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寫(xiě)在前面

為了寫(xiě)而寫(xiě)的單元測(cè)試沒(méi)什么價(jià)值，但一個(gè)好的單元測(cè)試帶來(lái)的收益是非常客觀的。問(wèn)題是怎么去寫(xiě)好單元測(cè)試?怎么去驅(qū)動(dòng)寫(xiě)好單元測(cè)試?

一 、我們的現(xiàn)狀

現(xiàn)狀一：多個(gè)項(xiàng)目完全沒(méi)有單元測(cè)試。

現(xiàn)狀二：開(kāi)發(fā)人員沒(méi)有寫(xiě)單元測(cè)試的習(xí)慣，或者由于趕業(yè)務(wù)記錄而沒(méi)有時(shí)間去寫(xiě)。

現(xiàn)狀三：?jiǎn)卧獪y(cè)試寫(xiě)成了集成測(cè)試，比如容器、數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致單元測(cè)試運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，失去了意義。

現(xiàn)狀四：太依賴集成測(cè)試。

以上是我在aone找的兩個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試情況，基本不考慮單元測(cè)試就合并發(fā)布，形同虛設(shè)。

站在開(kāi)發(fā)的角度講，導(dǎo)致以上問(wèn)題的原因大概有以下幾點(diǎn)：

開(kāi)發(fā)成本

對(duì)于系統(tǒng)初期，可能要花很多時(shí)間去寫(xiě)新業(yè)務(wù)，對(duì)于老系統(tǒng)又太過(guò)龐大，無(wú)法下手。

維護(hù)成本

每修改相關(guān)的類，或者重構(gòu)一次代碼，我們就要去修改相應(yīng)的單元測(cè)試。

ROI

投入產(chǎn)出是不是正收益?可能無(wú)論是管理者還是我們開(kāi)發(fā)自己都回質(zhì)疑這個(gè)問(wèn)題，所以有時(shí)候沒(méi)有強(qiáng)有力的動(dòng)力。

二、 怎么解決

說(shuō)來(lái)說(shuō)去都是成本的問(wèn)題，所以我們?cè)趺慈ソ鉀Q成本呢?

那么，我們一切從最開(kāi)始說(shuō)起：開(kāi)發(fā)的成本

一個(gè)單元測(cè)試的傳統(tǒng)寫(xiě)法，包含以下幾個(gè)方面：

• 測(cè)試數(shù)據(jù) (被測(cè)數(shù)據(jù)，和依賴對(duì)象)
• 測(cè)試方法
• 返回值斷言

@Test
  public void testAddGroup() {
    // 數(shù)據(jù)
    BuyerGroupDTO groupDTO = new BuyerGroupDTO();
    groupDTO.setGmtCreate(new Date());
    groupDTO.setGmtModified(new Date());
    groupDTO.setName("中國(guó)");
    groupDTO.setCustomerId(customerId);
    // 方法
    Result result = customerBuyerDomainService.addBuyerGroup(groupDTO);
    // 返回值斷言
    Assert.assertTrue(result.isSuccess());
    Assert.assertNotNull(result.getData());
  }

一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試還好，但如果是一邏輯復(fù)雜，且入?yún)?shù)據(jù)復(fù)雜的時(shí)候，那寫(xiě)起來(lái)其實(shí)挺頭痛的。怎么解放我們程序員的雙手?

“工欲善其事必先利其器”

我們以最大的努力降低我們的開(kāi)發(fā)成本，這就涉及到我們測(cè)試框架和工具的選擇問(wèn)題

1. 測(cè)試框架選擇

首先第一個(gè)問(wèn)題就是junit4和junit5的選擇，【從junit4到j(luò)unit5】 我覺(jué)得最便利的一個(gè)好處就是可以參數(shù)化測(cè)試，并且基于參數(shù)化測(cè)試我們可以更加靈活的配置我們的參數(shù)。

效果如下：

@ParameterizedTest
@ValueSource(strings = { "racecar", "radar", "able was I ere I saw elba" })
void palindromes(String candidate) {
    assertTrue(StringUtils.isPalindrome(candidate));
}

