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使用 JUnit 进行 Java 代码的单元测试

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发表于 2019-1-28 14:28:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
下载安装 JUnit 的相关文件

首先我们需要先下载相应的 JUnit 相关的 JAR 包,下载的过程可以去 JUnit 的官方网站,也可以直接通过 Maven 资源仓库来完成,我这里直接通过开源中国社区在国内的Maven 镜像下载了 JUnit-4.8.2.jar 的版本,如下图所示:

直接搜索关键字"junit"即可,我们可以从搜索结果中找到红色方框1中的对应项,选中之后就会在左下方列出目前可以获得的 junit  的所有版本,这里我选择了 4.8.2 的版本(红色方框2),然后点击右侧的 Download 按钮即可下载这個 JAR 包,不过依我在实践中的经验,最好同时下载对应版本的 javadoc 和 source 两個包,前者是文档,后者是对应的源代码,然后将它们直接引入到我们的 eclipse 的工程中即可。我这里创建了壹個普通的 Java Project ,并给它取名 junit-study ,导入 JAR 包之后的样子如下图所示。到此,我们使用 JUnit 的准备工作已经做完。

使用简单的 @Test 注解实现我们的测试方法的编写和执行

准备工作做好之后,接下来我们就可以开始尝试编写壹個简单的测试代码了。首先,我们编写了壹個 Calculator 类,并提供五個方法分别完成加减乘除以及求平方的运算。代码如下:

  1. package net.oschina.bairrfhoinn.main;

  2. public class Calculator {

  3.         public void add(int n){
  4.                 result += n;
  5.         }
  6.        
  7.         public void substract(int n){
  8.                 result -= n;
  9.         }
  10.        
  11.         public void multiply(int n){
  12.                 result *= n;
  13.         }
  14.        
  15.         public void divide(int n){
  16.                 result /= n;
  17.         }
  18.        
  19.         public void square(int n){
  20.                 result = n * n;
  21.         }
  22.        
  23.         public int getReuslt(){
  24.                 return result;
  25.         }
  26.        
  27.         public void clear(){
  28.                 result = 0;
  29.         }
  30.        
  31.         private static int result;
  32. }
复制代码

在测试类中用到了JUnit4框架,自然要把相应地Package包含进来。最主要地一个Package就是org.junit.*。把它包含进来之后, 绝大部分功能就有了。还有一句话也非常地重要“import static org.junit.Assert.*;”,我们在测试的时候使用的壹系列assertEquals()方法就来自这个包。大家注意壹下,这是壹個静态包 含(static),是JDK5中新增添的壹個功能。也就是说,assertEquals是Assert类中的壹系列的静态方法,壹般的使用方式是 Assert. assertEquals(),但是使用了静态包含后,前面的类名就可以省略了,使用起来更加的方便。
另外要注意的是,我们的测试类是壹個独立的类,没有任何父类。测试类的名字也可以任意命名,没有任何局限性。所以我们不能通过类的声明来判断它是不 是一个测试类,它与普通类的区别在于它内部的方法的声明,我们接着会讲到。在测试类中,并不是每壹個方法都是用于测试的,所以我们必须使用“注解”来明确 表明哪些是测试方法。“注解”也是JDK5的壹個新特性,用在此处非常恰当。我们可以看到,在某些方法的前有@Before、@Test、 @Ignore 等字样,这些就是注解,以壹個“@”作为开头。这些注解都是JUnit4自定义的,熟练掌握这些注解的含义,对于编写恰当的测试类非常重要。
接下来我们创建壹個测试类 CalculatorTest.java,代码如下:

  1. package net.oschina.bairrfhoinn.test;

  2. import static org.junit.Assert.*;

  3. import org.junit.Test;

  4. import net.oschina.bairrfhoinn.main.Calculator;

  5. public class CalculatorTest {
  6.        
  7.         private static Calculator calculator = new Calculator();
  8.        
  9.         @Test
  10.         public void testAdd(){
  11.                 calculator.add(7);
  12.                 calculator.add(8);
  13.                 assertEquals(15, calculator.getReuslt());
  14.         }
  15. }
复制代码

