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单元测试——junit

2024-08-15 23:33:20 225人阅读

一、前言

JUnit4对于JUnit3来说是一个历史性的改革。因为JUnit4引入了注解(annotation)，通过解析注解就可以为测试提供相应的信息，抛弃JUnit3使用命名约束以及反射机制的方法。但是JUnit4.x与JUnit3.8向后是兼容的。

官网：http://junit.org/junit4/

预备知识点：

源文件夹：在eclipse中在项目中，右键新建选项中有一个源文件夹（Source folder）。其与普通文件夹的不同点表现在，他的图标是十字型的包裹图案。

源文件夹的特点：在源文件夹中的文件会自动转换为class文件存在于当前项目的bin目录中。

在eclipse中可以在需要测试的类文件上右击->新建->JUnit测试用例->创建测试用例（可以选择版本，文件夹路径，以及生成的其它细节）

计算机并不能准确地表示所有的浮点数，通常都会有一些偏差。因此如果用断言来比较浮点数，则需要制定一个额外的误差参数（tolerance）。

建议：

不建议使用eclipse集成的JUnit，因为其版本是固定的，相对而言可能一些新特性是不支持的。
测试代码放在与src同级的另外一个源文件夹中
测试文件的路径结构应与被测试的源文件相同
测试文件的命名：Test+源文件名称

junit3和junit4的使用区别：

在JUnit3中需要继承TestCase类，但在JUnit4中已经不需要继承TestCase
在JUnit3中需要覆盖TestCase中的setUp和tearDown方法，其中setUp方法会在测试执行前被调用以完成初始化工作，而tearDown方法则在结束测试结果时被调用，用于释放测试使用中的资源，而在JUnit4中，只需要在方法前加上@Before，@After
在JUnit3中对某个方法进行测试时，测试方法的命令是固定的，例如对addBook这个方法进行测试，需要编写名字为testAddBook的测试方法，而在JUnit4中没有方法命令的约束，在方法的前面加上@Test,这就代表这个方法是测试用例中的测试方法
新的断言assertThat
@BeforeClass 和 @AfterClass 。在JUnit3，如果所有的test case仅调用一次setUp()和tearDown()需要使用TestSetup类
测试异常处理@Test(expected = DataFormatException.class)
设置超时@Test(timeout = 1000)
忽略测试@Ignore
集成测试

如何尽量提高测试代码的兼容性：

JUnit4中初始化函数命名为setUp(),释放资源的函数命名为tearDown()
JUnit4中测试函数一test
为了在JUnit4中像JUnit3中直接使用assert（断言），我们要静态导入Assert类（import static org.junit.Assert.*;）

测试代码需要做的事情：

准备测试所需要的各种条件（创建所有必须的对象，分配必要的资源等等）
调用要测试的方法
验证被测试方法的行为和期望是否一致
完成后清理各种资源

二、JUnit3使用

推荐图书：《单元测试之道Java版：使用JUnit》

随书代码：http://download.csdn.net/detail/fanxiaobin577328725/9632002

JUnit3采用的是反射机制，所以对名字的命名非常重要。

1.测试方法必须在原方法的方法首部添加Test，测试类没有这样强制要求。

2.测试类必须继承TestCase。

3.测试方法覆盖setUp和tearDown方法来初始化和释放资源。（测试每一个方法都会执行一次setUp和tearDown方法）

技术分享

OneTimeSetUp是什么？没关系向下看就可以了，下面将给出详细解释。

断言方法：（因为继承了TestCase，而TestCase继承了Assert类，所以直接使用断言）

基本上：下列函数的第一个参数可以是可选的信息参数。

常用断言方法
常用方法	解释
assertArrayEquals(expecteds, actuals)	查看两个数组是否相等
assertEquals(expected, actual)	查看两个对象是否相等，类似于字符串比较使用的equals()方法
assertEquals(String message，expected, actual)	与上面一样，就是在出错时显示message信息。
assertNotEquals(first, second)	查看两个对象是否不相等。
assertNull(object)	查看对象是否为空
assertNotNull(object)	查看对象是否不为空
assertSame(expected, actual)	查看两个对象的引用是否相等。类似于使用“==”比较两个对象
assertNotSame(unexpected, actual)	查看两个对象的引用是否不相等。类似于使用“!=”比较两个对象
assertTrue(condition)	查看运行结果是否为true
assertFalse(condition)	查看运行结果是否为false
assertThat(actual, matcher)	查看实际值是否满足指定的条件
fail()	让测试失败