更好的是，junit5提供了擴(kuò)展，比如我們常用的json格式。這里我們使用json文件作為輸入：

@ParameterizedTest
  @JsonFileSource(resources = {"/com/cq/common/KMPAlgorithm/test.json"})
   public void test2Test(JSONObject arg) {
    Animal animal = JSONObject.parseObject(arg.getString("Animal"),Animal.class); 
    List stringList = JSONObject.parseArray(arg.getString("List"),String.class); 
    when(testService.testOther(any(Student.class))).thenReturn(stringArg);
    when(testService.testMuti(any(List.class),any(Integer.class))).thenReturn(stringList);
    when(testService.getAnimal(any(Integer.class))).thenReturn(animal);
    String result = kMPAlgorithm.test2();
    //todo verify the result
  }

2. mock框架

然后就是其他mock類的框架了

Mockito: 語(yǔ)法特別優(yōu)雅，對(duì)于容器類的模擬比較合適，且對(duì)于返回值為空的函數(shù)調(diào)用也提供比較好的斷言。缺點(diǎn)是不能模擬靜態(tài)方法(3.4.x以上版本已支持)

EasyMock: 使用方法類似，但是更嚴(yán)格

PowerMock: 可以作為Mockito的一個(gè)補(bǔ)充，比如要測(cè)試靜態(tài)方法，不過(guò)不支持junit5

Spock: 基于Groovy語(yǔ)言的單元測(cè)試框架

3. 數(shù)據(jù)庫(kù)層

這里主要介紹一下H2數(shù)據(jù)庫(kù)，其基于內(nèi)存來(lái)作為對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的模擬，運(yùn)行完成自動(dòng)釋放，達(dá)到隔離的目的。

主要配置：ddl文件路徑、dml文件路徑。這里不作詳述。

但對(duì)于要不要集成數(shù)據(jù)庫(kù)，很難去定義，它的作用主要是用來(lái)驗(yàn)證sql語(yǔ)法的問(wèn)題，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)較重，建議可以用于輕量級(jí)的集成測(cè)試。

三、 Junit5和Mockito

后面講到的自動(dòng)生成使用的框架和業(yè)界使用最多的都是MocKito，所以這里重點(diǎn)介紹一下，包括使用時(shí)遇到的問(wèn)題。

1. 使用方法

分別單獨(dú)引入依賴,推薦引入最新版

  org.junit.jupiter
  junit-jupiter
  5.7.2
  test




  org.mockito
  mockito-core
  3.9.0
  test



  org.mockito
  mockito-junit-jupiter
  3.9.0
  test

使用spring-test全家桶

  org.springframework.boot
  spring-boot-starter-test
  test
  2.5.0

junit5的使用方法這里就不多做介紹，主要說(shuō)一下這個(gè)ArgumentsProvider接口，實(shí)現(xiàn)它就可以自定義參數(shù)化類，類似于自帶的ValueSource、EnumSource等。

2. Mockito 主要注解介紹

先問(wèn)為什么，為什么需要Mockito

因?yàn)椋含F(xiàn)在的java項(xiàng)目幾乎離不開(kāi)spring框架，而其最為著名的就是IOC，所有的bean用容器來(lái)管理，所以這給我們單元測(cè)試帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，如果要對(duì)bean做單元測(cè)試，就需要啟動(dòng)容器，那么帶來(lái)的時(shí)間的開(kāi)銷將會(huì)很大。所以Mockito給我門(mén)帶來(lái)了一系列的解決方法，讓我們可以輕松的對(duì)bean 進(jìn)行測(cè)試。

@Component
public class A {
    @Autowired
    private B b; // 完全mock
    @Autowired
    private C c; // 需要執(zhí)行方法
    @Autowired D d; // 需要執(zhí)行真實(shí)方法
    public void func(){
    }
}
@Component
class C {
    @Autowired
    private B b;
    public void needExec(){
    }
}
@Component
public class B {
}

