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【第十三章】 测试 之 13.1 概述 13.2 单元测试

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2023-12-01

13.1 概述

13.1.1 测试

软件测试的目的首先是为了保证软件功能的正确性，其次是为了保证软件的质量，软件测试相当复杂，已经超出本书所涉及的范围，本节将只介绍软件测试流程中前两个步骤：单元测试和集成测试。

Spring提供了专门的测试模块用于简化单元测试和集成测试，单元测试和集成测试一般由程序员实现。

13.2 单元测试

13.2.1 概述

单元测试是最细粒度的测试，即具有原子性，通常测试的是某个功能（如测试类中的某个方法的功能）。

采用依赖注入后我们的代码对Spring IoC容器几乎没有任何依赖，因此在对我们代码进行测试时无需依赖Spring IoC容器，我们只需要通过简单的实例化对象、注入依赖然后测试相应方法来测试该方法是否完成我们预期的功能。

在本书中使用的传统开发流程，即先编写代码实现功能，然后再写测试来验证功能是否正确，而不是测试驱动开发，测试驱动开发是指在编写代码实现功能之前先写测试，然后再根据测试来写满足测试要求的功能代码，通过测试来驱动开发，如果对测试驱动开发感兴趣推荐阅读【测试驱动开发的艺术】。

在实际工作中，应该只对一些复杂的功能进行单元测试，对于一些简单的功能（如数据访问层的CRUD）没有必要花费时间进行单元测试。

Spring对单元测试提供如下支持：

  • Mock对象：Spring通过Mock对象来简化一些场景的单元测试：

JNDI测试支持：在org.springframework.mock.jndi包下通过了SimpleNamingContextBuilder来来创建JNDI上下文Mock对象，从而无需依赖特定Java EE容器即可完成JNDI测试。

web测试支持：在org.springframework.mock.web包中提供了一组Servlet API的Mock对象，从而可以无需Web容器即可测试web层的类。

  • 工具类：通过通用的工具类来简化编写测试代码：

反射工具类：在org.springframework.test.util包下的ReflectionTestUtils能通过反射完成类的非public字段或setter方法的调用；

JDBC工具类：在org.springframework.test.util包下的SimpleJdbcTestUtils能读取一个sql脚本文件并执行来简化SQL的执行，还提供了如清空表、统计表中行数的简便方法来简化测试代码的编写。

接下来让我们学习一下开发过程中各层代码如何编写测试用例。

13.2.2 准备测试环境

1、Junit安装：将Junit 4包添加到“pointShop”项目中，具体方法请参照【2.2.3 Hello World】。

2、jMock安装：到jMock官网【http://www.jmock.org/】下载最新的jMock包，在本书中使用jMock2.5.1版本，将下载的“jmock-2.5.1-jars.zip ”包中的如下jar包拷贝到项目的lib目录下并添加到类路径：

  • objenesis-1.0.jar
  • jmock-script-2.5.1.jar
  • jmock-legacy-2.5.1.jar
  • jmock-junit4-2.5.1.jar
  • jmock-junit3-2.5.1.jar
  • jmock-2.5.1.jar
  • hamcrest-library-1.1.jar
  • hamcrest-core-1.1.jar
  • bsh-core-2.0b4.jar

注：cglib包无需添加到类路径，因为我们之前已经提供。

3、添加Spring测试支持包：将下载的spring-framework-3.0.5.RELEASE-with-docs.zip包中的如下jar包拷贝到项目的lib目录下并添加到类路径：

dist\org.springframework.test-3.0.5.RELEASE.jar

4、在“pointShop”项目下新建test文件夹并将其添加到【Java Build Path】中，该文件夹用于存放测试代码，从而分离测试代码和开发代码。

到此测试环境搭建完毕。

13.2.3 数据访问层

数据访问层单元测试，目的是测试该层定义的接口实现方法的行为是否正确，其实本质是测试是否正确与数据库交互，是否发送并执行了正确的SQL，SQL执行成功后是否正确的组装了业务逻辑层需要的数据。

数据访问层单元测试通过Mock对象与数据库交互的API来完成测试。

接下来让我们学习一下如何进行数据访问层单元测试：

1、在test文件夹下创建如下测试类：

package cn.javass.point.dao.hibernate;
//省略import
public class GoodsHibernateDaoUnitTest {
    //1、Mock对象上下文，用于创建Mock对象
    private final Mockery context = new Mockery() {{
        //1.1、表示可以支持Mock非接口类，默认只支持Mock接口
        setImposteriser(ClassImposteriser.INSTANCE);
    }};
    //2、Mock HibernateTemplate类
    private final HibernateTemplate mockHibernateTemplate = context.mock(HibernateTemplate.class);
    private IGoodsDao goodsDao = null; 

