測試 Cloud Firestore 安全性規則

建構應用程式時，您可能需要鎖定 Cloud Firestore 資料庫的存取權。不過，在推出之前，您需要更細緻的Cloud Firestore Security Rules。使用 Cloud Firestore 模擬器，除了可以設計原型及測試應用程式的一般功能和行為，還能編寫單元測試，檢查 Cloud Firestore Security Rules 的行為。

快速入門導覽課程

如要瞭解一些採用簡單規則的基本測試案例，請參閱快速入門導覽課程範例。

瞭解Cloud Firestore Security Rules

使用行動和網頁用戶端程式庫時，請實作 Firebase Authentication 和 Cloud Firestore Security Rules，以便進行無伺服器驗證、授權和資料驗證。

Cloud Firestore Security Rules 包含兩個部分：

  1. match 陳述式，用於識別資料庫中的文件。
  2. 控管這些文件存取權的 allow 運算式。

Firebase Authentication 會驗證使用者憑證，並為使用者和角色型存取系統奠定基礎。

來自規則行動/網頁用戶端程式庫的每個資料庫要求，都會先根據安全性規則進行評估，然後才會讀取或寫入任何資料。如果規則拒絕存取任何指定的文件路徑，整個要求就會失敗。

如要進一步瞭解 Cloud Firestore Security Rules，請參閱「開始使用 Cloud Firestore Security Rules」。

安裝模擬器

如要安裝 Cloud Firestore 模擬器，請使用 Firebase CLI 並執行下列指令：

firebase setup:emulators:firestore

執行模擬器

首先，在工作目錄中初始化 Firebase 專案。使用 Firebase CLI 時，通常會先執行這個步驟。

firebase init

使用下列指令啟動模擬器。模擬器會持續執行，直到您終止程序為止：

firebase emulators:start --only firestore

在許多情況下，您會想要啟動模擬器、執行測試套件，然後在測試執行後關閉模擬器。您可以使用 emulators:exec 指令輕鬆完成這項操作：

firebase emulators:exec --only firestore "./my-test-script.sh"

模擬器啟動後，會嘗試在預設通訊埠 (8080) 執行。如要變更模擬器通訊埠，請修改 firebase.json 檔案的 "emulators" 區段：

{
  // ...
  "emulators": {
    "firestore": {
      "port": "YOUR_PORT"
    }
  }
}

執行模擬器前的注意事項

開始使用模擬器前，請留意下列事項：

  • 模擬器一開始會載入 firebase.json 檔案中 firestore.rules 欄位指定的規則。它會預期包含 Cloud Firestore Security Rules 的本機檔案名稱，並將這些規則套用至所有專案。如果您未提供本機檔案路徑，或未使用下述 loadFirestoreRules 方法，模擬器會將所有專案視為具有開放規則。
  • 雖然大多數 Firebase SDK 都能直接與模擬器搭配使用，但只有 @firebase/rules-unit-testing 程式庫支援在安全性規則中模擬 auth，讓單元測試更輕鬆。此外，程式庫也支援一些模擬器專屬功能，例如清除所有資料，如下所示。
  • 模擬器也會接受透過用戶端 SDK 提供的正式版 Firebase Auth 權杖，並據此評估規則，讓您在整合和手動測試中，直接將應用程式連結至模擬器。

執行本機單元測試

使用 JavaScript SDK 第 9 版執行本機單元測試

Firebase 透過第 9 版 JavaScript SDK 和第 8 版 SDK 發布安全性規則單元測試程式庫。程式庫 API 有顯著差異。建議使用 v9 測試程式庫，這個程式庫更精簡，只需較少設定即可連線至模擬器，因此可安全避免意外使用正式版資源。為了回溯相容，我們仍會提供 v8 測試程式庫。

使用 @firebase/rules-unit-testing 模組與在本機執行的模擬器互動。如果發生逾時或 ECONNREFUSED 錯誤，請仔細檢查模擬器是否確實執行。

強烈建議您使用最新版本的 Node.js，以便使用 async/await 標記法。您可能想測試的行為幾乎都涉及非同步函式，而測試模組的設計可與以 Promise 為基礎的程式碼搭配使用。

v9 規則單元測試程式庫一律會偵測模擬器，且絕不會觸及正式版資源。

您可以使用第 9 版模組化匯入陳述式匯入程式庫。例如：

import {
  assertFails,
  assertSucceeds,
  initializeTestEnvironment
} from "@firebase/rules-unit-testing"

// Use `const { … } = require("@firebase/rules-unit-testing")` if imports are not supported
// Or we suggest `const testing = require("@firebase/rules-unit-testing")` if necessary.