假設(shè)我們要對(duì)上面的A.func()進(jìn)行單元測(cè)試。

@InjectMocks注解

表示需要注入bean的類，有兩種

• 被測(cè)試類，這種很容易理解，我們測(cè)試這個(gè)類，當(dāng)然也需要向其注入bean。比如上面的A
• 被測(cè)試類中的,需要執(zhí)行其真實(shí)的方法，但其里面也要主要bean，也就是上面的C，我們需要測(cè)試neeExec方法，但我們不關(guān)系B的具體細(xì)節(jié)?，F(xiàn)實(shí)中比如事物，并發(fā)鎖等。這一類需要Mockito.spy(new C())的形式，不然會(huì)報(bào)錯(cuò)

@Mock

表示要mock的數(shù)據(jù)，也就是不真實(shí)執(zhí)行其方法內(nèi)容，只按照我們的規(guī)則執(zhí)行，或者返回，比如使用when().thenReturn()語(yǔ)法。

當(dāng)然也可以，執(zhí)行真實(shí)方法，則需要when().thenCallRealMethod()方式。

@Spy

表示所有方法都走真實(shí)方式，比如有些工具類，轉(zhuǎn)換類，我們也寫(xiě)成了bean的形式(嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這種需要寫(xiě)成靜態(tài)工具類)。

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
public class ATest  {
  @InjectMocks
  private A a=new A(); 
  @Mock
  private B b;
  @Spy
  private D d;
  @InjectMocks
  private C c= Mockito.spy(new C());;

  @BeforeEach
  public void setUp() throws Exception {
    MockitoAnnotations.openMocks(this);
  }
  @ParameterizedTest
  @ValueSource(strings = {"/com/alibaba/cq/springtest/jcode5test/needMockService/A/func.json"})
   public void funcTest(String str) {
    JSONObject arg= TestUtils.getTestArg(str);
    a.func();
    //todo verify the result
  }

}

3. Mockito和junit5常見(jiàn)問(wèn)題

mock靜態(tài)方法

mockito3.4以后開(kāi)始支持，之前的版本可以使用PowerMock輔助使用

Mockito版本和java版本兼容問(wèn)題

報(bào)錯(cuò)如下

Mockito cannot mock this class: xxx
Mockito can only mock non-private & non-final classes.

原因是2.17.0及之前的版本與java8是兼容的

但2.18之后需要使用java11，為了在java8中使用Mockito，則需要引入另一個(gè)包

    net.bytebuddy
    byte-buddy
    1.12.6

Jupiter-api版本兼容問(wèn)題

Process finished with exit code 255
java.lang.NoSuchMethodError: org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext.getRequiredTestInstances()Lorg/junit/jupiter/api/extension/TestInstance

第一個(gè)問(wèn)題是因?yàn)閖unit5中api、engine、params版本不一致導(dǎo)致的。

第二個(gè)問(wèn)題是因?yàn)閖upiter-api版本太低的問(wèn)題，5.7.0以后的版本才支持。

四 、測(cè)試代碼自動(dòng)生成

選好了框架，我們還是沒(méi)有解決我們的問(wèn)題，“怎么節(jié)約開(kāi)發(fā)成本?” ，這一節(jié)我們來(lái)談這個(gè)問(wèn)題，這也是我主要想表達(dá)的。

對(duì)于寫(xiě)單元測(cè)試，一直以來(lái)是比較頭痛的事情，要組裝各種各樣的數(shù)據(jù)，可能還沒(méi)跑成功，就被一堆“xxxx不能為null”的報(bào)錯(cuò)搞煩了。因此我們有理由去設(shè)想，有沒(méi)有辦法去解決這件事情。

1. 業(yè)界和集團(tuán)方案調(diào)研

在做這個(gè)事情之前，肯定是要調(diào)研有沒(méi)有現(xiàn)成的框架。答案是有，但很遺憾，沒(méi)有找到完全契合我想要的效果，我們來(lái)看一下這些插件：