首先,我们要在方法的前面使用@Test标注,以表明这是壹個测试方法。对于方法的声明也有如下要求:名字可以随便取,没有任何限制,但是返回值必须为void,而且不能有任何参数。如果违反这些规定,会在运行时抛出壹個异常。至于方法内该写些什么,那就要看你需要测试些什么了。比如上述代码中,我们想测试壹下add()方法的功能是否正确,就在测试方法中调用几次add函数,初始值为0,先加7,再加8,我们期待的结果应该是15。如果最终实际结果也是15,则说明add()方法是正确的,反之说明它是错的。assertEquals(15, calculator.getResult());就是用来判断期待结果和实际结果是否相等,其中第壹個参数填写期待结果,第二個参数填写实际结果,也就是通过计算得到的结果。这样写好之后,JUnit 会自动进行测试并把测试结果反馈给用户。

如果想运行它,可以在 eclipse 的资源管理器中选择该类文件,然后点击右键,选择 Run As->JUnit Test 即可看到运行结果如下图所示:


使用@Test 的 Ignore 属性指定测试时跳过某個方法

如果你在写程序前做了很好的规划,那么哪些方法是什么功能都应该实现并且确定下来。因此,即使该方法尚未完成,他的具体功能也是确定的,这也就意味着你可以为他编写测试用例。但是,如果你已经把该方法的测试用例写完,但该方法尚未完成,那么测试的时候无疑是“失败”。这种失败和真正的失败是有区别的,因此 JUnit 提供了壹种方法来区别他们,那就是在这种测试函数的前面加上 @Ignore 标注,这个标注的含义就是“某些方法尚未完成,暂不参与此次测试”。这样的话测试结果就会提示你有几個测试被忽略,而不是失败。壹旦你完成了相应函数,只需要把@Ignore标注删去,就可以进行正常的测试。
比如说上面的测试类 Calculator.java 中,假设我们的 Calculator 类的 multiply() 方法没有实现,我们可以在测试类 CalculatorTest 中先写如下测试代码:

  1. package net.oschina.bairrfhoinn.test;
  2. import static org.junit.Assert.*;
  3. import org.junit.Ignore;
  4. import org.junit.Test;

  5. import net.oschina.bairrfhoinn.main.Calculator;

  6. public class CalculatorTest {
  7.        
  8.         private static Calculator calculator = new Calculator();
  9.         ...        //此处代码省略
  10.         @Ignore("method square() not implemented, please test this later...")
  11.         @Test
  12.         public void testSquare(){
  13.                 calculator.square(3);
  14.                 assertEquals(9, calculator.getReuslt());
  15.         }
  16. }
复制代码

我们再运行壹次测试,会看到如下结果,从图中可以很明显的看出,方法testSquare() 上的 @Ignore 注解已经生效了,运行时直接跳过了它,而方法testAdd()仍然正常的运行并通过了测试。


使用注解 @Before 和 @After 来完成前置工作和后置工作

前置工作通常是指我们的测试方法在运行之前需要做的壹些准备工作,如数据库的连接、文件的加载、输入数据的准备等需要在运行测试方法之前做的事情,都属于 前置工作;类似的,后置工作则是指测试方法在运行之后的壹些要做的事情,如释放数据库连接、输入输出流的关闭等;比如我们上面的测试,由于只声明了壹個 Calculator 对象,他的初始值是0,但是测试完加法操作后,他的值就不是0了;接下来测试减法操作,就必然要考虑上次加法操作的结果。这绝对是壹個很糟糕的设计!我们 非常希望每壹個测试方法都是独立的,相互之间没有任何耦合度。因此,我们就很有必要在执行每壹個测试方法之前,对Calculator对象进行壹個“复 原”操作,以消除其他测试造成的影响。因此,“在任何壹個测试方法执行之前必须执行的代码”就是壹個前置工作,我们用注解 @Before 来标注它,如下例子所示:

  1. package net.oschina.bairrfhoinn.test;
  2. ...
  3. import org.junit.After;
  4. import org.junit.Before;
  5. import org.junit.Ignore;
  6. import org.junit.Test;

