編寫(xiě)更好的Java單元測(cè)試的七個(gè)技巧
測(cè)試是開(kāi)發(fā)的一個(gè)非常重要的方面，可以在很大程度上決定一個(gè)應(yīng)用程序的命運(yùn)。良好的測(cè)試可以在早期捕獲導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰的問(wèn)題，但較差的測(cè)試往往總是導(dǎo)致故障和停機(jī)。
雖然有三種主要類(lèi)型的軟件測(cè)試：?jiǎn)卧獪y(cè)試，功能測(cè)試和集成測(cè)試，但是在這篇博文中，我們將討論開(kāi)發(fā)人員級(jí)單元測(cè)試。在我深入講述具體細(xì)節(jié)之前，讓我們先來(lái)回顧一下這三種測(cè)試的詳細(xì)內(nèi)容。
軟件開(kāi)發(fā)測(cè)試的類(lèi)型
單元測(cè)試用于測(cè)試各個(gè)代碼組件，并確保代碼按照預(yù)期的方式工作。單元測(cè)試由開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)和執(zhí)行。大多數(shù)情況下，使用JUnit或TestNG之類(lèi)的測(cè)試框架。測(cè)試用例通常是在方法級(jí)別寫(xiě)入并通過(guò)自動(dòng)化執(zhí)行。
集成測(cè)試檢查系統(tǒng)是否作為一個(gè)整體而工作。集成測(cè)試也由開(kāi)發(fā)人員完成，但不是測(cè)試單個(gè)組件，而是旨在跨組件測(cè)試。系統(tǒng)由許多單獨(dú)的組件組成，如代碼，數(shù)據(jù)庫(kù)，Web服務(wù)器等。集成測(cè)試能夠發(fā)現(xiàn)如組件布線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)，數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題等問(wèn)題。
功能測(cè)試通過(guò)將給定輸入的結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行比較來(lái)檢查每個(gè)功能是否正確實(shí)現(xiàn)。通常，這不是在開(kāi)發(fā)人員級(jí)別的。功能測(cè)試由單獨(dú)的測(cè)試團(tuán)隊(duì)執(zhí)行。測(cè)試用例基于規(guī)范編寫(xiě)，并且實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。有若干工具可用于自動(dòng)化的功能測(cè)試，如Selenium和QTP。
如前所述，單元測(cè)試可幫助開(kāi)發(fā)人員確定代碼是否正常工作。在這篇博文中，我將提供在Java中單元測(cè)試的有用提示。
1.使用框架來(lái)用于單元測(cè)試
Java提供了若干用于單元測(cè)試的框架。TestNG和JUnit是***的測(cè)試框架。JUnit和TestNG的一些重要功能：
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易于設(shè)置和運(yùn)行。
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支持注釋。
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允許忽略或分組并一起執(zhí)行某些測(cè)試。
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支持參數(shù)化測(cè)試，即通過(guò)在運(yùn)行時(shí)指定不同的值來(lái)運(yùn)行單元測(cè)試。
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通過(guò)與構(gòu)建工具，如Ant，Maven和Gradle集成來(lái)支持自動(dòng)化的測(cè)試執(zhí)行。
EasyMock是一個(gè)模擬框架，是單元測(cè)試框架，如JUnit和TestNG的補(bǔ)充。EasyMock本身不是一個(gè)完整的框架。它只是添加了創(chuàng)建模擬對(duì)象以便于測(cè)試的能力。例如，我們想要測(cè)試的一個(gè)方法可以調(diào)用從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)的DAO類(lèi)。在這種情況下，EasyMock可用于創(chuàng)建返回硬編碼數(shù)據(jù)的MockDAO。這使我們能夠輕松地測(cè)試我們意向的方法，而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)。
2.謹(jǐn)慎使用測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)！
測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（TDD）是一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，在這過(guò)程中，在開(kāi)始任何編碼之前，我們基于需求來(lái)編寫(xiě)測(cè)試。由于還沒(méi)有編碼，測(cè)試最初會(huì)失敗。然后寫(xiě)入最小量的代碼以通過(guò)測(cè)試。然后重構(gòu)代碼，直到被優(yōu)化。
目標(biāo)是編寫(xiě)覆蓋所有需求的測(cè)試，而不是一開(kāi)始就寫(xiě)代碼，卻可能甚至都不能滿(mǎn)足需求。TDD是偉大的，因?yàn)樗鼘?dǎo)致簡(jiǎn)單的模塊化代碼，且易于維護(hù)。總體開(kāi)發(fā)速度加快，容易發(fā)現(xiàn)缺陷。此外，單元測(cè)試被創(chuàng)建作為T(mén)DD方法的副產(chǎn)品。
然而，TDD可能不適合所有的情況。在設(shè)計(jì)復(fù)雜的項(xiàng)目中，專(zhuān)注于最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以便于通過(guò)測(cè)試用例，而不提前思考可能會(huì)導(dǎo)致巨大的代碼更改。此外，TDD方法難以用于與遺留系統(tǒng)，GUI應(yīng)用程序或與數(shù)據(jù)庫(kù)一起工作的應(yīng)用程序交互的系統(tǒng)。另外，測(cè)試需要隨著代碼的改變而更新。
因此，在決定采用TDD方法之前，應(yīng)考慮上述因素，并應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)采取措施。
3.測(cè)量代碼覆蓋率
代碼覆蓋率衡量（以百分比表示）了在運(yùn)行單元測(cè)試時(shí)執(zhí)行的代碼量。通常，高覆蓋率的代碼包含未檢測(cè)到的錯(cuò)誤的幾率要低，因?yàn)槠涓嗟脑创a在測(cè)試過(guò)程中被執(zhí)行。測(cè)量代碼覆蓋率的一些***做法包括：
