaveBeenCalledTimes(1); }); });
4. Mock 系统
模块 Mock
// api.ts export async function fetchUser(id: string) { const response = await fetch(`/api/users/${id}`); return response.json(); }
// user.test.ts import { describe, it, expect, vi } from 'vitest'; import { fetchUser } from './api'; // 方式 1: 自动 Mock vi.mock('./api', () => ({ fetchUser: vi.fn(() => Promise.resolve({ id: '1', name: 'John' })), })); // 方式 2: 部分 Mock vi.mock('./api', async (importOriginal) => { const actual = await importOriginal(); return { ...actual, fetchUser: vi.fn(() => Promise.resolve({ id: '1', name: 'Mocked' })), }; }); describe('fetchUser', () => { it('fetches user data', async () => { const user = await fetchUser('1'); expect(user).toEqual({ id: '1', name: 'John' }); }); });
函数 Mock
// logger.test.ts import { describe, it, expect, vi } from 'vitest'; describe('Logger Mock', () => { it('tracks function calls', () => { const mockFn = vi.fn(); mockFn('hello'); mockFn('world'); expect(mockFn).toHaveBeenCalledTimes(2); expect(mockFn).toHaveBeenNthCalledWith(1, 'hello'); expect(mockFn).toHaveBeenLastCalledWith('world'); }); it('returns mocked values', () => { const mockFn = vi.fn() .mockReturnValueOnce('first') .mockReturnValueOnce('second') .mockReturnValue('default'); expect(mockFn()).toBe('first'); expect(mockFn()).toBe('second'); expect(mockFn()).toBe('default'); expect(mockFn()).toBe('default'); }); it('implements custom logic', () => { const mockFn = vi.fn((x: number) => x * 2); expect(mockFn(5)).toBe(10); expect(mockFn).toHaveBeenCalledWith(5); }); });
定时器 Mock
// timer.test.ts import { describe, it, expect, vi, beforeEach, afterEach } from 'vitest'; describe('Timer Mock', () => { beforeEach(() => { vi.useFakeTimers(); }); afterEach(() => { vi.restoreAllMocks(); }); it('fast-forwards setTimeout', () => { const callback = vi.fn(); setTimeout(callback, 1000); expect(callback).not.toHaveBeenCalled(); vi.advanceTimersByTime(1000); expect(callback).toHaveBeenCalledTimes(1); }); it('fast-forwards setInterval', () => { const callback = vi.fn(); setInterval(callback, 1000); vi.advanceTimersByTime(5000); expect(callback).toHaveBeenCalledTimes(5); }); it('runs all timers', () => { const callback1 = vi.fn(); const callback2 = vi.fn(); setTimeout(callback1, 1000); setTimeout(callback2, 5000); vi.runAllTimers(); expect(callback1).toHaveBeenCalled(); expect(callback2).toHaveBeenCalled(); }); });
Spy 功能
// spy.test.ts import { describe, it, expect, vi } from 'vitest'; describe('Spy', () => { it('spies on object methods', () => { const calculator = { add: (a: number, b: number) => a + b, }; const spy = vi.spyOn(calculator, 'add'); calculator.add(1, 2); expect(spy).toHaveBeenCalledWith(1, 2); expect(spy).toHaveReturnedWith(3); }); it('spies and mocks return value', () => { const calculator = { multiply: (a: number, b: number) => a * b, }; vi.spyOn(calculator, 'multiply').mockReturnValue(100); expect(calculator.multiply(2, 3)).toBe(100); }); });
5. 快照测试
// snapshot.test.ts import { describe, it, expect } from 'vitest'; describe('Snapshot Testing', () => { it('matches component snapshot', () => { const component = { type: 'button', props: { className: 'primary', disabled: false, }, children: ['Click me'], }; expect(component).toMatchSnapshot(); }); it('matches inline snapshot', () => { const data = { id: 1, name: 'John' }; expect(data).toMatchInlineSnapshot(` { "id": 1, "name": "John", } `); }); });
6. 覆盖率报告