    @Before
    public void setUp() {
        //3、创建IGoodsDao实现
        GoodsHibernateDao goodsDaoTemp = new GoodsHibernateDao();
        //4、通过ReflectionTestUtils注入需要的非public字段数据
        ReflectionTestUtils.setField(goodsDaoTemp, "entityClass", GoodsModel.class);
        //5、注入mockHibernateTemplate对象
        goodsDaoTemp.setHibernateTemplate(mockHibernateTemplate);
        //6、赋值给我们要使用的接口
        goodsDao = goodsDaoTemp;
}
}
  • Mockery：jMock核心类，用于创建Mock对象的，通过其mock方法来创建相应接口或类的Mock对象。
  • goodsDaoTemp：需要测试的IGoodsDao实现，通过ReflectionTestUtils注入需要的非public字段数据。

2、测试支持写完后，接下来测试一下IGoodsDao的get方法是否满足需求：

@Test
public void testSave () {
    //7、创建需要的Model数据
    final GoodsModel expected = new GoodsModel();
    //8、定义预期行为，并在后边来验证预期行为是否正确
    context.checking(new org.jmock.Expectations() {
        {
            //9、表示需要调用且只调用一次mockHibernateTemplate的get方法，
            //且get方法参数为(GoodsModel.class, 1)，并将返回goods
            one(mockHibernateTemplate).get(GoodsModel.class, 1);
            will(returnValue(expected));
         }
    });
    //10、调用goodsDao的get方法，在内部实现中将委托给
    //getHibernateTemplate().get(this.entityClass, id);
    //因此按照第8步定义的预期行为将返回goods
    GoodsModel actual = goodsDao.get(1);
    //11、来验证第8步定义的预期行为是否调用了
   context.assertIsSatisfied();
    //12、验证goodsDao.get(1)返回结果是否正确
    Assert.assertEquals(goods, expected);
}
  • context.checking()：该方法中用于定义预期行为，其中第9步定义了需要调用一次且只调用一次mockHibernateTemplate的get方法，且get方法参数为(GoodsModel.class, 1)，并将返回goods对象。
  • goodsDao.get(1)：调用goodsDao的get方法，在内部实现中将委托给“getHibernateTemplate().get(this.entityClass, id)”。
  • context.assertIsSatisfied()：来验证前边定义的预期行为是否执行，且是否正确。
  • Assert.assertEquals(expected, actual)：用于验证“goodsDao.get(1) ”返回的结果是否是预期结果。

以上测试方法其实是没有必要的，对于非常简单的CRUD没有必要写单元测试，只有相当复杂的方法才有必要写单元测试。

这种通过Mock对象来测试数据访问层代码其实一点意义没有，因为这里没有与数据库交互，无法验证真实环境中与数据库交互是否正确，因此这里只是告诉你如何测试数据访问层代码，在实际工作中一般通过集成测试来完成数据访问层测试。

13.2.4 业务逻辑层

业务逻辑单元测试，目的是测试该层的业务逻辑是否正确并通过Mock 数据访问层对象来隔离与数据库交互，从而无需连接数据库即可测试业务逻辑是否正确。

接下来让我们学习一下如何进行业务逻辑层单元测试：

1、在test文件夹下创建如下测试类：

package cn.javass.point.service.impl;
//省略import
public class GoodsCodeServiceImplUnitTest {
    //1、Mock对象上下文，用于创建Mock对象
    private final Mockery context = new Mockery() {{
        //1.1、表示可以支持Mock非接口类，默认只支持Mock接口
        setImposteriser(ClassImposteriser.INSTANCE);
    }};

    //2、Mock IGoodsCodeDao接口
    private IGoodsCodeDao goodsCodeDao = context.mock(IGoodsCodeDao.class);;

    private IGoodsCodeService goodsCodeService;

    @Before
    public void setUp() {
        GoodsCodeServiceImpl goodsCodeServiceTemp = new GoodsCodeServiceImpl();
        //3、依赖注入
        goodsCodeServiceTemp.setDao(goodsCodeDao);
        goodsCodeService = goodsCodeServiceTemp;
}
}

