原文见此处
单元测试是编写测试代码,用来检测特定的、明确的、细颗粒的功能。单元测试并不一定保证程序功能是正确的,更不保证整体业务是准备的。
单元测试不仅仅用来保证当前代码的正确性,更重要的是用来保证代码修复、改进或重构之后的正确性。
一般来说,单元测试任务包括
JUnit是Java单元测试框架,已经在Eclipse中默认安装。目前主流的有JUnit3和JUnit4。JUnit3中,测试用例需要继承monospace; font-size: 12px; color: #dd1144; border-top-left-radius: 3px; border-top-right-radius: 3px; border-bottom-right-radius: 3px; border-bottom-left-radius: 3px; background-color: #f7f7f9; border: 1px solid #e1e1e8; line-height: 1.4em;">TestCase类。JUnit4中,测试用例无需继承TestCase类,只需要使用@Test等注解。
先看一个Junit3的样例
class="java" name="code">// 测试java.lang.Math
// 必须继承TestCase
public class Junit3TestCase extends TestCase {
    public Junit3TestCase() {
        super();
    }
  
        // 传入测试用例名称
    public Junit3TestCase(String name) {
        super(name);
    }
 
        // 在每个Test运行之前运行
    @Override
    protected void setUp() throws Exception {
        System.out.println("Set up");
    }
        // 测试方法。
        // 方法名称必须以test开头,没有参数,无返回值,是公开的,可以抛出异常
        // 也即类似public void testXXX() throws Exception {}
    public void testMathPow() {
        System.out.println("Test Math.pow");
        Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0));
    }
 
    public void testMathMin() {
        System.out.println("Test Math.min");
        Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0));
    }
 
        // 在每个Test运行之后运行
    @Override
    protected void tearDown() throws Exception {
        System.out.println("Tear down");
    }
}
?
?如果采用默认的TestSuite,则测试方法必须是public void testXXX() [throws Exception] {}的形式,并且不能存在依赖关系,因为测试方法的调用顺序是不可预知的。
上例执行后,控制台会输出
Set up Test Math.pow Tear down Set up Test Math.min Tear down
?
?从中,可以猜测到,对于每个测试方法,调用的形式是:
testCase.setUp(); testCase.testXXX(); testCase.tearDown();
?
?在Eclipse中,可以直接在类名或测试方法上右击,在弹出的右击菜单中选择Run As -> JUnit Test。
在Mvn中,可以直接通过mvn test命令运行测试用例。
也可以通过Java方式调用,创建一个TestCase实例,然后重载runTest()方法,在其方法内调用测试方法(可以多个)。
TestCase test = new Junit3TestCase("mathPow") {
        // 重载
    protected void runTest() throws Throwable {
        testMathPow();
    };
};
test.run();
?
?更加便捷地,可以在创建TestCase实例时直接传入测试方法名称,JUnit会自动调用此测试方法,如
TestCase test = new Junit3TestCase("testMathPow");
test.run();
?
?TestSuite是测试用例套件,能够运行过个测试方法。如果不指定TestSuite,会创建一个默认的TestSuite。默认TestSuite会扫描当前内中的所有测试方法,然后运行。
如果不想采用默认的TestSuite,则可以自定义TestSuite。在TestCase中,可以通过静态方法suite()返回自定义的suite。
import junit.framework.Assert;
import junit.framework.Test;
import junit.framework.TestCase;
import junit.framework.TestSuite;
 
public class Junit3TestCase extends TestCase {
        //...
    public static Test suite() {
        System.out.println("create suite");
        TestSuite suite = new TestSuite();
        suite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow"));
        return suite;
    }
}
?
?允许上述方法,控制台输出
写道 create suite?
?并且只运行了testMathPow测试方法,而没有运行testMathMin测试方法。通过显式指定测试方法,可以控制测试执行的顺序。
也可以通过Java的方式创建TestSuite,然后调用TestCase,如
?
// 先创建TestSuite,再添加测试方法
TestSuite testSuite = new TestSuite();
testSuite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow"));
 
// 或者 传入Class,TestSuite会扫描其中的测试方法。
TestSuite testSuite = new TestSuite(Junit3TestCase.class,Junit3TestCase2.class,Junit3TestCase3.class);
 
