テクノロジーの共有|Javaerはどのようにユニットテストを行いますか？

プログラミング 2022-05-27 14:08:01 訪問数: null

序文：

この記事はjavaerに適用され、他の開発者はそれから学ぶことができます。

この記事を書く主なテーマは2つあります。1つはユニットテストを簡単に紹介すること、もう1つは簡単な例でユニットテストのスキルを紹介することで、全員がユニットテストを書くためのしきい値を下げることを望んでいます。

1.ユニットテストの定義

単体テストは通常​​、ソフトウェア開発者によって作成および実行される自動テストであり、アプリケーションの一部（「ユニット」と呼ばれる）がその設計と期待どおりの機能に準拠していることを確認します。プログラミング中、ユニットは完全なモジュールになることができますが、より一般的には単一の関数またはプロシージャ。オブジェクト指向プログラミングでは、ユニットは通常、クラスや単一のメソッドなどの完全なインターフェイスです。最初にテスト可能な最小のユニットのテストを記述し、次にそれらを複合的に動作させることで、包括的なテストを構築できます。複雑なアプリケーション向け。

単体テストは通常​​、ソフトウェア開発者によって作成および実行される自動テストであり、アプリケーションのセクション（「単体」と呼ばれる）がその設計を満たし、意図したとおりに動作することを確認します。手続き型プログラミングでは、ユニットはモジュール全体である可能性がありますが、より一般的には個々の関数または手続きです。オブジェクト指向プログラミングでは、ユニットは多くの場合、クラスなどのインターフェイス全体、または個々のメソッドです。最初にテスト可能な最小単位のテストを作成し、次にそれらの間の複合動作を作成することで、複雑なアプリケーションの包括的なテストを構築できます。—ウィキペディア、ユニットテスト

簡単に言えば、ユニットテストはユニットのテストメソッドを作成することです。ユニットは非常に単純な関数にすることも、他のさまざまな関数の呼び出しを含むことができる完全なインターフェイスにすることもできます。

2.ユニットテストケース

このプロジェクトのSpringBootバージョンは2.2.5.RELEASEです。

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starters</artifactId>
    <version>2.2.5.RELEASE</version>
</parent>
复制代码

➮2-1 。プロジェクトファイルの準備

次のようなプロジェクトファイルのディレクトリ構造があるとします。

798.png

依存関係は次のとおりです。

java-study-web-provider 依赖 java-study-web-api, java-study-common-provider
java-study-web-api 依赖 java-study-common-api
java-study-common-provider 依赖 java-study-web-api, java-study-common-api
复制代码

在 java-study-web-api 包中有个rpc 包，其中有两个 rpc 接口，分别是 WebRpc.class & WebRpc2.class。然而，这两个接口的实现类在 java-study-web-provider 包中。

677.png


public interface WebRpc {

    ApiResult<String> get();

    ApiResult<String> get2(String param);
}
复制代码

public interface WebRpc2 {

    ApiResult<String> get();

    ApiResult<String> get(String param);
}
复制代码
@Service
public class WebRpcImpl implements WebRpc {

    @Override
    public ApiResult<String> get() {
        return ApiResult.success("get success");
    }

    @Override
    public ApiResult<String> get2(String param) {
        return ApiResult.success(param);
    }
}
复制代码
@Service
public class WebRpc2Impl implements WebRpc2 {

    @Override
    public ApiResult<String> get() {
        return ApiResult.success("get success");
    }

    @Override
    public ApiResult<String> get(String param) {
        return null;
    }
}
复制代码

在 java-study-common-provider 包中有个 service 包，其中有两个 service 接口以及对应的实现类，分别是CommonEntityService.class,CommonEntityService2.class,CommonEntityServiceImpl.class, CommonEntityService2Impl.class，在两个实现类中都有引用 rpc 接口。

56.png


public interface CommonEntityService {

    ApiResult<Void> test(CommonEntity commonEntity);
}
复制代码

public interface CommonEntityService2 {
}
复制代码
@Service
public class CommonEntityServiceImpl implements CommonEntityService {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityManager commonEntityManager;
    @Autowired
    private WebRpc webRpc;


    @Override
    public ApiResult<Void> test(CommonEntity commonEntity) {
        // webRpc 单元测试时可能为null
        ApiResult<String> getRpc = webRpc.get();
        if (!getRpc.getSuccess()) {
            logger.info("getRpc fail: {}", getRpc);
            return ApiResult.error(getRpc);
        }
        ApiResult<String> getRpc2 = webRpc.get2("test");
        if (!getRpc2.getSuccess()) {
            logger.info("getRpc2 fail: {}", getRpc2);
            return ApiResult.error(getRpc2);
        }
        // 依赖远程方法调用结果
        Optional<String> remoteResultOpt = RmiUtil.getRemoteResult();
        if (!remoteResultOpt.isPresent()) {
            logger.info("getRemoteResult fail");
            return ApiResult.error(BizRespStatusEnum.SYS_ERR);
        }
        // 入库
        int insertNo = commonEntityManager.insert(commonEntity);
        logger.info("insert {} common entity", insertNo);
        return ApiResult.success(null);
    }
}
复制代码