匯入後，實作單元測試的步驟如下：

  • 呼叫 initializeTestEnvironment，建立及設定 RulesTestEnvironment。
  • 設定測試資料，但不觸發規則，使用可暫時略過規則的便利方法 RulesTestEnvironment.withSecurityRulesDisabled。
  • 設定測試套件和測試前後掛鉤，並呼叫清除測試資料和環境，例如 RulesTestEnvironment.cleanup() 或 RulesTestEnvironment.clearFirestore()。
  • 使用 RulesTestEnvironment.authenticatedContext 和 RulesTestEnvironment.unauthenticatedContext 實作模擬驗證狀態的測試案例。

常見方法和公用函式

另請參閱 v9 SDK 中模擬器專用的測試方法。

initializeTestEnvironment() => RulesTestEnvironment

這個函式會初始化規則單元測試的測試環境。請先呼叫這個函式，以便設定測試。模擬器必須處於執行狀態，才能成功執行。

這個函式接受選用物件，用於定義 TestEnvironmentConfig，其中可包含專案 ID 和模擬器設定。

let testEnv = await initializeTestEnvironment({
  projectId: "demo-project-1234",
  firestore: {
    rules: fs.readFileSync("firestore.rules", "utf8"),
  },
});

RulesTestEnvironment.authenticatedContext({ user_id: string, tokenOptions?: TokenOptions }) => RulesTestContext

這個方法會建立 RulesTestContext，其行為與已驗證的 Authentication 使用者類似。透過傳回的內容建立的要求，會附加模擬驗證權杖。您可以視需要傳遞物件，定義驗證權杖酬載的自訂宣告或覆寫。

在測試中使用傳回的測試情境物件，即可存取任何已設定的模擬器執行個體，包括使用 initializeTestEnvironment 設定的執行個體。

// Assuming a Firestore app and the Firestore emulator for this example
import { setDoc } from "firebase/firestore";

const alice = testEnv.authenticatedContext("alice", { … });
// Use the Firestore instance associated with this context
await assertSucceeds(setDoc(alice.firestore().doc('/users/alice'), { ... });

RulesTestEnvironment.unauthenticatedContext() => RulesTestContext

這個方法會建立 RulesTestContext，其行為類似於未透過驗證登入的用戶端。透過傳回的內容建立的要求不會附加 Firebase 驗證權杖。

在測試中使用傳回的測試情境物件，即可存取任何已設定的模擬器執行個體，包括使用 initializeTestEnvironment 設定的執行個體。

// Assuming a Cloud Storage app and the Storage emulator for this example
import { getStorage, ref, deleteObject } from "firebase/storage";

const alice = testEnv.unauthenticatedContext();

// Use the Cloud Storage instance associated with this context
const desertRef = ref(alice.storage(), 'images/desert.jpg');
await assertSucceeds(deleteObject(desertRef));

RulesTestEnvironment.withSecurityRulesDisabled()

在模擬停用安全性規則的環境中，執行測試設定函式。

這個方法會採用回呼函式，該函式會採用略過安全性規則的結構定義，並傳回 Promise。Promise 解析 / 拒絕後，系統就會刪除背景資訊。

RulesTestEnvironment.cleanup()

這個方法會刪除測試環境中建立的所有 RulesTestContexts，並清除基礎資源，讓您能乾淨俐落地退出。

這個方法不會以任何方式變更模擬器的狀態。如要在測試之間重設資料，請使用應用程式模擬器專用的清除資料方法。

assertSucceeds(pr: Promise<any>)) => Promise<any>

這是測試案例公用函式。

這個函式會斷言，提供的 Promise 包裝模擬器作業會解析，且不會違反安全性規則。

await assertSucceeds(setDoc(alice.firestore(), '/users/alice'), { ... });

assertFails(pr: Promise<any>)) => Promise<any>

這是測試案例公用函式。

函式會斷言，提供的 Promise 包裝模擬器作業會因違反安全性規則而遭拒。

await assertFails(setDoc(alice.firestore(), '/users/bob'), { ... });