// 运行testSuite
TestResult testResult = new TestResult();
testSuite.run(testResult);
?
?
?testResult中保存了很多测试数据,包括运行测试方法数目(runCount)等。
与JUnit3不同,JUnit4通过注解的方式来识别测试方法。目前支持的主要注解有:
@BeforeClass?全局只会执行一次,而且是第一个运行@Before?在测试方法运行之前运行@Test?测试方法@After?在测试方法运行之后允许@AfterClass?全局只会执行一次,而且是最后一个运行@Ignore?忽略此方法下面举一个样例:
import org.junit.After;
import org.junit.AfterClass;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.BeforeClass;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
 
public class Junit4TestCase {
 
    @BeforeClass
    public static void setUpBeforeClass() {
        System.out.println("Set up before class");
    }
 
    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        System.out.println("Set up");
    }
 
    @Test
    public void testMathPow() {
        System.out.println("Test Math.pow");
        Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0), 0.0);
    }
 
    @Test
    public void testMathMin() {
        System.out.println("Test Math.min");
        Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0), 0.0);
    }
 
        // 期望此方法抛出NullPointerException异常
    @Test(expected = NullPointerException.class)
    public void testException() {
        System.out.println("Test exception");
        Object obj = null;
        obj.toString();
    }
 
        // 忽略此测试方法
    @Ignore
    @Test
    public void testMathMax() {
          Assert.fail("没有实现");
    }
        // 使用“假设”来忽略测试方法
    @Test
    public void testAssume(){
        System.out.println("Test assume");
                // 当假设失败时,则会停止运行,但这并不会意味测试方法失败。
        Assume.assumeTrue(false);
        Assert.fail("没有实现");
    }
 
    @After
    public void tearDown() throws Exception {
        System.out.println("Tear down");
    }
 
    @AfterClass
    public static void tearDownAfterClass() {
        System.out.println("Tear down After class");
    }
 
}
?
?如果细心的话,会发现Junit3的package是junit.framework,而Junit4是org.junit。
执行此用例后,控制台会输出
?
?可以看到,执行次序是@BeforeClass?->?@Before?->?@Test?->?@After?->?@Before?->?@Test?->?@After?->?@AfterClass。@Ignore会被忽略。
与Junit3类似,可以在Eclipse中运行,也可以通过mvn test命令运行。
Junit3和Junit4都提供了一个Assert类(虽然package不同,但是大致差不多)。Assert类中定义了很多静态方法来进行断言。列表如下:
Mock和Stub是两种测试代码功能的方法。Mock测重于对功能的模拟。Stub测重于对功能的测试重现。比如对于List接口,Mock会直接对List进行模拟,而Stub会新建一个实现了List的TestList,在其中编写测试的代码。
强烈建议优先选择Mock方式,因为Mock方式下,模拟代码与测试代码放在一起,易读性好,而且扩展性、灵活性都比Stub好。
比较流行的Mock有:
其中EasyMock和Mockito对于Java接口使用接口代理的方式来模拟,对于Java类使用继承的方式来模拟(也即会创建一个新的Class类)。Mockito支持spy方式,可以对实例进行模拟。但它们都不能对静态方法和final类进行模拟,powermock通过修改字节码来支持了此功能。
IBM上有几篇介绍EasyMock使用方法和原理的文章:EasyMock 使用方法与原理剖析,使用 EasyMock 更轻松地进行测试。
EasyMock把测试过程分为三步:录制、运行测试代码、验证期望。
录制过程大概就是:期望method(params)执行times次(默认一次),返回result(可选),抛出exception异常(可选)。
验证期望过程将会检查方法的调用次数。
一个简单的样例是:
?
@Test
public void testListInEasyMock() {
    List list = EasyMock.createMock(List.class);
    // 录制过程
 
    // 期望方法list.set(0,1)执行2次,返回null,不抛出异常
    expect1: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(null).times(2);
    // 期望方法list.set(0,1)执行1次,返回null,不抛出异常
    expect2: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(1);
 
    // 执行测试代码
    EasyMock.replay(list);
        // 执行list.set(0,1),匹配expect1期望,会返回null
    Assert.assertNull(list.set(0, 1));
        // 执行list.set(0,1),匹配expect1(因为expect1期望执行此方法2次),会返回null
    Assert.assertNull(list.set(0, 1));
        // 执行list.set(0,1),匹配expect2,会返回1
    Assert.assertEquals(1, list.set(0, 1));
 