public class BaseTest {
    protected TestService testService;
    public String baseTest() {
        return testService.testBase(1); // 4
    }
}
public class JCode5 extends BaseTest {
     public void testExtend(){
        String s = testService.testOther(new Student()); //1 
        // 調(diào)用 另一個(gè)方法
        System.out.println(testBean());
        // 調(diào)用基類方法
        baseTest();
    }
    // 使用testService
    public String testBean() {
        testService.testMuti(new ArrayList() {{add(1);}}, 2); //2
        return testService.getStr(12); //3
    }
    /**
     * 測(cè)試范型類
     */
    public void testGeneric(Person person) {
        //test
        list.stream().forEach(a -> {
            System.out.println(a);
        });
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            Long aLong = testService.getLong("1213"
                , "12323");
            System.out.println(aLong);
        }
        System.out.println(testBean());
    }
}
public class TestService {
    public String testBase(Integer integer) {
        return "TestBase";
    }
    public List testMuti(List a, Integer c) {
        List res = new ArrayList<>();
        res.add(a.toString() + c + "test muti");
        return res;
    }
     public String getStr(Integer integer) {
        return "TestService" + getInt();
    }
     public String testOther(Student student) {
        return student.getAge() + "age";
    }

}

如上，testExtend一共調(diào)用了testService的4個(gè)方法，我們對(duì)比下各個(gè)插件生成的代碼。

TestMe

@Test
    void testTestExtend() {
        when(testService.getStr(anyInt())).thenReturn("getStrResponse");
        when(testService.testMuti(any(), anyInt())).thenReturn(Arrays.asList("String"));
        when(testService.testOther(any())).thenReturn("testOtherResponse");
        jCode5.testExtend(Integer.valueOf(0));
    }
    @Test
    void testTestGeneric() {
        when(testService.getStr(anyInt())).thenReturn("getStrResponse");
        when(testService.getLong(anyString(), anyString())).thenReturn(Long.valueOf(1));
        when(testService.testMuti(any(), anyInt())).thenReturn(Arrays.asList("String"));

        jCode5.testGeneric(new Person());
    }

生成的代碼基本符合邏輯，包括需要mock的bean的邏輯都生成了。

• 但它把最重要的一環(huán)，也就是數(shù)據(jù)省略了，只是單純的用了構(gòu)造函數(shù)的形式。這顯然對(duì)于我們DDD模型不適應(yīng)。
• 另外他沒(méi)用用到j(luò)unit5的一些特性，比如參數(shù)化測(cè)試。
• 對(duì)于testExtend的方法，它只識(shí)別了3個(gè)方法。沒(méi)有識(shí)別父類的調(diào)用。

JunitGenerate

只能生成基礎(chǔ)的框架代碼，對(duì)于我想mock的邏輯、以及測(cè)試方法都沒(méi)有生成，用處不大。

@Test
public void testTestExtend() throws Exception { 
//TODO: Test goes here... 
}

Squaretest

生成的方法非常豐富，且一個(gè)非常厲害的一點(diǎn)，它能生成多個(gè)分支，比如代碼邏輯中有if條件，它能生成兩個(gè)測(cè)試，從而走不通的分支。

但是，最大的缺點(diǎn)是“收費(fèi)軟件，不開(kāi)源”，這就決定了我們沒(méi)法用它，除非是特別需要。另外測(cè)試用過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)了一些其他問(wèn)題，比如對(duì)于繼承，重載之類的問(wèn)題，它解決的也不是很好，往往識(shí)別不了需要調(diào)用的方法。

雖然無(wú)法使用，但還是可以借鑒。

五 、打造代碼自動(dòng)生成最佳方案

既然市場(chǎng)上的插件都不是特別合適，就決定寫(xiě)一個(gè)適合自己項(xiàng)目的插件(暫時(shí)命名JCode5)。有興趣的也可以自己試試。

1. 插件安裝

idea插件市場(chǎng)下載，搜索JCode5

2. 插件使用

插件有三個(gè)功能

• 生成測(cè)試代碼，也就是生成單元測(cè)試。
• 生成json數(shù)據(jù)，通常用來(lái)生成測(cè)試數(shù)據(jù)，比如model。用來(lái)參數(shù)化測(cè)試。
• 增加測(cè)試方法，隨著業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)，類可能增加一下功能方法，這個(gè)時(shí)候相應(yīng)的可以增加測(cè)試方法

定位到需要測(cè)試的類，快捷鍵或菜單定位到generater，如下，選擇JCode5.

