nexarch/mail/internal/smtp/smtp_test.go

package smtp

import (
	"bufio"
	"context"
	"net"
	"runtime"
	"strings"
	"sync"
	"testing"
	"time"
)

// fakeSink zeichnet angenommene Nachrichten im Prozessspeicher auf.
type fakeSink struct {
	mu       sync.Mutex
	accepted []acceptedMessage
	fail     bool
}

type acceptedMessage struct {
	envelope Envelope
	raw      []byte
}

func (f *fakeSink) Accept(_ context.Context, envelope Envelope, raw []byte) error {
	f.mu.Lock()
	defer f.mu.Unlock()
	if f.fail {
		return errFakeSinkRejects
	}
	cp := make([]byte, len(raw))
	copy(cp, raw)
	f.accepted = append(f.accepted, acceptedMessage{envelope: envelope, raw: cp})
	return nil
}

func (f *fakeSink) count() int {
	f.mu.Lock()
	defer f.mu.Unlock()
	return len(f.accepted)
}

type sinkError string

func (e sinkError) Error() string { return string(e) }

const errFakeSinkRejects sinkError = "fake sink lehnt ab"

func startTestServer(t *testing.T, sink MessageSink, maxMessageBytes int64) (addr string, stop func()) {
	t.Helper()
	srv := NewServerWithMaxMessageBytes(sink, maxMessageBytes)

	listener, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:0")
	if err != nil {
		t.Fatalf("listener: %v", err)
	}
	ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
	done := make(chan struct{})
	go func() {
		_ = srv.Serve(ctx, listener)
		close(done)
	}()
	return listener.Addr().String(), func() {
		cancel()
		<-done
	}
}

type smtpClient struct {
	conn   net.Conn
	reader *bufio.Reader
}

func dial(t *testing.T, addr string) *smtpClient {
	t.Helper()
	conn, err := net.DialTimeout("tcp", addr, 2*time.Second)
	if err != nil {
		t.Fatalf("dial: %v", err)
	}
	c := &smtpClient{conn: conn, reader: bufio.NewReader(conn)}
	c.readLine(t) // 220 Begrüßung
	return c
}

func (c *smtpClient) readLine(t *testing.T) string {
	t.Helper()
	_ = c.conn.SetReadDeadline(time.Now().Add(3 * time.Second))
	line, err := c.reader.ReadString('\n')
	if err != nil {
		t.Fatalf("antwort lesen: %v", err)
	}
	return strings.TrimRight(line, "\r\n")
}

func (c *smtpClient) send(t *testing.T, cmd string) string {
	t.Helper()
	if _, err := c.conn.Write([]byte(cmd + "\r\n")); err != nil {
		t.Fatalf("kommando senden: %v", err)
	}
	return c.readLine(t)
}

func (c *smtpClient) close() { _ = c.conn.Close() }

func code(line string) string {
	if len(line) < 3 {
		return line
	}
	return line[:3]
}

// TestSession_EnvelopeMustBeBuiltBeforeData ist die geforderte
// Zustandsmaschinen-Abdeckung für Akzeptanzkriterium 1: Envelope
// (HELO -> MAIL FROM -> RCPT TO) wird SCHRITTWEISE validiert, DATA ist
// erst nach vollständigem, gültigem Envelope erlaubt.
func TestSession_EnvelopeMustBeBuiltBeforeData(t *testing.T) {
	sink := &fakeSink{}
	addr, stop := startTestServer(t, sink, defaultMaxMessageBytes)
	defer stop()
	c := dial(t, addr)
	defer c.close()

	// MAIL FROM vor HELO -> 503.
	if resp := c.send(t, "MAIL FROM:<a@example.com>"); code(resp) != "503" {
		t.Fatalf("erwartete 503 für MAIL FROM vor HELO, habe: %s", resp)
	}

	if resp := c.send(t, "EHLO client.example.com"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("erwartete 250 für EHLO, habe: %s", resp)
	}
	// Mehrzeilige EHLO-Antwort vollständig lesen.
	for {
		line := c.readLine(t)
		if strings.HasPrefix(line, "250 ") {
			break
		}
	}