以上测试支持代码和数据访问层测试代码非常类似，在此不再阐述。

2、测试支持写完后，接下来测试一下购买商品Code码是否满足需求：

测试业务逻辑时需要分别测试多种场景，即如在某种场景下成功或失败等等，即测试应该全面，每个功能点都应该测试到。

2.1、测试购买失败的场景：

@Test(expected = NotCodeException.class)
public void testBuyFail() {
    final int goodsId = 1;
    //4、定义预期行为，并在后边来验证预期行为是否正确
    context.checking(new org.jmock.Expectations() {
      {
          //5、表示需要调用goodsCodeDao对象的getOneNotExchanged一次且仅以此
          //且返回值为null
          one(goodsCodeDao).getOneNotExchanged(goodsId);
          will(returnValue(null));
      }
    });
    goodsCodeService.buy("test", goodsId);
    context.assertIsSatisfied();
}
  • context.checking()：该方法中用于定义预期行为，其中第5步定义了需要调用一次且只调用一次goodsCodeDao的getOneNotExchanged方法，且getOneNotExchanged方法参数为(goodsId)，并将返回null。
  • goodsCodeService.buy("test", goodsId)：调用goodsCodeService的buy方法，由于调用goodsCodeDao的getOneNotExchanged方法将返回null，因此buy方法将抛出“NotCodeException”异常，从而表示没有Code码。
  • context.assertIsSatisfied()：来验证前边定义的预期行为是否执行，且是否正确。
  • 由于我们在预期行为中调用getOneNotExchanged将返回null，因此测试将失败且抛出NotCodeException异常。

2.2、测试购买成功的场景：

@Test()
public void testBuySuccess () {
    final int goodsId = 1;
    final GoodsCodeModel goodsCode = new GoodsCodeModel();
    //6、定义预期行为，并在后边来验证预期行为是否正确
    context.checking(new org.jmock.Expectations() {
      {
          //7、表示需要调用goodsCodeDao对象的getOneNotExchanged一次且仅以此
          //且返回值为null
          one(goodsCodeDao).getOneNotExchanged(goodsId);
          will(returnValue(goodsCode));
          //8、表示需要调用goodsCodeDao对象的save方法一次且仅一次
          //且参数为goodsCode
          one(goodsCodeDao).save(goodsCode);
        }
      });
    goodsCodeService.buy("test", goodsId);
    context.assertIsSatisfied();
    Assert.assertEquals(goodsCode.isExchanged(), true);
}
  • context.checking()：该方法中用于定义预期行为，其中第7步定义了需要调用一次且只调用一次goodsCodeDao的getOneNotExchanged方法，且getOneNotExchanged方法参数为(goodsId)，并将返回goodsCode对象；第8步定义了需要调用goodsCodeDao对象的save一次且仅一次。
  • goodsCodeService.buy("test", goodsId)：调用goodsCodeService的buy方法，由于调用goodsCodeDao的getOneNotExchanged方法将返回goodsCode，因此buy方法将成功执行。
  • context.assertIsSatisfied()：来验证前边定义的预期行为是否执行，且是否正确。
  • Assert.assertEquals(goodsCode.isExchanged(), true)：表示goodsCode已经被购买过了。
  • 由于我们在预期行为中调用getOneNotExchanged将返回一个goodsCode对象，因此测试将成功，如果失败说明业务逻辑写错了。

到此业务逻辑层测试完毕，在进行业务逻辑层测试时我们只关心业务逻辑是否正确，而不关心底层数据访问层如何实现，因此测试业务逻辑层时只需Mock 数据访问层对象，然后定义一些预期行为来满足业务逻辑测试需求即可。

13.2.5 表现层

表现层测试包括如Struts2的Action单元测试、拦截器单元测试、JSP单元测试等等，在此我们只学习Struts2的Action单元测试。

Struts2的Action测试相对业务逻辑层测试相对复杂一些，因为牵扯到使用如Servlet API、ActionContext等等，这里需要通过stub（桩）实现或mock对象来模拟如HttpServletRequest等对象。

一、首先学习一些最简单的Action测试：

1、在test文件夹下创建如下测试类：

package cn.javass.point.web.front;
import cn.javass.point.service.IGoodsCodeService;
import cn.javass.point.web.front.action.GoodsAction;
//省略部分import
public class GoodsActionUnitTest {
    //1、Mock对象上下文，用于创建Mock对象
    private final Mockery context = new Mockery() {{
        //1.1、表示可以支持Mock非接口类，默认只支持Mock接口
        setImposteriser(ClassImposteriser.INSTANCE);
    }};

    //2、Mock IGoodsCodeService接口
    private IGoodsCodeService goodsCodeService = context.mock(IGoodsCodeService.class);

    private GoodsAction goodsAction;