// vitest.config.ts export default defineConfig({ test: { coverage: { provider: 'v8', // 或 'istanbul' reporter: ['text', 'json', 'html', 'lcov'], include: ['src/**/*.{ts,tsx}'], exclude: [ 'node_modules/', 'src/**/*.test.{ts,tsx}', 'src/**/*.spec.{ts,tsx}', 'src/**/*.d.ts', ], thresholds: { lines: 80, functions: 80, branches: 80, statements: 80, }, }, }, });
运行覆盖率:
vitest run --coverage
配置与使用
基础配置
// vitest.config.ts import { defineConfig } from 'vitest/config'; import react from '@vitejs/plugin-react'; export default defineConfig({ plugins: [react()], test: { // 全局配置 globals: true, // 环境配置 environment: 'jsdom', // 'node' | 'jsdom' | 'happy-dom' | 'edge-runtime' // 设置文件 setupFiles: ['./vitest.setup.ts'], // 测试文件匹配 include: ['**/*.{test,spec}.{ts,tsx}'], exclude: ['node_modules', 'dist', '.idea', '.git', '.cache'], // 监听模式 watch: true, // 并发配置 threads: true, maxThreads: 4, minThreads: 1, // 超时配置 testTimeout: 10000, hookTimeout: 10000, // 隔离配置 isolate: true, // 报告器 reporters: ['default', 'html'], // 覆盖率 coverage: { provider: 'v8', reporter: ['text', 'json', 'html'], }, }, });
高级配置
多环境配置
// vitest.config.ts export default defineConfig({ test: { environmentMatchGlobs: [ // 浏览器环境测试 ['**/*.browser.test.ts', 'jsdom'], // Node.js 环境测试 ['**/*.node.test.ts', 'node'], // Edge Runtime 测试 ['**/*.edge.test.ts', 'edge-runtime'], ], }, });
工作空间配置
// vitest.workspace.ts import { defineWorkspace } from 'vitest/config'; export default defineWorkspace([ // 单元测试 { test: { name: 'unit', include: ['src/**/*.test.ts'], environment: 'node', }, }, // 组件测试 { test: { name: 'browser', include: ['src/**/*.browser.test.tsx'], environment: 'jsdom', }, }, // E2E 测试 { test: { name: 'e2e', include: ['e2e/**/*.test.ts'], testTimeout: 30000, }, }, ]);
常用命令
# 运行测试(watch 模式) vitest # 运行一次测试 vitest run # 运行特定文件 vitest run path/to/test.ts # 运行匹配模式的测试 vitest run --testNamePattern="should work" # UI 模式 vitest --ui # 覆盖率 vitest run --coverage # 并发数控制 vitest --threads --maxThreads=4 # 更新快照 vitest -u # 查看帮助 vitest --help
最佳实践
1. 测试结构
AAA 模式 (Arrange-Act-Assert)
describe('User Service', () => { it('creates a new user', async () => { // Arrange - 准备测试数据和环境 const userData = { name: 'John Doe', email: 'john@example.com', }; const mockRepository = { save: vi.fn().mockResolvedValue({ id: '1', ...userData }), }; const userService = new UserService(mockRepository); // Act - 执行被测试的行为 const result = await userService.createUser(userData); // Assert - 验证结果 expect(result).toEqual({ id: '1', name: 'John Doe', email: 'john@example.com', }); expect(mockRepository.save).toHaveBeenCalledWith(userData); }); });
2. 测试命名
// ❌ 不好的命名 test('test1', () => {}); test('it works', () => {}); // ✅ 好的命名 test('should return user when valid ID is provided', () => {}); test('should throw error when user not found', () => {}); test('should validate email format before creating user', () => {}); // 使用 describe 组织相关测试 describe('UserService.createUser', () => { it('should create user with valid data', () => {}); it('should reject duplicate email', () => {}); it('should hash password before saving', () => {}); });
3. 避免测试实现细节
// ❌ 测试实现细节 test('component uses useState hook', () => { const component = render(<Counter />); expect(component.useState).toHaveBeenCalled(); }); // ✅ 测试行为 test('counter increments when button is clicked', () => { render(<Counter />); const button = screen.getByRole('button', { name: /increment/i }); fireEvent.click(button); expect(screen.getByText('1')).toBeInTheDocument(); });
4. 使用 beforeEach/afterEach