  7. public class CalculatorTest {
  8.     ...//这里省略部分代码
  9.     @Before
  10.     public void setUp() throws Exception {
  11.         calculator.clear();
  12.     }
  13.    
  14.     @After
  15.     public void tearDown() throws Exception {
  16.         System.out.println("will do sth here...");
  17.     }
  18.     ...//这里省略部分代码
  19. }
复制代码

使用@Test 的属性 timeout 来完成限时测试,以检测代码中的死循环

现在假设我们的 Calculator 类中的 square() 方法是個死循环,那应该怎么办呢,比如说像下面这样:

  1. public void square(int n){
  2.         for(;;){}
  3. }
复制代码

如果测试的时候遇到死循环,你的脸上绝对不会露出笑容的。因此,对于那些逻辑很复杂,循环嵌套比较深的、有可能出现死循环的程序,因此壹定要采取壹些预防 措施。限时测试是壹個很好的解决方案。我们给这些测试函数设定壹個预期的执行时间,超过了这壹时间,他们就会被系统强行终止,并且系统还会向你汇报该函数 结束的原因是因为超时,这样你就可以发现这些 Bug 了。要实现这壹功能,只需要给 @Test 标注加壹個参数timeout即可,代码如下:

  1. @Test(timeout=2000L)
  2. public void testSquare() {
  3.         calculator.square(3);
  4.         assertEquals(9, calculator.getReuslt());
  5. }
复制代码

timeout参数表明了你预计该方法运行的时长,单位为毫秒,因此2000就代表2秒。现在我们让这個测试方法运行壹下,看看失败时是什么效果:


使用@Test 的属性expected来监控测试方法中可能会抛出的某些异常

JAVA中的异常处理也是壹個重点,因此你经常会编写壹些需要抛出异常的函数。如果你觉得壹個函数应该抛出异常,但是它没抛出,这算不算 Bug 呢?这当然是Bug,JUnit 也考虑到了这壹点,并且可以帮助我们找到这种 Bug。例如,我们写的计算器类有除法功能,如果除数是壹個0,那么必然要抛出“除0异常”。因此,我们很有必要对这些进行测试。代码如下:

  1. @Test(expected=java.lang.ArithmeticException.class)
  2. public void testDivide(){
  3.         calculator.divide(0);
  4. }
复制代码

如上述代码所示,我们需要使用@Test注解中的expected属性,将我们要检验的异常(这里是 java.lang.ArithmeticException)传递给他,这样 JUnit 框架就能自动帮我们检测是否抛出了我们指定的异常。


指定 JUnit 运行测试用例时的 Runner

大家有没有想过这個问题,当你把测试代码提交给JUnit框架后,框架是如何来运行你的代码的呢?答案就是Runner。在JUnit中有很多个 Runner,他们负责调用你的测试代码,每壹個Runner都有其各自的特殊功能,你要根据需要选择不同的Runner来运行你的测试代码。可能你会觉 得奇怪,前面我们写了那么多测试,并没有明确指定壹個Runner啊?这是因为JUnit中有壹個默认的Runner,如果你没有指定,那么系统会自动使 用默认Runner来运行你的代码。换句话说,下面两段代码含义是完全壹样的:

  1. import org.junit.runner.RunWith;
  2. import org.junit.runners.JUnit4;

  3. @RunWith(JUnit4.class)
  4. public class CalculatorTest {
  5.         ...//省略此处代码
  6. }

  7. //用了系统默认的JUnit4.class,运行效果完全壹样
  8. public class CalculatorTest {
  9.         ...//省略此处代码
  10. }
复制代码

从上述例子可以看出:
1、要想指定壹個 Runner ,需要使用 @RunWith 标注,并且把你所指定的 Runner 类名作为参数传递给它,在JUnit4.8.2的版本中,系统提供了若干可以直接使用的Runner类型,它们的定义都在包org.junit.runners下面。
2、注解 @RunWith 是用来修饰类的,而不是用来修饰函数的。只要对壹個类指定了 Runner ,那么这个类中的所有函数都被这个 Runner 来调用。
3、在使用注解@RunWith时,要在头部包含相应的包名,上面的例子对这壹点写的很清楚了。
接下来,我会向你们展示其他 Runner 的特有功能。


将所有的测试用例打包后集中测试



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