@Service
public class CommonEntityService2Impl implements CommonEntityService2 {

    @Autowired
    private WebRpc2 webRpc2;
}
复制代码

➮ 2-2.针对 CommonEntityService.class 编写单元测试

先加入 SpringBootTest 依赖。


<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.junit.vintage</groupId>
            <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
复制代码

创建对应的单元测试类。

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(classes = CommonTestApplication.class)
public class CommonEntityServiceTest {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityService commonEntityService;

    @Test
    public void test() {
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));
    }
}
复制代码

当我们去执行单元测试的 test() 方法时，会出现 NoSuchBeanDefinitionException 异常。


Caused by: org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException: No qualifying bean of type 'com.peng.java.study.web.api.rpc.WebRpc2' available: expected at least 1 bean which qualifies as autowire candidate. Dependency annotations: {@org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired(required=true)}
        at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.raiseNoMatchingBeanFound(DefaultListableBeanFactory.java:1695)
        at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.doResolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:1253)
        at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:1207)
        at org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor$AutowiredFieldElement.inject(AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.java:640)
        ... 43 more
复制代码

这是因为我们执行单元测试的这个模块虽然依赖了 java-study-web-api 包，能够调用 rpc 方法，但是没有依赖 java-study-web-provider 包，没办法注入对应的实现类。

有三种方法可以解决这个问题：

I .将该单元测试类挪到 java-study-web-provider 包中，这样就能加载到所有的 bean 了。

这个方法有局限性，每次执行单元测试都需要加载所有模块的文件，大大的降低了单元测试的效率。

II .在注入rpc的注解 @Autowired 上加上 required = false

@Autowired(required = false)
private WebRpc2 webRpc2;
复制代码

这个方法有局限性，假设每次新增的 service 类都需要注入同一个 rpc 时，那每个 rpc 的注解 @Autowired 都需要使用 required = false，不然就没办法启动单元测试，由此可见是比较麻烦的。

III.使用Mock，在执行单元测试前，将依赖但又没办法获取到实现类的 bean 注入进去。

将mokito包加入项目。

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mockito/mockito-inline -->
<dependency>
    <groupId>org.mockito</groupId>
    <artifactId>mockito-inline</artifactId>
    <version>4.5.1</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.mockito/mockito-core -->
<dependency>
    <groupId>org.mockito</groupId>
    <artifactId>mockito-core</artifactId>
    <version>4.5.1</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.bytebuddy/byte-buddy-agent -->
<dependency>
    <groupId>net.bytebuddy</groupId>
    <artifactId>byte-buddy-agent</artifactId>
    <version>1.12.9</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.bytebuddy/byte-buddy -->
<dependency>
    <groupId>net.bytebuddy</groupId>
    <artifactId>byte-buddy</artifactId>
    <version>1.12.8</version>
</dependency>
复制代码

使用 @MockBean 和 MockitoAnnotations.openMocks(this) 可以将依赖的 bean 注入进去。

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(classes = CommonTestApplication.class)
public class CommonEntityServiceTest {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityService commonEntityService;
    @MockBean
    public WebRpc webRpc;
    @MockBean
    public WebRpc2 webRpc2;

    @BeforeEach
    public void before(){
        MockitoAnnotations.openMocks(this);
    }

    @Test
    public void test() {
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));
    }
}
复制代码

此时再执行 test() 方法，不再出现 NoSuchBeanDefinitionException 异常，但会出现 NullPointerException 异常。这是因为我们虽然注入了 bean，但这个 bean 是个空的，因此在 commonEntityService.test 方法中执行 webRpc.get() 时，会报 NullPointerException 异常。为解决这个问题，我们可以继续使用 mock，Mockito.when(). thenReturn()。

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(classes = CommonTestApplication.class)
public class CommonEntityServiceTest {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityService commonEntityService;
    @MockBean
    public WebRpc webRpc;
    @MockBean
    public WebRpc2 webRpc2;

    @BeforeEach
    public void before(){
        MockitoAnnotations.openMocks(this);
    }

    @Test
    public void test() {
        Mockito.when(webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        Mockito.when(webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));
    }
}
复制代码

再次执行 test() 方法，此时执行已经成功了，打印日志如下所示。

2022-05-21 22:23:23.094  INFO 3760 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.i.CommonEntityServiceImpl  : insert 0 common entity
2022-05-21 22:23:23.161  INFO 3760 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.CommonEntityServiceTest    : apiResult: {"code":"200","msg":"调用成功","success":true}
复制代码

虽然已经成功执行了单元测试，但如果需要 mock 的 bean 很多的话，那不是每个测试类都需要写一遍 mock，很浪费时间啊，因此，我们可以把需要 mock 的 bean 全都放到一个类中进行管理。