默认情况下，JUnit会自动运行所有的test...方法。然而任何测试类都能包含一个名为suite的静态方法：

public static Test suite() {
    TestSuite suite = new TestSuite();
  //想要测试的代码  
<pre name="code" class="java">  //.......

  return suite；
}

suite方法不仅可以调用当前测试类中的指定测试函数，还可以调用其他测试类以及其他测试类中的suite方法。

示例：

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

/**
 * A brute-force solution to the Travelling Salesman Problem.
 *
 * It will run in exponential time.
 *
 * Better solutions use genetic algorithms and such.
 */

public class TSP {

  /**
   * For the top numCities in our territory, compute the shortest path
   * and return thr total number of miles in that path.
   */
  public int shortestPath(int numCities) {
    // Ha!  Mock object! 
    switch (numCities) {
    case 50: return 2300;
    case 5: return 140;
    case 10: return 586;
    }
    return 0;
  }

  /**
  * Load the cities for the given territory and lock them
  */
  public void loadCities(String name) {
  }

  /**
  * Relase the lock on cities in this territory
  */
  public void releaseCities() {
  }

}

测试代码：（TestClassTwo）

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

import junit.framework.*;

public class TestClassTwo extends TestCase {
  
  public TestClassTwo(String method) {
    super(method);
  }
  
  // This one takes a few hours...
  public void testLongRunner() {
    TSP tsp = new TSP(); // Load with default cities
    assertEquals(2300, tsp.shortestPath(50)); // top 50
  }
  
  public void testShortTest() {
    TSP tsp = new TSP(); // Load with default cities
    assertEquals(140, tsp.shortestPath(5)); // top 5
  }
  
  public void testAnotherShortTest() {
    TSP tsp = new TSP(); // Load with default cities
    assertEquals(586, tsp.shortestPath(10)); // top 10
  }
  
  public static Test suite() {
    TestSuite suite = new TestSuite();
    // Only include short tests
    suite.addTest(
          new TestClassTwo("testShortTest"));
    suite.addTest(
          new TestClassTwo("testAnotherShortTest"));
    return suite;
  }
  
}

TestClassTwo的运行结果：

技术分享

测试结果显示：testLongRunner()没有运行。

测试代码：（TestClassOne）

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
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 */

import junit.framework.*;

public class TestClassOne extends TestCase {

  public TestClassOne(String method) {
    super(method);
  }
  
  public void testAddition() {
    assertEquals(4, 2+2);
  }
  
  public void testSubtraction() {
    assertEquals(0, 2-2);
  }
  
}

测试代码：（TestClassComposite）

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

import junit.framework.*;

public class TestClassComposite extends TestCase {
  
  public TestClassComposite(String method) {
    super(method);
  }
  
  static public Test suite() {
    TestSuite suite = new TestSuite();
    // Grab everything:
    suite.addTestSuite(TestClassOne.class); 
    // Use the suite method:
    suite.addTest(TestClassTwo.suite()); 
    return suite;
  }
  
}

TestClassComposite的运行结果：
技术分享

测试结果显示：其执行了TestClassOne中的所有测试方法，执行了TestClassTwo中的suite方法。

上面我们了解到每一个方法执行前后都会有一个setUp和tearDown方法执行，然而suite的初始化以及清理工作与方法是分开的。过程相对复杂了点，需要提供所需测试的一个suite（无论通过什么样的方法）并且把它包装进一个TestSetup对象。

在上面代码的基础上进行的更改：

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

import junit.framework.*;
import junit.extensions.*;

public class TestClassTwo extends TestCase {

    private static TSP tsp;

    public TestClassTwo(String method) {
        super(method);
    }

    // This one takes a few hours...
    public void testLongRunner() {
        System.out.println("testLongRunner method running");
        assertEquals(2300, tsp.shortestPath(50));
    }

    public void testShortTest() {
        System.out.println("testShortTest method running");
        assertEquals(140, tsp.shortestPath(5));
    }

    public void testAnotherShortTest() {
        System.out.println("testAnotherShortTest method running");
        assertEquals(586, tsp.shortestPath(10));
    }

    public static Test suite() {
        TestSuite suite = new TestSuite();
        // Only include short tests
        suite.addTest(new TestClassTwo("testShortTest"));
        suite.addTest(new TestClassTwo("testAnotherShortTest"));

