软件测试：单元测试工具（JUnit，Mock）

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单元测试对程序来说非常重要，它不仅能增强程序的健壮性，而且也为程序的重构提供了依据。目前很多开源项目的测试覆盖率都高达 90%以上，由此可见单元测试的重要性。

1，JUnit 5

1.1，基本概念

JUnit是用于Java的开源测试框架，能够帮助简化单元测试流程。传统的测试方式需要新建类和main()方法来编写测试代码，如果测试代码较多，会增加复杂度和降低测试积极性。而JUnit可以在编写代码的同时进行单元测试，帮助快速追踪问题原因，减小回归错误的难度。

• 单元测试：JUnit专注于单元测试，即测试代码中最小的可测试单元（通常是一个方法）。通过单元测试，开发者可以验证代码的正确性和稳定性。
• 注解：JUnit使用注解来标记测试方法和测试类。常用的注解有 @Test 用于标记测试方法，@Before 和 @After 用于在测试方法执行前后执行一次性的设置和清理操作，@BeforeClass 和 @AfterClass 用于在测试类初始化前后执行一次性的设置和清理操作。
• 断言：JUnit提供了一系列的断言方法，如 assertEquals、assertTrue、assertFalse 等，用于验证测试结果和预期值是否一致。
• 测试运行器：JUnit的测试运行器（Runner）用于执行测试，并提供不同的执行策略，比如顺序执行、并发执行等。JUnit 4之后，引入了 @RunWith 注解用于指定测试运行器。
• 测试套件：JUnit支持将多个测试类组合成一个测试套件，通过 @RunWith(Suite.class) 注解可以运行套件中的所有测试类。
• 异常测试：JUnit允许测试方法预期抛出特定的异常，并通过 @Test 注解的 expected 属性指定预期异常。
• 超时测试：JUnit允许设置测试方法的最大执行时间，超过该时间则标记为失败。

JUnit编写测试类原则：

• 测试方法上必须使用@Test进行修饰。
• 测试方法必须使用public void 进行修饰，不能带任何的参数。
• 新建一个源代码目录来存放我们的测试代码，即将测试代码和项目业务代码分开。
• 测试类所在的包名应该和被测试类所在的包名保持一致。
• 测试单元中的每个方法必须可以独立测试，测试方法间不能有任何的依赖。
• 测试类使用Test作为类名的后缀（不是必须）。
• 测试方法使用test作为方法名的前缀（不是必须）。

JUnit测试步骤：

• 在测试类中定义一个或多个测试方法，每个测试方法都使用@Test 修饰。如果要在测试方法执行之前调用某些方法来初始化资源，则使用@BeforeEach 修饰这些方法。如果要在测试方法执行之后调用某些方法 来回收资源，则使用@AfterEach 修饰这些方法。
• 在测试方法中调用 assertXxx 进行断言。早期版本的断言，通常就是断言被测试组件的某个方法的返回值与期望值相等；JUnit 5 则可断言被测试组件的某个方法不抛出异常，或者断言被测试组件的某个方法不会超时，或者断言可成功执行一个或多个 Lambda 表达式，等等。

【待测方法】

public class Calculator { public int add(int a, int b) { return a + b; } } 

【传统测试】

public class CalculatorTestMain { public static void main(String[] args) { Calculator calculator = new Calculator(); int result = calculator.add(1, 2); if (result == 3) { System.out.println("add()方法正确"); } else { System.out.println("add()方法错误"); } } } 

【JUnit测试】

<dependency> <groupId>org.junit.platform</groupId> <artifactId>junit-platform-launcher</artifactId> <version>1.7.0</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.junit.jupiter</groupId> <artifactId>junit-jupiter</artifactId> <version>5.7.0</version> </dependency>

public class CalculatorTestJUnit { @Test public void testAdd() { Calculator calculator = new Calculator(); int result = calculator.add(1, 2); //assertTequals：判断两个对象的值是否相等 //assertSame：内部使用==判断 Assert.assertEquals(result, 3); } }

1.2，JUnit注解

JUnit 5 常用注解：

• @BeforeAll：方法必须必须要是静态方法（static 声明），所有测试开始之前运行，同JUnit 4的@BeforeClass。
• @BeforeEach：每次运行测试方法前都先运行指定的初始方法，同JUnit 4的@Before。
• @Test(expected=XXException.class)：测试方法，如果程序的异常和XXException.class一样，则测试通过。
• @Test(timeout=100)：如果程序的执行能在100毫秒之内完成，则测试通过。
• @AfterEach：每次运行测试方法后都运行指定的回收资源方法，同JUnit 4的@Before。
• @AfterAll：方法必须要是静态方法（static 声明），所有测试结束之后运行，同JUnit 4的@AfterClass。

JUnit 5 其他注解：

• @Disabled：被忽略的测试方法，同JUnit 4的@Ignore。
• @ParameterizedTest：表示对方法执行参数化测试。
• @RepeatedTest：表示对方法执行重复测试。
• @DisplayName：表示为测试类或测试方法设置展示名称。
• @Tag：表示单元测试的标签，其大致等同于 Junit 4 中的@Category 注解。
• @Timeout：设置如果测试方法运行超过了指定时间，则将返回错误。
• @ExtendWith：为测试类或测试方法提供扩展类引用。
• @Nested：修饰内部测试类。 

