Java单元测试浅析（JUnitMockito）

　　作者：京东物流秦彪1。什么是单元测试
　　（1）单元测试环节：
　　测试过程按照阶段划分分为：单元测试、集成测试、系统测试、验收测试等。相关含义如下：
　　1）单元测试：针对计算机程序模块进行输出正确性检验工作。
　　2）集成测试：在单元测试基础上，整合各个模块组成子系统，进行集成测试。
　　3）系统测试：将整个交付所涉及的协作内容都纳入其中考虑，包含计算机硬件、软件、接口、操作等等一系列作为一个整体，检验是否满足软件或需求说明。
　　4）验收测试：在交付或者发布之前对所做的工作进行测试检验。
　　单元测试是阶段性测试的首要环节，也是白盒测试的一种，该内容的编写与实践可以前置在研发完成，研发在编写业务代码的时候就需要生成对应代码的单元测试。单元测试的发起人是程序设计者，受益人也是编写程序的人，所以对于程序员，非常有必要形成自我约束力，完成基本的单元测试用例编写。
　　（2）单元测试特征：
　　由上可知，单元测试其实是针对软件中最小的测试单元来进行验证的。这里的单元就是指相关的功能子集，比如一个方法、一个类等。值得注意的是作为最低级别的测试活动，单元测试验证的对象仅限于当前测试内容，与程序其它部分内容相隔离，总结起来单元测试有以下特征：
　　1）主要功能是证明编写的代码内容与期望输出一致。
　　2）最小最低级的测试内容，由程序员自身发起，保证程序基本组件正常。
　　3）单元测试尽量不要区分类与方法，主张以过程性的方法为测试单位，简单实用高效为目标。
　　4）不要偏离主题，专注于测试一小块的代码，保证基础功能。
　　5）剥离与外部接口、存储之间的依赖，使单元测试可控。
　　6）任何时间任何顺序执行单元测试都需要是成功的。2。为什么要单元测试
　　（1）单元测试意义：
　　程序代码都是由基本单元不断组合成复杂的系统，底层基本单元都无法保证输入输出正确性，层级递增时，问题就会不断放大，直到整个系统崩溃无法使用。所以单元测试的意义就在于保证基本功能是正常可用且稳定的。而对于接口、数据源等原因造成的不稳定因素，是外在原因，不在单元测试考虑范围之内。
　　（2）使用main方法进行测试：PostMapping（valuesave）publicMapString，Objectsave（RequestBodyStudentstu）｛studentService。save（stu）；MapString，ObjectparamsnewHashMap（）；params。put（code，200）；params。put（message，保存成功）；returnparams；｝
　　假如要对上面的Controller进行测试，可以编写如下的代码示例，使用main方法进行测试的时候，先启动整个工程应用，然后编写main方法如下进行访问，在单步调试代码。publicstaticvoidmain（String〔〕args）｛HttpHeadersheadersnewHttpHeaders（）；headers。setContentType（MediaType。APPLICATIONJSON）；Stringjson｛name：张三，className：三年级一班，age：20，sex：男｝；HttpEntityStringhttpEntitynewHttpEntity（json，headers）；Stringurlhttp：localhost：9092studentsave；MainMethodTesttestnewMainMethodTest（）；ResponseEntityMapresponseEntitytest。getRestTemplate（）。postForEntity（url，httpEntity，Map。class）；System。out。println（responseEntity。getBody（））；｝
　　（3）使用main方法进行测试的缺点：
　　1）通过编写大量的main方法针对每个内容做打印输出到控制台枯燥繁琐，不具备优雅性。
　　2）测试方法不能一起运行，结果需要程序员自己判断正确性。
　　3）统一且重复性工作应该交给工具去完成。3。单元测试框架JUnit3。1JUnit简介
　　JUnit官网：https：junit。org。JUnit是一个用于编写可重复测试的简单框架。它是用于单元测试框架的xUnit体系结构的一个实例。
　　JUnit的特点：
　　（1）针对于Java语言特定设计的单元测试框架，使用非常广泛。
　　（2）特定领域的标准测试框架。
　　（3）能够在多种IDE开发平台使用，包含Idea、Eclipse中进行集成。
　　（4）能够方便由Maven引入使用。
　　（5）可以方便的编写单元测试代码，查看测试结果等。
　　JUnit的重要概念：
　　名称
　　功能作用
　　Assert
　　断言方法集合
　　TestCase
　　表示一个测试案例
　　TestSuite
　　包含一组TestCase，构成一组测试
　　TestResult
　　收集测试结果
　　JUnit的一些注意事项及规范：