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使用代碼覆蓋工具，如Clover，Corbetura，JaCoCo或Sonar。使用工具可以提高測(cè)試質(zhì)量，因?yàn)檫@些工具可以指出未經(jīng)測(cè)試的代碼區(qū)域，讓你能夠開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)額外的測(cè)試來(lái)覆蓋這些領(lǐng)域。
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每當(dāng)寫(xiě)入新功能時(shí)，立即寫(xiě)新的測(cè)試覆蓋。
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確保有測(cè)試用例覆蓋代碼的所有分支，即if / else語(yǔ)句。
高代碼覆蓋不能保證測(cè)試是***的，所以要小心！
下面的concat方法接受布爾值作為輸入，并且僅當(dāng)布爾值為true時(shí)附加傳遞兩個(gè)字符串：
- public String concat(boolean append, String a,String b) {
- String result = null;
- If (append) {
- result = a + b;
- }
- return result.toLowerCase();
- }
以下是上述方法的測(cè)試用例：
- @Test
- public void testStringUtil() {
- String result = stringUtil.concat(true, "Hello ", "World"); System.out.println("Result is "+result);
- }
在這種情況下，執(zhí)行測(cè)試的值為true。當(dāng)測(cè)試執(zhí)行時(shí)，它將通過(guò)。當(dāng)代碼覆蓋率工具運(yùn)行時(shí)，它將顯示100%的代碼覆蓋率，因?yàn)?code>concat方法中的所有代碼都被執(zhí)行。但是，如果測(cè)試執(zhí)行的值為false，則將拋出NullPointerException。所以100%的代碼覆蓋率并不真正表明測(cè)試覆蓋了所有場(chǎng)景，也不能說(shuō)明測(cè)試良好。
4.盡可能將測(cè)試數(shù)據(jù)外部化
在JUnit4之前，測(cè)試用例要運(yùn)行的數(shù)據(jù)必須硬編碼到測(cè)試用例中。這導(dǎo)致了限制，為了使用不同的數(shù)據(jù)運(yùn)行測(cè)試，測(cè)試用例代碼必須修改。但是，JUnit4以及TestNG支持外部化測(cè)試數(shù)據(jù)，以便可以針對(duì)不同的數(shù)據(jù)集運(yùn)行測(cè)試用例，而無(wú)需更改源代碼。
下面的MathChecker類(lèi)有方法可以檢查一個(gè)數(shù)字是否是奇數(shù)：
- public class MathChecker {
- public Boolean isOdd(int n) {
- if (n%2 != 0) {
- return true;
- } else {
- return false;
- }
- }
- }
以下是MathChecker類(lèi)的TestNG測(cè)試用例：
- public class MathCheckerTest {
- private MathChecker checker;
- @BeforeMethod
- public void beforeMethod() {
- checker = new MathChecker();
- }
- @Test
- @Parameters("num") public void isOdd(int num) { System.out.println("Running test for "+num); Boolean result = checker.isOdd(num); Assert.assertEquals(result, new Boolean(true));
- }
- }
TestNG
以下是testng.xml（用于TestNG的配置文件），它具有要為其執(zhí)行測(cè)試的數(shù)據(jù)：
- <xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <suite name="ParameterExampleSuite" parallel="false">
- <test name="MathCheckerTest">
- <classes>
- <parameter name="num" value="3"></parameter>
- <class name="com.stormpath.demo.MathCheckerTest"/>
- </classes>
- </test>
- <test name="MathCheckerTest1">
- <classes>
- <parameter name="num" value="7"></parameter>
- <class name="com.stormpath.demo.MathCheckerTest"/>
- </classes>
- </test>
- </suite>
可以看出，在這種情況下，測(cè)試將執(zhí)行兩次，值3和7各一次。除了通過(guò)XML配置文件指定測(cè)試數(shù)據(jù)之外，還可以通過(guò)DataProvider注釋在類(lèi)中提供測(cè)試數(shù)據(jù)。
JUnit
與TestNG類(lèi)似，測(cè)試數(shù)據(jù)也可以外部化用于JUnit。以下是與上述相同MathChecker類(lèi)的JUnit測(cè)試用例：
- @RunWith(Parameterized.class)
- public class MathCheckerTest {
- private int inputNumber;
- private Boolean expected;
- private MathChecker mathChecker;
- @Before
- public void setup(){
- mathChecker = new MathChecker();
- }
- // Inject via constructor
- public MathCheckerTest(int inputNumber, Boolean expected) {
- this.inputNumber = inputNumber;
- this.expected = expected;
- }
- @Parameterized.Parameters