@Component
public class CommonMockFactory {

    @BeforeEach
    public void before(){
        MockitoAnnotations.openMocks(this);
    }

    @MockBean
    public WebRpc webRpc;
    @MockBean
    public WebRpc2 webRpc2;
}
复制代码

然后在需要单元测试的类中进行注入即可。

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(classes = CommonTestApplication.class)
public class CommonEntityServiceTest {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityService commonEntityService;
    @Autowired
    private CommonMockFactory commonMockFactory;

    @Test
    public void test() {
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));
    }
}
复制代码

➮ 2-3.提高单元测试覆盖率

使用idea自带的单元测试覆盖率工具可以查看相应的覆盖率。绿色的条代表已覆盖，红色的条代表未覆盖。

45234.png

以下是单元测试的覆盖率文档，分别是类覆盖率、方法覆盖率、行覆盖率，从图中可以看出我们的行覆盖率只有64%，还有提升的空间。

564.png

如何提升呢？答案就是 mock。

先上改造后的代码：

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest(classes = CommonTestApplication.class)
public class CommonEntityServiceTest {

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private CommonEntityService commonEntityService;
    @Autowired
    private CommonMockFactory commonMockFactory;

    @Test
    public void test() {
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));
    }

    @Test
    public void testWithMock() {
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        ApiResult<Void> testSuccess = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(testSuccess.getSuccess(), "testSuccess fail");
        logger.info("testSuccess: {}", JSON.toJSONString(testSuccess));

        // 模拟 webRpc.get() 失败
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.error(BizRespStatusEnum.ILLEGAL_PARAM));
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        ApiResult<Void> testFail1 = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(!testFail1.getSuccess(), "testFail1 fail");
        logger.info("testFail1: {}", JSON.toJSONString(testFail1));

        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        // 模拟 webRpc.get2() 失败
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.error(BizRespStatusEnum.ILLEGAL_PARAM));
        ApiResult<Void> testFail2 = commonEntityService.test(new CommonEntity());
        Assert.isTrue(!testFail2.getSuccess(), "testFail1 fail");
        logger.info("testFail2: {}", JSON.toJSONString(testFail2));

        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get()).thenReturn(ApiResult.success("mock result 1"));
        Mockito.when(commonMockFactory.webRpc.get2("test")).thenReturn(ApiResult.success("mock result 2"));
        try (MockedStatic<RmiUtil> rmiUtilMockedStatic = Mockito.mockStatic(RmiUtil.class)) {
            // 模拟 RmiUtil.getRemoteResult() 失败
            rmiUtilMockedStatic.when(RmiUtil::getRemoteResult).thenReturn(Optional.empty());
            ApiResult<Void> testFail3 = commonEntityService.test(new CommonEntity());
            Assert.isTrue(!testFail3.getSuccess(), "testFail3 fail");
            logger.info("testFail3: {}", JSON.toJSONString(testFail3));
        }
    }
}
复制代码

单元测试的执行结果。


2022-05-21 23:23:46.516  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.i.CommonEntityServiceImpl  : insert 0 common entity
2022-05-21 23:23:46.589  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.CommonEntityServiceTest    : testSuccess: {"code":"200","msg":"调用成功","success":true}
2022-05-21 23:23:46.590  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.i.CommonEntityServiceImpl  : getRpc fail: ApiResult{success=false, code='400', msg='参数异常', result=null}
2022-05-21 23:23:46.590  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.CommonEntityServiceTest    : testFail1: {"code":"400","msg":"参数异常","success":false}
2022-05-21 23:23:46.591  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.i.CommonEntityServiceImpl  : getRpc2 fail: ApiResult{success=false, code='400', msg='参数异常', result=null}
2022-05-21 23:23:46.591  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.CommonEntityServiceTest    : testFail2: {"code":"400","msg":"参数异常","success":false}
2022-05-21 23:23:46.629  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.i.CommonEntityServiceImpl  : getRemoteResult fail
2022-05-21 23:23:46.629  INFO 35136 --- [           main] c.p.j.s.c.c.s.CommonEntityServiceTest    : testFail3: {"code":"002","msg":"系统异常","success":false}
复制代码

再来看看改造之后的覆盖率！从下图中可以看出单元测试的行覆盖率达到了100%，惊不惊喜，意不意外！

43.png 34.png

3、总结

在我们没用 mock 工具时，别说覆盖率了，执行一个单元测试都很麻烦。

使用 mock 工具之后，我们不仅可以很方便的执行单元测试，还能使用各种奇技淫巧来提升行覆盖率，强烈推荐！

写好单元测试一点都不简单，本文只是拿了一个简单的场景来举例，在单元测试的行覆盖率达到100%时，代码量就已经是源码的两倍还多了，害！但是 bug 和单元测试总要选一个的,就看大家的选择了~

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転載: juejin.im/post/7102329483935350815
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