	// RCPT TO vor MAIL FROM -> 503.
	if resp := c.send(t, "RCPT TO:<b@example.com>"); code(resp) != "503" {
		t.Fatalf("erwartete 503 für RCPT TO vor MAIL FROM, habe: %s", resp)
	}

	// DATA vor RCPT TO -> 503.
	if resp := c.send(t, "DATA"); code(resp) != "503" {
		t.Fatalf("erwartete 503 für DATA ohne RCPT TO, habe: %s", resp)
	}

	if resp := c.send(t, "MAIL FROM:<a@example.com>"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("erwartete 250 für MAIL FROM, habe: %s", resp)
	}
	if resp := c.send(t, "RCPT TO:<b@example.com>"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("erwartete 250 für RCPT TO, habe: %s", resp)
	}
	if resp := c.send(t, "DATA"); code(resp) != "354" {
		t.Fatalf("erwartete 354 für DATA nach vollständigem Envelope, habe: %s", resp)
	}
	if resp := c.send(t, "Subject: test\r\n\r\nHallo\r\n."); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("erwartete 250 nach abgeschlossener DATA, habe: %s", resp)
	}

	if sink.count() != 1 {
		t.Fatalf("erwartete 1 angenommene nachricht, habe %d", sink.count())
	}
}

// TestData_MessageSizeCheckedBeforeAcceptance ist die geforderte
// Pflichtprüfung für Akzeptanzkriterium 1 (Größenanteil): eine
// Nachricht über der konfigurierten Höchstgröße wird sauber
// zurückgewiesen, der Sink bekommt sie NICHT.
func TestData_MessageSizeCheckedBeforeAcceptance(t *testing.T) {
	sink := &fakeSink{}
	const tinyLimit = 32 // Bytes
	addr, stop := startTestServer(t, sink, tinyLimit)
	defer stop()
	c := dial(t, addr)
	defer c.close()

	c.send(t, "EHLO client.example.com")
	for {
		line := c.readLine(t)
		if strings.HasPrefix(line, "250 ") {
			break
		}
	}
	c.send(t, "MAIL FROM:<a@example.com>")
	c.send(t, "RCPT TO:<b@example.com>")
	if resp := c.send(t, "DATA"); code(resp) != "354" {
		t.Fatalf("erwartete 354, habe: %s", resp)
	}

	// Die überlange Zeile überschreitet das Limit bereits selbst — der
	// Server antwortet SOFORT mit 552, OHNE auf die Abschlusszeile "."
	// zu warten (drainUntilDot liest sie erst danach weg, damit das
	// Protokoll synchron bleibt). Deshalb hier NICHT auf eine Antwort
	// zur ersten Zeile warten, sondern erst die Abschlusszeile senden
	// und dann einmal lesen.
	longBody := strings.Repeat("x", 200)
	if _, err := c.conn.Write([]byte(longBody + "\r\n")); err != nil {
		t.Fatalf("kommando senden: %v", err)
	}
	resp := c.send(t, ".")
	if code(resp) != "552" {
		t.Fatalf("erwartete 552 (nachricht zu groß), habe: %s", resp)
	}

	if sink.count() != 0 {
		t.Fatalf("sink hätte die zu große nachricht nicht bekommen dürfen, habe %d", sink.count())
	}

	// Verbindung muss danach weiter benutzbar sein (kein Absturz/Hänger).
	if resp := c.send(t, "NOOP"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("session nach größenfehler nicht mehr funktionsfähig: %s", resp)
	}
}