    // 验证期望
    EasyMock.verify(list);
}
?
?
?EasyMock还支持严格的检查,要求执行的方法次序与期望的完全一致。
Mockito是Google Code上的一个开源项目,Api相对于EasyMock更好友好。与EasyMock不同的是,Mockito没有录制过程,只需要在“运行测试代码”之前对接口进行Stub,也即设置方法的返回值或抛出的异常,然后直接运行测试代码,运行期间调用Mock的方法,会返回预先设置的返回值或抛出异常,最后再对测试代码进行验证。可以查看此文章了解两者的不同。
官方提供了很多样例,基本上包括了所有功能,可以去看看。
这里从官方样例中摘录几个典型的:
import static org.mockito.Mockito.*;
 
//创建Mock
List mockedList = mock(List.class);
 
//使用Mock对象
mockedList.add("one");
mockedList.clear();
 
//验证行为
verify(mockedList).add("one");
verify(mockedList).clear();
?
?
//也可以Mock具体的类,而不仅仅是接口
LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class);
 
//Stub
when(mockedList.get(0)).thenReturn("first"); // 设置返回值
when(mockedList.get(1)).thenThrow(new RuntimeException()); // 抛出异常
 
//第一个会打印 "first"
System.out.println(mockedList.get(0));
 
//接下来会抛出runtime异常
System.out.println(mockedList.get(1));
 
//接下来会打印"null",这是因为没有stub get(999)
System.out.println(mockedList.get(999));
  
// 可以选择性地验证行为,比如只关心是否调用过get(0),而不关心是否调用过get(1)
verify(mockedList).get(0);
?
?
比较流行的工具是Emma和Jacoco,Ecliplse插件有eclemma。eclemma2.0之前采用的是Emma,之后采用的是Jacoco。这里主要介绍一下Jacoco。Eclmama由于是Eclipse插件,所以非常易用,就不多做介绍了。
Jacoco可以嵌入到Ant、Maven中,也可以使用Java Agent技术监控任意Java程序,也可以使用Java Api来定制功能。
Jacoco会监控JVM中的调用,生成监控结果(默认保存在jacoco.exec文件中),然后分析此结果,配合源代码生成覆盖率报告。需要注意的是:监控和分析这两步,必须使用相同的Class文件,否则由于Class不同,而无法定位到具体的方法,导致覆盖率均为0%。
首先,需要下载jacocoagent.jar文件,然后在Java程序启动参数后面加上?-javaagent:[yourpath/]jacocoagent.jar=[option1]=[value1],[option2]=[value2],具体的options可以在此页面找到。默认会在JVM关闭时(注意不能是kill -9),输出监控结果到jacoco.exec文件中,也可以通过socket来实时地输出监控报告(可以在Example代码中找到简单实现)。
可以使用Ant、Mvn或Eclipse来分析jacoco.exec文件,也可以通过API来分析。
public void createReport() throws Exception {
            // 读取监控结果
    final FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("jacoco.exec"));
    final ExecutionDataReader executionDataReader = new ExecutionDataReader(fis);
            // 执行数据信息
    ExecutionDataStore executionDataStore = new ExecutionDataStore();
            // 会话信息
    SessionInfoStore sessionInfoStore = new SessionInfoStore();
 
    executionDataReader.setExecutionDataVisitor(executionDataStore);
    executionDataReader.setSessionInfoVisitor(sessionInfoStore);
 
    while (executionDataReader.read()) {
    }
 
    fis.close();
             
            // 分析结构
            final CoverageBuilder coverageBuilder = new CoverageBuilder();
    final Analyzer analyzer = new Analyzer(executionDataStore, coverageBuilder);
 
            // 传入监控时的Class文件目录,注意必须与监控时的一样
    File classesDirectory = new File("classes");
    analyzer.analyzeAll(classesDirectory);
 
    IBundleCoverage bundleCoverage = coverageBuilder.getBundle("Title");
            // 输出报告
        File reportDirectory = new File("report"); // 报告所在的目录
    final HTMLFormatter htmlFormatter = new HTMLFormatter();  // HTML格式
    final IReportVisitor visitor = htmlFormatter.createVisitor(new FileMultiReportOutput(reportDirectory));
            // 必须先调用visitInfo
    visitor.visitInfo(sessionInfoStore.getInfos(), executionDataStore.getContents());
    File sourceDirectory = new File("src"); // 源代码目录
            // 遍历所有的源代码
            // 如果不执行此过程,则在报告中只能看到方法名,但是无法查看具体的覆盖(因为没有源代码页面)
    visitor.visitBundle(bundleCoverage, new DirectorySourceFileLocator(sourceDirectory, "utf-8", 4));
            // 执行完毕
    visitor.visitEnd();
}
?
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