1.3，Assertions

Assertions类是一系列断言方法的集合。Assertions 类包含了一组静态的断言方法，用于比较期望值和实际值是否匹配，如果匹配，则表明测试通过；否则算测试失败，JUnit 测试框架将测试失败归入 Failure，同时标志为未通过测试。如果在断言方法中指定了字符串形式的失败提示，则该失败提示将作为 Failure 的 标识信息，告诉测试人员该失败的详细信息。

• assertAll：断言可以执行一个或多个 Lambda 表达式，如果表达式可成功执行完成，则表明测试通过，否则算测试失败。
• assertArrayEquals：断言两个数组相等。如果两个数组相等，则表明测试通过，否则算测试失败。Assertions 为该方法提供了多个重载版本，从而支持各种类型的数组。
• assertEquals：断言两个对象（或值）相等。如果两个对象（或值）相等，则表明测试通过，否则算测试失败。Assertions 为该方法提供了多个重载版本，从而支持各种类型的数据。
• assertLinesMatch：断言两个多行字符串逐行相等。如果两个多行字符串逐行相等，则表明测试通过，否则算测试失败。
• assertNotEquals：断言两个对象（或值）不相等。如果两个对象（或值）不相等，则表明测试通过，否则算测试失败。Assertions 为该方法提供了多个重载版本，从而支持各种类型的数据。
• assertSame：断言两个对象（或值）相同。如果两个对象（或值）相同，则表明测试通过，否则算测试失败。Assertions 为该方法提供了多个重载版本，从而支持各种类型的数据。
• assertNotSame：断言两个对象（或值）不相同。如果两个对象（或值）不相同，则表明测试通过， 否则算测试失败。Assertions 为该方法提供了多个重载版本，从而支持各种类型的数据。
• assertThrows：断言执行某个 Lambda 表达式一定会抛出指定的异常。如果抛出该异常，则表明测试 通过，否则算测试失败。
• assertTimeout：断言执行某个 Lambda 表达式不超过指定时间。如果执行该 Lambda 表达式超出了指 定时间，则表明测试失败，否则算测试通过。
• assertNotNull：断言某个变量非空。如果该变量不为 null，则表明测试通过，否则算测试失败。
• assertNull：断言某个变量为空。如果该变量为 null，则表明测试通过，否则算测试失败。
• assertFalse：断言某个变量为 false。如果该变量为 false，则表明测试通过，否则算测试失败。
• assertTrue：断言某个变量为 true。如果该变量为 true，则表明测试通过，否则算测试失败。

2，Mock测试

2.1，基本概念

Mock 测试就是在测试过程中，对于某些不容易构造或者不容易获取的比较复杂的对象，用一个虚拟的对象（Mock 对象）来创建以便测试的测试方法。

Mock是为了解决不同的单元之间由于耦合而难于开发、测试的问题。所以，Mock既能出现在单元测试中，也会出现在集成测试、系统测试过程中。Mock 最大的功能是帮你 把单元测试的耦合分解开，如果你的代码对另一个类或者接口有依赖，它能够帮你模拟这些依赖，并帮你验证所调用的依赖的行为。

//使用jsonPaht验证返回的json中code、message字段的返回值 .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.code").value("00000")) .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.message").value("成功")) //body属性不为空 .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.body").isNotEmpty()) // 期望的返回结果集合有2个元素 ， $: 返回结果 .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.length()").value(2));

RequestBuilder/MockMvcRequestBuilders：

//根据uri模板和uri变量值得到一个GET请求方式的MockHttpServletRequestBuilder； MockHttpServletRequestBuilder get(String urlTemplate, Object... urlVariables) //同get类似，但是是POST方法； MockHttpServletRequestBuilder post(String urlTemplate, Object... urlVariables) //同get类似，但是是PUT方法； MockHttpServletRequestBuilder put(String urlTemplate, Object... urlVariables) //同get类似，但是是DELETE方法； MockHttpServletRequestBuilder delete(String urlTemplate, Object... urlVariables) //同get类似，但是是OPTIONS方法； MockHttpServletRequestBuilder options(String urlTemplate, Object... urlVariables) //提供自己的Http请求方法及uri模板和uri变量，如上API都是委托给这个API； MockHttpServletRequestBuilder request(HttpMethod httpMethod, String urlTemplate, Object... urlVariables) //提供文件上传方式的请求，得到MockMultipartHttpServletRequestBuilder； MockMultipartHttpServletRequestBuilder fileUpload(String urlTemplate, Object... urlVariables) //创建一个从启动异步处理的请求的MvcResult进行异步分派的RequestBuilder； RequestBuilder asyncDispatch(final MvcResult mvcResult)