// TestRcptTo_InvalidRecipientCleanError ist die geforderte
// Akzeptanzkriterium-3-Prüfung: ungültige Empfängerdaten führen zu
// sauberer SMTP-Fehlermeldung statt Absturz.
func TestRcptTo_InvalidRecipientCleanError(t *testing.T) {
	sink := &fakeSink{}
	addr, stop := startTestServer(t, sink, defaultMaxMessageBytes)
	defer stop()
	c := dial(t, addr)
	defer c.close()

	c.send(t, "EHLO client.example.com")
	for {
		line := c.readLine(t)
		if strings.HasPrefix(line, "250 ") {
			break
		}
	}
	c.send(t, "MAIL FROM:<a@example.com>")

	if resp := c.send(t, "RCPT TO:<keine-gueltige-adresse>"); code(resp) != "553" {
		t.Fatalf("erwartete 553 für ungültigen empfänger, habe: %s", resp)
	}
	// Verbindung bleibt nutzbar — kein Absturz, kein Verbindungsabbruch.
	if resp := c.send(t, "RCPT TO:<b@example.com>"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("erwartete 250 für gültigen empfänger nach vorherigem fehler, habe: %s", resp)
	}
}

// TestMailFrom_InvalidSenderCleanError deckt Akzeptanzkriterium 3 auch
// für den Absender ab.
func TestMailFrom_InvalidSenderCleanError(t *testing.T) {
	sink := &fakeSink{}
	addr, stop := startTestServer(t, sink, defaultMaxMessageBytes)
	defer stop()
	c := dial(t, addr)
	defer c.close()

	c.send(t, "EHLO client.example.com")
	for {
		line := c.readLine(t)
		if strings.HasPrefix(line, "250 ") {
			break
		}
	}
	if resp := c.send(t, "MAIL FROM:<keine-gueltige-adresse>"); code(resp) != "553" {
		t.Fatalf("erwartete 553 für ungültigen absender, habe: %s", resp)
	}
	if resp := c.send(t, "NOOP"); code(resp) != "250" {
		t.Fatalf("session nach ungültigem absender nicht mehr funktionsfähig: %s", resp)
	}
}

// TestServer_ConcurrentConnectionsNoLeak ist die geforderte
// Pflichtprüfung 3: Lasttest mit gleichzeitigen Verbindungen ohne
// Verbindungsleck.
func TestServer_ConcurrentConnectionsNoLeak(t *testing.T) {
	sink := &fakeSink{}
	addr, stop := startTestServer(t, sink, defaultMaxMessageBytes)
	defer stop()

	runtime.GC()
	baseline := runtime.NumGoroutine()

	const concurrency = 50
	var wg sync.WaitGroup
	for i := 0; i < concurrency; i++ {
		wg.Add(1)
		go func() {
			defer wg.Done()
			conn, err := net.DialTimeout("tcp", addr, 3*time.Second)
			if err != nil {
				t.Errorf("dial: %v", err)
				return
			}
			defer func() { _ = conn.Close() }()
			c := &smtpClient{conn: conn, reader: bufio.NewReader(conn)}
			c.readLine(t)
			c.send(t, "EHLO client.example.com")
			for {
				line := c.readLine(t)
				if strings.HasPrefix(line, "250 ") {
					break
				}
			}
			c.send(t, "MAIL FROM:<a@example.com>")
			c.send(t, "RCPT TO:<b@example.com>")
			c.send(t, "DATA")
			c.send(t, "Subject: last\r\n\r\nHallo\r\n.")
			c.send(t, "QUIT")
		}()
	}
	wg.Wait()

	if sink.count() != concurrency {
		t.Fatalf("erwartete %d angenommene nachrichten, habe %d", concurrency, sink.count())
	}

	deadline := time.Now().Add(3 * time.Second)
	for {
		runtime.GC()
		current := runtime.NumGoroutine()
		if current <= baseline+2 {
			return
		}
		if time.Now().After(deadline) {
			t.Fatalf("verbindungs-/goroutine-leck nach lasttest: baseline=%d, aktuell=%d", baseline, current)
		}
		time.Sleep(50 * time.Millisecond)
	}
}