        TestSetup wrapper = new TestSetup(suite) {
            protected void setUp() {
                oneTimeSetUp();
            }

            protected void tearDown() {
                oneTimeTearDown();
            }
        };

        return wrapper;
    }

    public static void oneTimeSetUp() {
        // one-time initialization code goes here...
        System.out.println("suite_up......");
        tsp = new TSP();
        tsp.loadCities("EasternSeaboard");
    }

    public static void oneTimeTearDown() {
        // one-time cleanup code goes here...
        System.out.println("suite_down......");
        tsp.releaseCities();
    }

    @Override
    protected void setUp() throws Exception {
        // TODO 自动生成的方法存根
        System.out.println("setUp.....");
        super.setUp();
    }

    @Override
    protected void tearDown() throws Exception {
        // TODO 自动生成的方法存根
        System.out.println("tearDown.....");
        super.tearDown();
    }

}

运行结果：

suite_up......
setUp.....
testShortTest method running
tearDown.....
setUp.....
testAnotherShortTest method running
tearDown.....
suite_down......

注意：
你可以在同一个类中同时使用方法和suite的setup()和teardown()。

三、JUnit4使用

Junit4采用注释的机制，所以名字的命名并不那么重要了，但是最好规范一下。

命名规范：测试方法以Test开头

在JUnit4中可以有setUp和tearDown方法，但是测试方法的时候不会被执行。

在JUnit4.x中想直接使用Assert方法，则需要静态导入Assert：import static org.junit.Assert.*;

在JUnit4.x中测试类可以是一个普通类，也可以去继承一个类或者实现一个接口，要实现测试，只需要在要测试的方法之前加上@Test注释。

常用注解：

@Before：在每个测试之前运行的代码
@After ：在每个测试之后运行的代码
@Test：测试代码
@Ignore：忽略的测试方法
@BeforeClass：针对所有测试，只执行一次，且必须为static void
@AfterClass：针对所有测试，只执行一次，且必须为static void
@RunWith：指定测试类使用某个运行器
@Parameters：指定测试类的测试数据集合
@Rule：允许灵活添加或重新定义测试类中的每个测试方法的行为
@FixMethodOrder：指定测试方法的执行顺序

@Test可以有两个参数：

expected：检测方法是否抛出指定的异常（未抛出报错误）
timeout：方法执行操作所耗费的毫秒数（超出指定时间报错误）

一个测试类单元测试的执行顺序为：
@BeforeClass –> @Before –> @Test –> @After –> @AfterClass

每一个测试方法的调用顺序为：

@Before –> @Test –> @After

通过测试组件测试多个类：

指定测试组件使用@RunWith

JUnit4新增的两个断言：

四、Hamcrest框架

镜像网站：http://hamcrest.org/

目的：增强JUnit，用一些语义通俗的方法来进行测试。要使用JUnit中的assertThat来进行断言。

需要静态导入Matchers包（import static org.hamcrest.Matchers.*;）,否则就需要通过函数名称名称来调用了。

五、其它细节

1.测试

测试的具体方面：Right-BICEP

Right——结果是否正确？
B——是否所有的边界条件都是正确的？
I——能查一下反向关联吗？
C——能用其他手段交叉检查一下结果吗？
E——你是否可以强制错误条件发生？
P——是否满足性能要求？

<1>结果的正确性

无论如何，必须确定代码所做的和你所期望的一致。我们需要尽可能的从需求说明中获取信息，来全面设计测试方法，有时候文档是不明了的或者不完整的，至少我们可以自己发明一些需求来。从客户角度来看问题，而且要根据用户的反馈来调整自己的假设。在代码的整个生命周期中，“正确”的定义可能会不断在改变。