MockHttpServletRequestBuilder：

//：添加头信息； MockHttpServletRequestBuilder header(String name, Object... values)/MockHttpServletRequestBuilder headers(HttpHeaders httpHeaders) //：指定请求的contentType头信息； MockHttpServletRequestBuilder contentType(MediaType mediaType) //：指定请求的Accept头信息； MockHttpServletRequestBuilder accept(MediaType... mediaTypes)/MockHttpServletRequestBuilder accept(String... mediaTypes) //：指定请求Body体内容； MockHttpServletRequestBuilder content(byte[] content)/MockHttpServletRequestBuilder content(String content) //：请求传入参数 MockHttpServletRequestBuilder param(String name,String... values) //：指定请求的Cookie； MockHttpServletRequestBuilder cookie(Cookie... cookies) //：指定请求的Locale； MockHttpServletRequestBuilder locale(Locale locale) //：指定请求字符编码； MockHttpServletRequestBuilder characterEncoding(String encoding) //：设置请求属性数据； MockHttpServletRequestBuilder requestAttr(String name, Object value) //：设置请求session属性数据； MockHttpServletRequestBuilder sessionAttr(String name, Object value)/MockHttpServletRequestBuilder sessionAttrs(Map<string, object=""> sessionAttributes) //指定请求的flash信息，比如重定向后的属性信息； MockHttpServletRequestBuilder flashAttr(String name, Object value)/MockHttpServletRequestBuilder flashAttrs(Map<string, object=""> flashAttributes) //：指定请求的Session； MockHttpServletRequestBuilder session(MockHttpSession session) // ：指定请求的Principal； MockHttpServletRequestBuilder principal(Principal principal) //：指定请求的上下文路径，必须以“/”开头，且不能以“/”结尾； MockHttpServletRequestBuilder contextPath(String contextPath) //：请求的路径信息，必须以“/”开头； MockHttpServletRequestBuilder pathInfo(String pathInfo) //：请求是否使用安全通道； MockHttpServletRequestBuilder secure(boolean secure) //：请求的后处理器，用于自定义一些请求处理的扩展点； MockHttpServletRequestBuilder with(RequestPostProcessor postProcessor)

ResultActions：

//：添加验证断言来判断执行请求后的结果是否是预期的； ResultActions andExpect(ResultMatcher matcher) //：添加结果处理器，用于对验证成功后执行的动作，如输出下请求/结果信息用于调试； ResultActions andDo(ResultHandler handler) //：返回验证成功后的MvcResult；用于自定义验证/下一步的异步处理； MvcResult andReturn() 

ResultMatcher/MockMvcResultMatchers：

//：请求的Handler验证器，比如验证处理器类型/方法名；此处的Handler其实就是处理请求的控制器； HandlerResultMatchers handler() //：得到RequestResultMatchers验证器； RequestResultMatchers request() //：得到模型验证器； ModelResultMatchers model() //：得到视图验证器； ViewResultMatchers view() //：得到Flash属性验证； FlashAttributeResultMatchers flash() //：得到响应状态验证器； StatusResultMatchers status() //：得到响应Header验证器； HeaderResultMatchers header() //：得到响应Cookie验证器； CookieResultMatchers cookie() //：得到响应内容验证器； ContentResultMatchers content() //：得到Json表达式验证器； JsonPathResultMatchers jsonPath(String expression, Object ... args)/ResultMatcher jsonPath(String expression, Matcher matcher) //：得到Xpath表达式验证器； XpathResultMatchers xpath(String expression, Object... args)/XpathResultMatchers xpath(String expression, Map<string, string=""> namespaces, Object... args) //：验证处理完请求后转发的url（绝对匹配）； ResultMatcher forwardedUrl(final String expectedUrl) //：验证处理完请求后转发的url（Ant风格模式匹配，@since spring4）； ResultMatcher forwardedUrlPattern(final String urlPattern) //：验证处理完请求后重定向的url（绝对匹配）； ResultMatcher redirectedUrl(final String expectedUrl) //：验证处理完请求后重定向的url（Ant风格模式匹配，@since spring4）； ResultMatcher redirectedUrlPattern(final String expectedUrl)

2.2，基本用法

Mockito基本使用方法：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>org.nudt</groupId> <artifactId>Test</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> <properties> <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source> <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target> <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>org.mockito</groupId> <artifactId>mockito-core</artifactId> <version>2.8.9</version> </dependency> <dependency> <groupId>junit</groupId> <artifactId>junit</artifactId> <version>4.12</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.powermock</groupId> <artifactId>powermock-module-junit4</artifactId> <version>1.7.4</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.powermock</groupId> <artifactId>powermock-api-mockito2</artifactId> <version>1.7.4</version> </dependency> </dependencies> </project>

public class MockTest { @Test public void test() { LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class); when(mockedList.get(anyInt())).thenReturn("first"); Assert.assertEquals(mockedList.get(0), "first"); } }

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class) public class MockTest { @Mock private Calculator calculator; @Test public void tester() { //初始化动作 MockitoAnnotations.initMocks(this); when(calculator.add(anyInt(), anyInt())).thenReturn(0); int result = calculator.add(1, 2); Assert.assertEquals(result, 0); } }