　　（1）测试方法必须使用Test修饰
　　（2）测试方法必须使用publicvoid进行修饰，不能带参数
　　（3）测试代码的包应该和被测试代码包结构保持一致
　　（4）测试单元中的每个方法必须可以独立测试，方法间不能有任何依赖
　　（5）测试类一般使用Test作为类名的后缀
　　（6）测试方法使一般用test作为方法名的前缀
　　JUnit失败结果说明：
　　（1）Failure：测试结果和预期结果不一致导致，表示测试不通过
　　（2）error：由异常代码引起，它可以产生于测试代码本身的错误，也可以是被测代码的Bug3。2JUnit内容
　　（1）断言的API
　　断言方法
　　断言描述
　　assertNull（Stringmessage，Objectobject）
　　检查对象是否为空，不为空报错
　　assertNotNull（Stringmessage，Objectobject）
　　检查对象是否不为空，为空报错
　　assertEquals（Stringmessage，Objectexpected，Objectactual）
　　检查对象值是否相等，不相等报错
　　assertTrue（Stringmessage，booleancondition）
　　检查条件是否为真，不为真报错
　　assertFalse（Stringmessage，booleancondition）
　　检查条件是否为假，为真报错
　　assertSame（Stringmessage，Objectexpected，Objectactual）
　　检查对象引用是否相等，不相等报错
　　assertNotSame（Stringmessage，Objectunexpected，Objectactual）
　　检查对象引用是否不等，相等报错
　　assertArrayEquals（Stringmessage，Object〔〕expecteds，Object〔〕actuals）
　　检查数组值是否相等，遍历比较，不相等报错
　　assertArrayEquals（Stringmessage，Object〔〕expecteds，Object〔〕actuals）
　　检查数组值是否相等，遍历比较，不相等报错
　　assertThat（Stringreason，Tactual，Matcherlt；？superTmatcher）
　　检查对象是否满足给定规则，不满足报错
　　（2）JUnit常用注解：
　　1）Test：定义一个测试方法Test（exceptedxx。class）：xx。class表示异常类，表示测试的方法抛出此异常时，认为是正常的测试通过的Test（timeout毫秒数）：测试方法执行时间是否符合预期。
　　2）BeforeClass：在所有的方法执行前被执行，static方法全局只会执行一次，而且第一个运行。
　　3）AfterClass：在所有的方法执行之后进行执行，static方法全局只会执行一次，最后一个运行。
　　4）Before：在每一个测试方法被运行前执行一次。
　　5）After：在每一个测试方法运行后被执行一次。
　　6）Ignore：所修饰的测试方法会被测试运行器忽略。
　　7）RunWith：可以更改测试执行器使用junit测试执行器。3。3JUnit使用3。3。1Controller层单元测试
　　（1）Springboot中使用maven引入Junit非常简单，使用如下依赖即可引入：dependencygroupIdorg。springframework。bootgroupIdspringbootstartertestartifactIdscopetestscopedependency
　　（2）上面使用main方法案例可以使用如下的Junit代码完成：RunWith（SpringRunner。class）SpringBootTest（classesMainApplication。class）publicclassStudentControllerTest｛注入Spring容器AutowiredprivateWebApplicationContextapplicationContext；模拟Http请求privateMockMvcmockMvc；BeforepublicvoidsetupMockMvc（）｛初始化MockMvc对象mockMvcMockMvcBuilders。webAppContextSetup（applicationContext）。build（）；｝新增学生测试用例throwsExceptionTestpublicvoidaddStudent（）throwsException｛Stringjson｛name：张三，className：三年级一班，age：20，sex：男｝；mockMvc。perform（MockMvcRequestBuilders。post（studentsave）构造一个post请求发送端和接收端数据格式。contentType（MediaType。APPLICATIONJSONUTF8）。accept（MediaType。APPLICATIONJSONUTF8）。content（json。getBytes（）））断言校验返回的code编码。andExpect（MockMvcResultMatchers。status（）。isOk（））添加处理器打印返回结果。andDo（MockMvcResultHandlers。print（））；｝｝