针对有大量测试数据的测试，我们会考虑用一个独立的数据文件来存储这些测试数据，然后让单元测试读取该文件。这是一个很好地选择，但是测试数据很有可能是不正确的，实际上测试数据比代码更有可能出错。因此当测试数据显示错误发生的时候，我们应该在怀疑代码之前先对测试数据检查两三遍。

另外，还有一些值得考虑的：代码本身是否并没有测试任何异常的情况。要实现这个功能，需要怎么来做呢？

一个原则是：对于验证被测方法是正确的这件事情，如果某些做法能够使它更加容易，那么就采纳它吧。

<2>边界条件（CORRECT Boundary Conditions）

找边界条件是做单元测试中最有价值的工作之一，因为bug一般就出现在边界上。

一些需要我们考虑的条件有：

完全伪造或者不一致的输入数据，例如一个名为“！*W：X\&Gi/w->g/h#WQ@”的文件。
格式错误的数据，例如没有顶级域名的电子邮件地址，就像fred@foobar这样的。
空值或者不完整的值（如0.0.0. “”和null）
一些与意料中的合理值想去甚远的数值。例如一个人的随书为10000岁
如果需求的是一个不允许出现重复数值的list，但是传入的是一个存在重复数值的list。
如果要求的是一个有序list，但是传入的是一个无序的list；或者反之。
事情达到的次序是错误的，或者碰巧和期望的次序不一致。例如，在未登录系统之前，就尝试打印文档

下面是测试边界接条件所需要考虑的几大反面：

一致性（Conformance）——值是否和预期的一致。
顺序性（Ordering）——值是否如应该的那样，是有序或者无序的。
区间性（Range）——值是否位于合理的最小值和最大值之内。
依赖性（Reference）——代码是否引用了一些不在代码本身控制范围之内的外部资源。
存在性（Existence）——值是否存在（例如，是否是非null，非0，在一个集合中等等）。
基数性（Cardinatity）——是否恰好有足够的值？
相对或者绝对的时间性（Time）——所有事情的发生是否是有序的？是否是在正确的时刻？是否恰好及时？

<3>检查反向关联

对于一些方法，我们可以使用反向的逻辑关系来验证他们。

例如：我们可以用对结果进行平方的方式来检查一个计算平方根的函数，判断测试结果是否和元数据是否接近；为了检查某条记录是否成功地插入了数据库，你也可以通过查询这条记录来验证。等等

需要注意的是：当你同时编写了原方法和反向测试时，一些bug可能会被在连个函数中都出现的错误所覆盖。在可能的情况下，应该使用不同的原理来编写反向测试。

<4>使用其他手段来实现交叉检查

通常来说，计算一个量会有一种以上的算法。我们可能基于效率或者其他特性来选择算法。但是测试中我们没必要考虑这些，所以我们可以用剩下的算法中的一个来交叉检测结果。

<5>强制产生错误条件

真实世界中，错误总是会发生：磁盘会满，网络连接会断开，电子邮件会多的像掉进了黑洞，而长须会崩溃。你应该通过强制引发错误，来测试你的代码是如何处理所有这些真实世界中的问题的。

我们存在的环境因素有：

内存耗光
磁盘用满
时钟出问题
网络不可用或者有问题
系统过载
调色板颜色数目有限
显示分辨率过高或者过低

<6>性能特性

一个检查起来会很有益处的部分是性能特性，而不是性能本身。

2.测试原则

建议创建一个站们的source folder-->test来编写测试类代码
测试类的包应该保持和需要测试的类的一致性
测试单元中的每一个测试方法都必须可以独立运行，没有顺序，而且测试方法之间不能有任何的依赖性

3.Mock测试

简介：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对象，用一个虚拟的对象来创建以便测试的测试方法。

真实对象具有不可确定的行为（产生不可预测的结果，如股票行情）
真实对象很难被常见
真实对象的某些行为很难出发（如网络错误）
真实对象令程序的运行速度很慢
真实对象有（或者是）用户界面
测试需要询问真实对象他是如何被调用的（例如，测试可能需要验证某个回调函数是否被调用了）
真实对象实际上并不存在（当需要和其他开发小组，或者新的硬件系统打交道的时候，这是一个普遍问题）

