概要

djangoのテストフレームワークでAPIキーを使用したPOSTリクエストのテストケースを作成しました。ヘッダーのHTTP_プレフィックスとテストクライアントのpostメソッドの引数headersあたりで詰まったところも調べてまとめておきましたので、これからAPIテスト作る方のご参考となればと思います。

前提

Python：3.6.15
Django：3.0.5

APIのテストケース（サンプルコード）

以下がHTTP_X-API-KEYを使用したDjangoのサンプルコードです。
- 正しいAPIキーはSAMPLE_API_KEYとします。
- 間違ったAPIキーをWRONG_API_KEYとします。
以下のテストケースでは、正しいAPIキーと間違ったAPIキーを使用してリクエストを送信し、レスポンスのステータスコードを検証しています。

from django.test import TestCase

class ApiTestCase(TestCase):
    def test_post_sample_with_api_key(self):
        headers = {'HTTP_X_API_KEY': 'SAMPLE_API_KEY'}
        data = {'key': 'value'}
        response = self.client.post('/api/', data=data, follow=True, content_type='application/json', accept='application/json', **headers)

        self.assertEqual(response.status_code, 200)

    def test_sample_without_api_key(self):
        headers = {'HTTP_X_API_KEY': 'WRONG_API_KEY'}
        data = {'key': 'value'}
        response = self.client.post('/api/', data=data, follow=True, content_type='application/json', accept='application/json', **headers)

        self.assertEqual(response.status_code, 401)

リクエストヘッダーについて

①ヘッダー名にHTTP_プレフィックスをつける必要がある
②headersはpostのキーワード引数として指定する必要がある
③そのほかのヘッダー部分の説明

①ヘッダー名に`HTTP_`プレフィックスをつける必要がある

ちょっと詰まったのが、リクエストヘッダーのX-API-KEYです。APIのHTTPリクエストにはヘッダーとボディがありますが、X-API-KEYはヘッダー部分になります。
HTTP_プリフィックスは、HTTPリクエストヘッダーのキーを指定するために使用されます。Djangoのテストクライアントでは、ヘッダーをキーワード引数として渡す場合に、ヘッダー名にHTTP_プリフィックスを付ける必要があるのです。これがわからずに以下のように記載していたのですが、全然成功しないので結構詰まりました。

headers = {'X_API_KEY': 'SAMPLE_API_KEY'}

HTTP_プリフィックスは、Djangoのテストクライアントが実際のHTTPリクエストをシミュレートするために、環境変数としてヘッダーを設定しているかららしい。確かに以下のサイトを見てもUSER_AGENTなどにHTTP_プリフィックスを付けていますね。
- Django 4.0.6 ドキュメント
この辺はあまり記事がないように感じました。以下が近かったです。
- DjangoやDRFのテストクライアントにヘッダーを設定する方法

②`headers`は`post`のキーワード引数として指定する必要がある

**headersは辞書として定義されたキーワード引数を展開するPythonの構文で、上記の場合は以下のような形で展開されます。

    self.client.post('/api/', data=data, follow=True, content_type='application/json', accept='application/json', HTTP_X_API_KEY='SAMPLE_API_KEY')

このheadersと先述のHTTP_が相まって詰まりました。というのも、**headersであれば成功しましたがheaders=headersだと失敗してしまったからです。Djangoのテストクライアントのpostメソッドでは、引数にキーワード引数を利用する必要があるのです。以下が公式ドキュメントからの引用です。
- Testing Django Applications - Making requests

It requires no arguments at time of construction. However, you can use keyword arguments to specify some default headers.

キーワード引数を使用してリクエストで送信するヘッダを指定する、とありますね。なるほど。headersを使うことで、実質的に辞書を解凍し、各キーと値のペアを別々のキーワード引数としてpost()メソッドに渡していることになるんですね。
Djangoのself.client.post()メソッドでは、メソッドのシグネチャは次のようになります。**extraパラメータは、リクエストのHTTPヘッダとして扱われる追加のキーワード引数を渡すことができます。

def post(self, path, data=None, content_type='application/octet-stream', follow=False, secure=False, **extra)：

ということで、今回の大きな学びは以下の二つ。
- self.client.post()メソッドを使う場合、HTTP ヘッダは'HTTP_'を先頭につけて大文字に変換する必要があること
- self.client.post()メソッドを使ってリクエストを行う場合、ヘッダーは辞書としてではなく、キーワード引数として渡す必要があること。
これで、x-api-keyヘッダーを指定する際に、キーワード引数のheaders辞書のキーとしてHTTP_X_API_KEYを使用することで無事にテストすることができました。

③そのほかのヘッダー部分の説明

self.client.postを使用して/api/へのPOSTリクエストをシミュレートします。
follow=True：リダイレクトを追跡する設定になります。
content_type='application/json'：リクエストのコンテンツタイプはJSONを指定していることを示しています。
- content_typeを指定しない場合、データはmultipart/form-dataのコンテンツタイプで送信されます。
accept='application/json'：JSON形式のレスポンスを返すことを期待していることを示しています。
他にも、secure=Trueにすると、HTTPSリクエストをエミュレートしたりできます。
今回はself.client.post()メソッドを使用してPOSTリクエストを送信していますが、他のHTTPメソッド（GET、PUT、DELETEなど）も同様に使用することができます。必要に応じて、適切なメソッドを選択してテストケースを作成しましょう。この辺は上述の公式ドキュメントにも詳細に記載があります。

リクエストボディとアサーションについて

リクエストボディについてはdata = {'key': 'value'}が該当します。データとしてdata変数に{'key': 'value'}という辞書が定義されています。実際は、data変数に適切なデータを設定し、期待される振る舞いをテストすることになります。
テストケース内のresponseオブジェクトには、APIからのレスポンスに関する情報が含まれています。
Pythonではアサーションを使用して、レスポンスのステータスコードが200であることをテストできます。それが以下のコードです。

self.assertEqual(response.status_code, 200)

一つ目ではSAMPLE_API_KEYという正しいAPIキーが入っているのでステータスコード200でテストに成功します。
二つ目では、WRONG_API_KEYという間違ったAPIキーが入っているので、ステータスコード401でテストに成功します(任意のエラーステータスとエラーメッセージを返すようにしている場合は都度ここを変える必要あり)。