模擬器專屬方法

另請參閱 v9 SDK 中的常見測試方法和公用函式。

RulesTestEnvironment.clearFirestore() => Promise<void>

這個方法會清除 Firestore 資料庫中，屬於為 Firestore 模擬器設定的 projectId 資料。

RulesTestContext.firestore(settings?: Firestore.FirestoreSettings) => Firestore;

這個方法會取得這個測試情境的 Firestore 執行個體。傳回的 Firebase JS 用戶端 SDK 執行個體可與用戶端 SDK API (v9 模組化或 v9 相容) 搭配使用。

以圖表呈現規則評估結果

Cloud Firestore 模擬器套件可讓您在 Emulator Suite UI 中以視覺化方式呈現用戶端要求，包括 Firebase 安全性規則的評估追蹤。

開啟「Firestore」>「Requests」分頁，查看每項要求的詳細評估序列。

Firestore 模擬器要求監控工具，顯示安全性規則評估結果

產生測試報告

執行一系列測試後，您可以查看測試涵蓋率報表，瞭解每項安全性規則的評估方式。

如要取得報表，請在模擬器執行時查詢公開的端點。如要使用適合瀏覽器的版本，請使用下列網址：

http://localhost:8080/emulator/v1/projects/<project_id>:ruleCoverage.html

這會將規則拆分為運算式和子運算式，您可以將滑鼠游標懸停在這些運算式上，查看更多資訊，包括評估次數和傳回的值。如要取得這項資料的原始 JSON 版本，請在查詢中加入下列網址：

http://localhost:8080/emulator/v1/projects/<project_id>:ruleCoverage

模擬器與正式環境的差異

  1. 您不必明確建立 Cloud Firestore 專案。模擬器會自動建立任何存取的執行個體。
  2. Cloud Firestore 模擬器不適用於一般 Firebase Authentication 流程。我們在 Firebase Test SDK 的 rules-unit-testing 程式庫中提供 initializeTestApp() 方法，該方法會採用 auth 欄位。使用這個方法建立的 Firebase 控制代碼，行為會像是已成功驗證為您提供的任何實體。如果傳入 null，系統會將其視為未經驗證的使用者 (例如 auth != null 規則會失敗)。

排解已知問題

使用 Cloud Firestore 模擬器時，可能會遇到下列已知問題。請按照下列指引，排解遇到的異常行為。這些注意事項是針對安全性規則單元測試程式庫撰寫，但一般方法適用於任何 Firebase SDK。

測試行為不一致

如果測試有時通過、有時失敗，即使測試本身沒有任何變更，您可能也需要確認測試順序是否正確。與模擬器的大多數互動都是非同步的，因此請仔細檢查所有非同步程式碼是否已正確排序。您可以透過鏈結 Promise 或大量使用 await 標記來修正順序。

請特別留意下列非同步作業：

  • 設定安全性規則，例如 initializeTestEnvironment。
  • 讀取及寫入資料，例如使用 db.collection("users").doc("alice").get()。
  • 作業斷言，包括 assertSucceeds 和 assertFails。

測試只會在首次載入模擬器時通過

模擬器是有狀態的。它會將所有寫入的資料儲存在記憶體中，因此只要模擬器關閉，所有資料都會遺失。如果對同一個專案 ID 執行多項測試，每項測試產生的資料可能會影響後續測試。您可以採用下列任一方法，略過這項行為：

  • 請為每項測試使用不重複的專案 ID。請注意，如果選擇這麼做，您必須在每項測試中呼叫 initializeTestEnvironment；系統只會自動載入預設專案 ID 的規則。
  • 重構測試，避免與先前寫入的資料互動 (例如為每項測試使用不同的集合)。
  • 刪除測試期間寫入的所有資料。

測試設定非常複雜

設定測試時，您可能會想以 Cloud Firestore Security Rules 實際不允許的方式修改資料。如果規則導致測試設定變得複雜，請嘗試在設定步驟中使用 RulesTestEnvironment.withSecurityRulesDisabled，這樣讀取和寫入作業就不會觸發 PERMISSION_DENIED 錯誤。

之後，測試可以分別使用 RulesTestEnvironment.authenticatedContext 和 unauthenticatedContext，以已驗證或未驗證使用者的身分執行作業。這可讓您驗證 Cloud Firestore Security Rules 是否正確允許 / 拒絕不同案例。