    @Before
    public void setUp() {
        goodsAction = new GoodsAction();
        //3、依赖注入
        goodsAction.setGoodsCodeService(goodsCodeService);
}
}

以上测试支持代码和业务逻辑层测试代码非常类似，在此不再阐述。

2、测试支持写完后，接下来测试一下前台购买商品Code码是否满足需求：

类似于测试业务逻辑时需要分别测试多种场景，测试Action同样需要分别测试多种场景。

2.1、测试购买失败的场景：

@Test
public void testBuyFail() {
    final int goodsId = 1;
    //4、定义预期行为，并在后边来验证预期行为是否正确
    context.checking(new org.jmock.Expectations() {
      {
          //5、表示需要调用goodsCodeService对象的buy方法一次且仅一次
          //且抛出NotCodeException异常
          one(goodsCodeService).buy("test", goodsId);
      will(throwException(new NotCodeException()));
      }
    });
    //6、模拟Struts注入请求参数
    goodsAction.setGoodsId(goodsId);
    String actualResultCode = goodsAction.buy();
    context.assertIsSatisfied();
    Assert.assertEquals(ReflectionTestUtils.getField(goodsAction, "BUY_RESULT"), actualResultCode);
    Assert.assertTrue(goodsAction.getActionErrors().size() > 0);
}
  • context.checking()：该方法中用于定义预期行为，其中第5步定义了需要调用goodsCodeService对象的buy方法一次且仅一次且将抛出NotCodeException异常。
  • goodsAction.setGoodsId(goodsId)：用于模拟Struts注入请求参数，即完成数据绑定。
  • goodsAction.buy()：调用goodsAction的buy方法，该方法将委托给IGoodsCodeService实现完成，返回值用于定位视图。
  • context.assertIsSatisfied()：来验证前边定义的预期行为是否执行，且是否正确。

  • Assert.assertEquals(ReflectionTestUtils.getField(goodsAction, "BUY_RESULT"), actualResultCode)：验证返回的Result是否是我们指定的。

  • Assert.assertTrue(goodsAction.getActionErrors().size() > 0)：表示执行Action时有错误，即Action动作错误。如果条件不成立，说明我们Action功能是错误的，需要修改。

2.2、测试购买成功的场景：

@Test
public void testBuySuccess() {
    final int goodsId = 1;
    final GoodsCodeModel goodsCode = new GoodsCodeModel();
    //7、定义预期行为，并在后边来验证预期行为是否正确
    context.checking(new org.jmock.Expectations() {
      {
          //8、表示需要调用goodsCodeService对象的buy方法一次且仅一次
          //且返回goodsCode对象
          one(goodsCodeService).buy("test", goodsId);
          will(returnValue(goodsCode));
      }
    });
    //9、模拟Struts注入请求参数
    goodsAction.setGoodsId(goodsId);
    String actualResultCode = goodsAction.buy();
    context.assertIsSatisfied();
    Assert.assertEquals(ReflectionTestUtils.getField(goodsAction, "BUY_RESULT"), actualResultCode);
    Assert.assertTrue(goodsAction.getActionErrors().size() == 0);
}
  • context.checking()：该方法中用于定义预期行为，其中第5步定义了需要调用goodsCodeService对象的buy方法一次且仅一次且将返回goodsCode对象。
  • goodsAction.setGoodsId(goodsId)：用于模拟Struts注入请求参数，即完成数据绑定。
  • goodsAction.buy()：调用goodsAction的buy方法，该方法将委托给IGoodsCodeService实现完成，返回值用于定位视图。
  • context.assertIsSatisfied()：来验证前边定义的预期行为是否执行，且是否正确。

  • Assert.assertEquals(ReflectionTestUtils.getField(goodsAction, "BUY_RESULT"), actualResultCode)：验证返回的Result是否是我们指定的。

  • Assert.assertTrue(goodsAction.getActionErrors().size() == 0)：表示执行Action时没有错误，即Action动作正确。如果条件不成立，说明我们Action功能是错误的，需要修改。

通过模拟ActionContext对象内容从而可以非常容易的测试Action中各种与http请求相关情况，无需依赖web服务器即可完成测试。但对于如果我们使用htpp请求相关对象的该如何测试？如果我们需要使用ActionContext获取值栈数据应该怎么办？这就需要Struts提供的junit插件支持了。我们会在集成测试中介绍。

对于表现层其他功能的单元测试本书不再介绍，如JSP单元测试、拦截器单元测试等等。

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