生成測(cè)試類

目前支持三個(gè)選項(xiàng)，后續(xù)會(huì)逐漸完善

另外兩個(gè)功能類似，直接嘗試使用一下就行。

生成的結(jié)果---類+json數(shù)據(jù)

@ParameterizedTest
  @ValueSource(strings = {"/com/cq/common/JCode5/testExtend.json"})
   public void testExtendTest(String str) {
    JSONObject arg= TestUtils.getTestArg(str);
    Integer i = arg.getInteger("Integer"); 
    // 識(shí)別泛型活著集合類
    List stringList = JSONObject.parseArray(arg.getString("List"),String.class); 
    String stringArg = arg.getString("String"); 
    String stringArg1 = arg.getString("String"); 
    String stringArg0 = arg.getString("String"); 
    // 識(shí)別四個(gè)方法，包括父類調(diào)用、其他方法調(diào)用
    when(testService.testBase(any(Integer.class))).thenReturn(stringArg);
    when(testService.testMuti(any(List.class),any(Integer.class))).thenReturn(stringList);
    when(testService.getStr(any(Integer.class))).thenReturn(stringArg0);
    when(testService.testOther(any(Student.class))).thenReturn(stringArg1);
    jCode5.testExtend(i);
    //todo verify the result
  }

如上除了生成基本的代碼，另外會(huì)生成測(cè)試數(shù)據(jù)，它會(huì)將該方法所需要的測(cè)試數(shù)據(jù)全都生成在一個(gè)json文件當(dāng)中，完全實(shí)現(xiàn)

“數(shù)據(jù)和代碼的分離”

如testExtend.json:

{
  "Integer":1,
  "String":"test",
  "List":[
    "test"
  ]
}

補(bǔ)充判定語(yǔ)句

這一塊前期考慮對(duì)于不同的方法有不同的校驗(yàn)，所以目前想的還是開(kāi)發(fā)者自己去寫(xiě)驗(yàn)證代碼。

注意事項(xiàng)

在自動(dòng)生成完代碼之后，雖然可以運(yùn)行，但如我們前面提到的，為了寫(xiě)單元測(cè)試而寫(xiě)的單元測(cè)試是沒(méi)什么價(jià)值的，我們的最終目的是為了寫(xiě)一個(gè)好的測(cè)試。代碼自動(dòng)生成，但它終究能力有限，所以還是需要我們自己再去驗(yàn)證，比如

• 該插件生成的代碼需要junit5和mockito的支持，使用時(shí)需要引入相關(guān)的依賴
• 增加assert校驗(yàn)邏輯，看是不是想要的結(jié)果，目前插件不會(huì)自動(dòng)生成assertEquals等斷言代碼。
• 運(yùn)用參數(shù)化測(cè)試能力，復(fù)制一份生成的json文件并修改輸入數(shù)據(jù)，多組測(cè)試

3. 插件實(shí)現(xiàn)介紹

主要的實(shí)現(xiàn)思路，參考了dubbo的SPI的源碼，也就是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)SPI那部分，簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是反射獲取代碼邏輯，然后生成測(cè)試代碼。

4. 后期規(guī)劃

mock數(shù)據(jù)可定制，目前的想法是

固定值比如目前的String: test、Integer和boolean: 0、1

測(cè)試者使用配置模版，比如txt文件包含keyValue對(duì)

使用Faker，對(duì)于name、email、phone這種特定傾向的數(shù)據(jù)進(jìn)行特色自動(dòng)生成

自動(dòng)分支測(cè)試，這一塊的想法目前主要針對(duì)if來(lái)做，需要一定的時(shí)間。

其他

六、 寫(xiě)在最后

對(duì)于代碼自動(dòng)生成，還是有很多東西可以做的，但有些問(wèn)題還尚待解決，希望能盡最大努力解放我們的雙手，也能提高我們單元測(cè)試的質(zhì)量。

已在我們項(xiàng)目中使用此模式增加135個(gè)測(cè)試用例(除去mock的單模塊達(dá)到70%)：速度比集成測(cè)試(pandora、spring等)提升一個(gè)等級(jí)。代碼的覆蓋率相對(duì)可觀。

當(dāng)前名稱：談一談單元測(cè)試
文章位置：http://m.5511xx.com/article/cccisee.html