- public static Collection<Object[]> getTestData() {
- return Arrays.asList(new Object[][]{
- {1, true},
- {2, false},
- {3, true},
- {4, false},
- {5, true}
- });
- }
- @Test
- public void testisOdd() {
- System.out.println("Running test for:"+inputNumber);
- assertEquals(mathChecker.isOdd(inputNumber), expected);
- }
- }
可以看出，要對(duì)其執(zhí)行測(cè)試的測(cè)試數(shù)據(jù)由getTestData（）方法指定。此方法可以輕松地修改為從外部文件讀取數(shù)據(jù)，而不是硬編碼數(shù)據(jù)。
5.使用斷言而不是Print語(yǔ)句
許多新手開(kāi)發(fā)人員習(xí)慣于在每行代碼之后編寫(xiě)System.out.println語(yǔ)句來(lái)驗(yàn)證代碼是否正確執(zhí)行。這種做法常常擴(kuò)展到單元測(cè)試，從而導(dǎo)致測(cè)試代碼變得雜亂。除了混亂，這需要開(kāi)發(fā)人員手動(dòng)干預(yù)去驗(yàn)證控制臺(tái)上打印的輸出，以檢查測(cè)試是否成功運(yùn)行。更好的方法是使用自動(dòng)指示測(cè)試結(jié)果的斷言。
下面的StringUti類(lèi)是一個(gè)簡(jiǎn)單類(lèi)，有一個(gè)連接兩個(gè)輸入字符串并返回結(jié)果的方法：
- public class StringUtil {
- public String concat(String a,String b) {
- return a + b;
- }
- }
以下是上述方法的兩個(gè)單元測(cè)試：
- @Test
- public void testStringUtil_Bad() {
- String result = stringUtil.concat("Hello ", "World");
- System.out.println("Result is "+result);
- }
- @Test
- public void testStringUtil_Good() {
- String result = stringUtil.concat("Hello ", "World");
- assertEquals("Hello World", result);
- }
testStringUtil\_Bad將始終傳遞，因?yàn)樗鼪](méi)有斷言。開(kāi)發(fā)人員需要手動(dòng)地在控制臺(tái)驗(yàn)證測(cè)試的輸出。如果方法返回錯(cuò)誤的結(jié)果并且不需要開(kāi)發(fā)人員干預(yù)，則testStringUtil\_Good將失敗。
6.構(gòu)建具有確定性結(jié)果的測(cè)試
一些方法不具有確定性結(jié)果，即該方法的輸出不是預(yù)先知道的，并且每一次都可以改變。例如，考慮以下代碼，它有一個(gè)復(fù)雜的函數(shù)和一個(gè)計(jì)算執(zhí)行復(fù)雜函數(shù)所需時(shí)間（以毫秒為單位）的方法：
- public class DemoLogic {
- private void veryComplexFunction(){
- //This is a complex function that has a lot of database access and is time consuming
- //To demo this method, I am going to add a Thread.sleep for a random number of milliseconds
- try {
- int time = (int) (Math.random()*100);
- Thread.sleep(time);
- } catch (InterruptedException e) {
- // TODO Auto-generated catch block
- e.printStackTrace();
- }
- }
- public long calculateTime(){
- long time = 0;
- long before = System.currentTimeMillis();
- veryComplexFunction();
- long after = System.currentTimeMillis();
- time = after - before;
- return time;
- }
- }
在這種情況下，每次執(zhí)行calculateTime方法時(shí)，它將返回一個(gè)不同的值。為該方法編寫(xiě)測(cè)試用例不會(huì)有任何用處，因?yàn)樵摲椒ǖ妮敵鍪强勺兊摹Ｒ虼?，測(cè)試方法將不能驗(yàn)證任何特定執(zhí)行的輸出。
7.除了正面情景外，還要測(cè)試負(fù)面情景和邊緣情況
通常，開(kāi)發(fā)人員會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和精力編寫(xiě)測(cè)試用例，以確保應(yīng)用程序按預(yù)期工作。然而，測(cè)試負(fù)面測(cè)試用例也很重要。負(fù)面測(cè)試用例指的是測(cè)試系統(tǒng)是否可以處理無(wú)效數(shù)據(jù)的測(cè)試用例。例如，考慮一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，它能讀取長(zhǎng)度為8的字母數(shù)字值，由用戶(hù)鍵入。除了字母數(shù)字值，應(yīng)測(cè)試以下負(fù)面測(cè)試用例：
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用戶(hù)指定非字母數(shù)字值，如特殊字符。
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用戶(hù)指定空值。
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用戶(hù)指定大于或小于8個(gè)字符的值。
類(lèi)似地，邊界測(cè)試用例測(cè)試系統(tǒng)是否適用于極端值。例如，如果用戶(hù)希望輸入從1到100的數(shù)字值，則1和100是邊界值，對(duì)這些值進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)是非常重要的。
譯文鏈接：http://www.codeceo.com/article/7-trends-java-unit-test.html
英文原文：7 Tips for Writing Better Unit Tests in Java