　　只需要在类或者指定方法上右键执行即可，可以直接充当postman工作访问指定url，且不需要写请求代码，这些都由工具自动完成。
　　（3）案例中相关组件介绍
　　本案例中构造mockMVC对象时，也可以使用如下方式：AutowiredprivateStudentControllerstudentController；BeforepublicvoidsetupMockMvc（）｛初始化MockMvc对象mockMvcMockMvcBuilders。standaloneSetup（studentController）。build（）；｝
　　其中MockMVC是Spring测试框架提供的用于REST请求的工具，是对Http请求的模拟，无需启动整个模块就可以对Controller层进行调用，速度快且不依赖网络环境。
　　使用MockMVC的基本步骤如下：
　　1）mockMvc。perform执行请求
　　2）MockMvcRequestBuilders。post或get构造请求
　　3）MockHttpServletRequestBuilder。param或content添加请求参数
　　4）MockMvcRequestBuilders。contentType添加请求类型
　　5）MockMvcRequestBuilders。accept添加响应类型
　　6）ResultActions。andExpect添加结果断言
　　7）ResultActions。andDo添加返回结果后置处理
　　8）ResultActions。andReturn执行完成后返回相应结果3。3。2Service层单元测试
　　可以编写如下代码对Service层查询方法进行单测：RunWith（SpringRunner。class）SpringBootTestpublicclassStudentServiceTest｛AutowiredprivateStudentServicestudentService；TestpublicvoidgetOne（）throwsException｛StudentstustudentService。selectByKey（5）；Assert。assertThat（stu。getName（），CoreMatchers。is（张三））；｝｝
　　执行结果：
　　3。3。3Dao层单元测试
　　可以编写如下代码对Dao层保存方法进行单测：RunWith（SpringRunner。class）SpringBootTestpublicclassStudentDaoTest｛AutowiredprivateStudentMapperstudentMapper；TestRollback（valuetrue）TransactionalpublicvoidinsertOne（）throwsException｛StudentstudentnewStudent（）；student。setName（李四）；student。setMajor（计算机学院）；student。setAge（25）；student。setSex（男）；intcountstudentMapper。insert（student）；Assert。assertEquals（1，count）；｝｝
　　其中Rollback（valuetrue）可以执行单元测试之后回滚所新增的数据，保持数据库不产生脏数据。3。3。4异常测试
　　（1）在service层定义一个异常情况：publicvoidcomputeScore（）｛inta10，b0；｝
　　（2）在service的测试类中定义单元测试方法：Test（expectedArithmeticException。class）publicvoidcomputeScoreTest（）｛studentService。computeScore（）；｝
　　（3）执行单元测试也会通过，原因是Test注解中的定义了异常
　　3。3。5测试套件测多个类
　　（1）新建一个空的单元测试类
　　（2）利用注解RunWith（Suite。class）和SuiteClasses标明要一起单元测试的类RunWith（Suite。class）Suite。SuiteClasses（｛StudentServiceTest。class，StudentDaoTest。class｝）publicclassAllTest｛｝
　　运行结果：
　　3。3。6idea中查看单元测试覆盖率
　　（1）单测覆盖率
　　测试覆盖率是衡量测试过程工作本身的有效性，提升测试效率和减少程序bug，提升产品可靠性与稳定性的指标。