describe('Database Tests', () => { let db: Database; beforeEach(async () => { // 每个测试前创建干净的数据库 db = await createTestDatabase(); await db.migrate(); }); afterEach(async () => { // 每个测试后清理 await db.cleanup(); }); it('inserts user', async () => { await db.users.insert({ name: 'John' }); const users = await db.users.findAll(); expect(users).toHaveLength(1); }); it('deletes user', async () => { await db.users.insert({ name: 'John' }); await db.users.delete({ name: 'John' }); const users = await db.users.findAll(); expect(users).toHaveLength(0); }); });
5. 测试异步代码
// ✅ 使用 async/await test('fetches user data', async () => { const user = await fetchUser('1'); expect(user.name).toBe('John'); }); // ✅ 测试 Promise rejection test('throws error for invalid user', async () => { await expect(fetchUser('invalid')).rejects.toThrow('User not found'); }); // ✅ 测试 timeout test('request times out after 5 seconds', async () => { await expect( fetchUser('slow') ).rejects.toThrow('Timeout'); }, { timeout: 6000 });
6. 参数化测试
describe.each([ { input: 'hello', expected: 'HELLO' }, { input: 'world', expected: 'WORLD' }, { input: 'TeSt', expected: 'TEST' }, ])('toUpperCase($input)', ({ input, expected }) => { it(`should convert "${input}" to "${expected}"`, () => { expect(input.toUpperCase()).toBe(expected); }); }); // 或使用表格形式 test.each` a | b | expected ${1} | ${1} | ${2} ${1} | ${2} | ${3} ${2} | ${1} | ${3} `('add($a, $b) = $expected', ({ a, b, expected }) => { expect(add(a, b)).toBe(expected); });
7. 测试错误处理
describe('Error Handling', () => { it('handles validation errors', async () => { const invalidData = { email: 'not-an-email' }; await expect( createUser(invalidData) ).rejects.toThrow('Invalid email format'); }); it('handles network errors gracefully', async () => { vi.mock('./api', () => ({ fetchData: vi.fn().mockRejectedValue(new Error('Network error')), })); const result = await fetchDataWithRetry(); expect(result).toBeNull(); }); });
性能优化
1. 优化测试速度
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2. 并行配置
// vitest.config.ts export default defineConfig({ test: { // 启用线程池 threads: true, maxThreads: 4, minThreads: 1, // 如果测试独立,禁用隔离以提升速度 isolate: false, // 文件级并行 fileParallelism: true, }, });
3. 选择性运行测试
// 只运行某些测试 test.only('this test will run', () => {}); test('this test will be skipped', () => {}); // 跳过某些测试 test.skip('this test is skipped', () => {}); // 条件跳过 test.skipIf(process.env.CI)('skip in CI', () => {}); test.runIf(isLinux)('run only on Linux', () => {});
4. 使用测试分片
# 将测试分成 3 片,运行第 1 片 vitest run --shard=1/3 # CI 中并行运行 # Job 1 vitest run --shard=1/3 # Job 2 vitest run --shard=2/3 # Job 3 vitest run --shard=3/3
5. 优化 Mock
// ❌ 每次都创建新 mock beforeEach(() => { vi.mock('./heavy-module'); }); // ✅ 复用 mock vi.mock('./heavy-module'); describe('tests', () => { beforeEach(() => { vi.clearAllMocks(); // 只清除调用记录 }); });
6. 监控测试性能
// vitest.config.ts export default defineConfig({ test: { reporters: [ 'default', ['json', { outputFile: 'test-results.json' }], ], benchmark: { // 启用基准测试 include: ['**/*.bench.ts'], }, }, });
// math.bench.ts import { bench, describe } from 'vitest'; describe('Math operations', () => { bench('add', () => { const result = 1 + 1; }); bench('multiply', () => { const result = 2 * 2; }); });
总结
Vitest 代表了现代测试框架的发展方向:
核心优势
- 极致性能 - 利用 Vite 的转换管道和智能缓存
- 开发体验 - 毫秒级热重载和即时反馈
- 零配置 - 开箱即用的 TypeScript、JSX、ESM 支持
- 向后兼容 - 大部分 Jest API 可直接迁移
适用场景
- ✅ 所有使用 Vite 的项目
- ✅ 需要快速测试反馈的开发流程
- ✅ 现代前端项目(Vue、React、Svelte)
- ✅ TypeScript 项目
- ⚠️ 需要 Jest 生态插件的场景(考虑兼容性)
未来展望
Vitest 正在快速成长,随着 Vite 生态的壮大,Vitest 将成为前端测试的首选方案。它的设计理念和技术实现代表了下一代测试工具的方向。
参考资源:
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