借助于mock对象，我们就可以解决上面的所有问题。在使用mock对象进行测试的时候，总共有3个关键步骤，分别是：

使用一个借口来描述这个对象
为产品代码实现这个接口
以测试为目的，在mock对象中实现这个接口

因为被测试代码只会通过接口来引用对象，所以它完全可以不知道它引用的究竟是真实对象还是mock对象。

下面是一个详细的示例：（具体讲解在《单元测试之道Java版：使用JUnit》这里不再详细叙述）

Environmental.java

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
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/**
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 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
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 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
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 */

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
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 */

/**
 * Various methods particular to our runtime environment
 */

public interface Environmental {
	public long getTime();
	// Other methods omitted...

	public void playWavFile(String name);

}

SystemEnvironment.java

/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
 * ISBN 0-9745140-1-2
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 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing" ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC. All Rights Reserved. Visit
 * www.PragmaticProgrammer.com
 */

public class SystemEnvironment implements Environmental {
	public long getTime() {
		return System.currentTimeMillis();
	}
	// other methods ...

	public void playWavFile(String name) {
		// Left as an exercise to the reader...
	}

}

MockSystemEnvironment.java

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 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
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/**
 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing" ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC. All Rights Reserved. Visit
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 */

public class MockSystemEnvironment implements Environmental {
	private long current_time;
	private boolean playedWav = false;
	public long getTime() {
		return current_time;
	}

	public void setTime(long aTime) {
		current_time = aTime;
	}

	public void playWavFile(String filename) {
		playedWav = true;
	}

	public boolean wavWasPlayed() {
		return playedWav;
	}

	public void resetWav() {
		playedWav = false;
	}

	// ...
}

Checker.java

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 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing in Java with JUnit"
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 */

import java.util.Calendar;

public class Checker {

	public Checker(Environmental anEnv) {
		env = anEnv;
	}

	/**
	 * After 5 o'clock, remind people to go home by playing a whistle
	 */
	public void reminder() {
		Calendar cal = Calendar.getInstance();
		cal.setTimeInMillis(env.getTime());
		int hour = cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);

		if (hour >= 17) { // 5:00PM
			env.playWavFile("quit_whistle.wav");
		}

	}

	// ...

	private Environmental env;
}

TestChecker.java

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 * Excerpted from the book, "Pragmatic Unit Testing"
 * ISBN 0-9745140-1-2
 * Copyright 2003 The Pragmatic Programmers, LLC.  All Rights Reserved.
 * Visit www.PragmaticProgrammer.com
 */

import junit.framework.*;
import java.util.Calendar;

public class TestChecker extends TestCase {

	public void testQuittingTime() {

		MockSystemEnvironment env = new MockSystemEnvironment();

		// Set up a target test time
		Calendar cal = Calendar.getInstance();
		cal.set(Calendar.YEAR, 2004);
		cal.set(Calendar.MONTH, 10);
		cal.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
		cal.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 16);
		cal.set(Calendar.MINUTE, 55);
		long t1 = cal.getTimeInMillis();

		env.setTime(t1);

		Checker checker = new Checker(env);

		// Run the checker
		checker.reminder();

		// Nothing should have been played yet
		assertFalse(env.wavWasPlayed());

		// Advance the time by 5 minutes
		t1 += (5 * 60 * 1000);
		env.setTime(t1);

		// Now run the checker
		checker.reminder();

		// Should have played now
		assertTrue(env.wavWasPlayed());

		// Reset the flag so we can try again
		env.resetWav();

		// Advance the time by 2 hours and check
		t1 += 2 * 60 * 60 * 1000;
		env.setTime(t1);

		checker.reminder();
		assertTrue(env.wavWasPlayed());
	}
}

测试Servlet
基于Web的Servlet需要容器（常用的是Tomcat）和浏览器，运行过程和环境相对复杂，这是一个交互的过程，看起来无法完成自动化的单元测试，幸运的是Mock对象可以解决这个问题。

（这部分没有理解透，这里还使用了easymock）

参考资料：

《单元测试之道Java版：使用JUnit》

Junit使用教程（二）

单元测试——junit

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单元测试——junit

一、前言

二、JUnit3使用

三、JUnit4使用

四、Hamcrest框架

五、其它细节

1.测试

2.测试原则

3.Mock测试

看完仍有疑问？有类似问题直接问程序猿