　　统计单元测试覆盖率的意义：
　　1）可以洞察整个代码中的基础组件功能的所有盲点，发现相关问题。
　　2）提高代码质量，通常覆盖率低表示代码质量也不会太高，因为单测不通过本来就映射出考虑到各种情况不够充分。
　　3）从覆盖率的达标上可以提高代码的设计能力。
　　（2）在idea中查看单元测试覆盖率很简单，只需按照图中示例的图标运行，或者在单元测试方法或类上右键RunxxxwithCoverage即可。执行结果是一个表格，列出了类、方法、行数、分支覆盖情况。
　　（3）在代码中会标识出覆盖情况，绿色的是已覆盖的，红色的是未覆盖的。
　　（4）如果想要导出单元测试的覆盖率结果，可以使用如下图所示的方式，勾选OpengeneratedHTMLinbrowser
　　导出结果：
　　3。3。7JUnit插件自动生成单测代码
　　（1）安装插件，重启idea生效
　　（2）配置插件
　　（3）使用插件
　　在需要生成单测代码的类上右键generate。。。，如下图所示。
　　生成结果：
　　4。单元测试工具Mockito4。1Mockito简介
　　在单元测试过程中主张不要依赖特定的接口与数据来源，此时就涉及到对相关数据的模拟，比如Http和JDBC的返回结果等，可以使用虚拟对象即Mock对象进行模拟，使得单元测试不在耦合。
　　Mock过程的使用前提：
　　（1）实际对象时很难被构造出来的
　　（2）实际对象的特定行为很难被触发
　　（3）实际对象可能当前还不存在，比如依赖的接口还没有开发完成等等。
　　Mockito官网：https：site。mockito。org。Mockito和JUnit一样是专门针对Java语言的mock数据框架，它与同类的EasyMock和jMock功能非常相似，但是该工具更加简单易用。
　　Mockito的特点：
　　（1）可以模拟类不仅仅是接口
　　（2）通过注解方式简单易懂
　　（3）支持顺序验证
　　（4）具备参数匹配器4。2Mockito使用
　　maven引入springbootstartertest会自动将mockito引入到工程中。4。2。1使用案例
　　（1）在之前的代码中在定义一个BookService接口，含义是借书接口，暂且不做实现publicinterfaceBookService｛BookorderBook（Stringname）；｝
　　（2）在之前的StudentService类中新增一个orderBook方法，含义是学生预定书籍方法，其中实现内容调用上述的BookService的orderBook方法。publicBookorderBook（Stringname）｛returnbookService。orderBook（name）；｝
　　（3）编写单元测试方法，测试StudentService的orderBook方法TestpublicvoidorderBookTest（）｛BookexpectBooknewBook（1L，钢铁是怎样炼成的，书架A01）；Mockito。when（bookService。orderBook（any（String。class）））。thenReturn（expectBook）；BookbookstudentService。orderBook（）；System。out。println（book）；Assert。assertTrue（预定书籍不符，expectBook。equals（book））；｝
　　（4）执行结果：
　　（5）结果解析
　　上述内容并没有实现BookService接口的orderBook（Stringname）方法。但是使用mockito进行模拟数据之后，却通过了单元测试，原因就在于Mockito替换了本来要在StudentService的orderBook方法中获取的对象，此处就模拟了该对象很难获取或当前无法获取到，用模拟数据进行替代。
　　4。2。2相关语法
　　常用API：
　　上述案例中用到了mockito的when、any、theWhen等语法。接下来介绍下都有哪些常用的API：
　　1）mock：模拟一个需要的对象
　　2）when：一般配合thenXXX一起使用，表示当执行什么操作之后怎样。
　　3）any：返回一个特定对象的缺省值，上例中标识可以填写任何String类型的数据。
　　4）theReturn：在执行特定操作后返回指定结果。
　　5）spy：创造一个监控对象。
　　6）verify：验证特定的行为。
　　7）doReturn：返回结果。
　　8）doThrow：抛出特定异常。
　　9）doAnswer：做一个自定义响应。
　　10）times：操作执行次数。
　　11）atLeastOnce：操作至少要执行一次。
　　12）atLeast：操作至少执行指定的次数。
　　13）atMost：操作至多执行指定的次数。
　　14）atMostOnce：操作至多执行一次。
　　15）doNothing：不做任何的处理。
　　16）doReturn：返回一个结果。
　　17）doThrow：抛出一个指定异常。
　　18）doAnswer：指定一个特定操作。
　　19）doCallRealMethod：用于监控对象返回一个真实结果。4。2。3使用要点
　　（1）打桩
　　Mockito中有Stub，所谓存根或者叫打桩的概念，上面案例中的Mockito。when（bookService。orderBook（any（String。class）））。thenReturn（expectBook）；就是打桩的含义，先定义好如果按照既定的方式调用了什么，结果就输出什么。然后在使用BookbookstudentService。orderBook（）；即按照指定存根输出指定结果。TestpublicvoidverifyTest（）｛ListmockedListmock（List。class）；mockedList。add（one）；verify（mockedList）。add（one）；验证通过，因为前面定义了这个桩verify（mockedList）。add（two）；验证失败，因为前面没有定义了这个桩｝
　　（2）参数匹配
　　上例StudentService的orderBook方法中的any（String。class）即为参数匹配器，可以匹配任何此处定义的String类型的数据。
　　（3）次数验证TestpublicvoidtimesTest（）｛ListmockedListmock（List。class）；when（mockedList。get（anyInt（）））。thenReturn（1000）；System。out。println（mockedList。get（1））；System。out。println（mockedList。get（1））；System。out。println（mockedList。get（1））；System。out。println（mockedList。get（2））；验证通过：get（1）被调用3次verify（mockedList，times（3））。get（1）；验证通过：get（1）至少被调用1次verify（mockedList，atLeastOnce（））。get（1）；验证通过：get（1）至少被调用3次verify（mockedList，atLeast（3））。get（1）；｝
　　（4）顺序验证TestpublicvoidorderBookTest1（）｛Stringjson｛id：12，location：书架A12，name：三国演义｝；Stringjson1｛id：21，location：书架A21，name：水浒传｝；Stringjson2｛id：22，location：书架A22，name：红楼梦｝；Stringjson3｛id：23，location：书架A23，name：西游记｝；when（bookService。orderBook（））。thenReturn（JSON。parseObject（json，Book。class））；BookbookbookService。orderBook（）；Assert。assertTrue（预定书籍有误，三国演义。equals（book。getName（）））；when（bookService。orderBook（））。thenReturn（JSON。parseObject（json1，Book。class））。thenReturn（JSON。parseObject（json2，Book。class））。thenReturn（JSON。parseObject（json3，Book。class））；Bookbook1bookService。orderBook（）；Bookbook2bookService。orderBook（）；Bookbook3bookService。orderBook（）；Bookbook4bookService。orderBook（）；Bookbook5bookService。orderBook（）；全部验证通过，按顺序最后打桩打了3次，大于3次按照最后对象输出Assert。assertTrue（预定书籍有误，水浒传。equals（book1。getName（）））；Assert。assertTrue（预定书籍有误，红楼梦。equals（book2。getName（）））；Assert。assertTrue（预定书籍有误，西游记。equals（book3。getName（）））；Assert。assertTrue（预定书籍有误，西游记。equals（book4。getName（）））；Assert。assertTrue（预定书籍有误，西游记。equals（book5。getName（）））；｝
　　（5）异常验证Test（expectedRuntimeException。class）publicvoidexceptionTest（）｛ListmockedListmock（List。class）；doThrow（newRuntimeException（））。when（mockedList）。add（1）；验证通过mockedList。add（1）；｝