【单元测试】一文读懂java单元测试，收藏这篇就够了

目录

• 1. 什么是单元测试
• 2. 为什么要单元测试
• 3. 单元测试框架 - JUnit
• • 3.1 JUnit 简介
  • 3.2 JUnit 内容
  • 3.3 JUnit 使用
  • • 3.3.1 Controller 层单元测试
    • 3.3.2 Service 层单元测试
    • 3.3.3 Dao 层单元测试
    • 3.3.4 异常测试
    • 3.3.5 测试套件测多个类
    • 3.3.6 idea 中查看单元测试覆盖率
    • 3.3.7 JUnit 插件自动生成单测代码
    • 3.3.8 常用注解和配置

1. 什么是单元测试

单元测试是软件开发中常用的一种测试方法，用于验证代码的单个功能单元是否按照预期工作。
测试方法：

• 白盒测试（White Box Testing）：在白盒测试中，测试人员了解代码的内部结构和实现细节，编写测试用例来覆盖不同的代码路径和逻辑条件。
• 黑盒测试（Black Box Testing）：黑盒测试不考虑代码的内部实现，而是基于需求规格说明或功能规范编写测试用例，测试程序的输入和输出是否符合预期。
• 单元测试框架：使用单元测试框架可以简化单元测试的编写和执行。常见的单元测试框架包括JUnit（Java）、NUnit（.NET）、pytest（Python）等。
• 断言（Assertion）：在单元测试中，断言用于检查预期结果和实际结果是否匹配。测试人员可以使用断言来验证程序的特定行为和结果。
• 边界值测试（Boundary Value Testing）：边界值测试通过选择测试用例中的边界条件，例如最小值、最大值、临界值等，来验证程序在边界情况下的行为。
• 异常处理测试（Exception Handling Testing）：异常处理测试用于验证程序在遇到异常情况时是否能够正确地捕获和处理异常，并保证系统的稳定性和可靠性。
• 参数化测试（Parameterized Testing）：参数化测试允许在单个测试用例中使用不同的参数进行多次测试，以增加测试覆盖率和复用性。
  这些方法都可以根据具体的需求和开发环境选择使用。单元测试的目标是尽可能地覆盖代码，确保每个单元都能按照预期工作，并提高软件的质量和可维护性。

这些方法都可以根据具体的需求和开发环境选择使用。单元测试的目标是尽可能地覆盖代码，确保每个单元都能按照预期工作，并提高软件的质量和可维护性。

2. 为什么要单元测试

（1）单元测试意义：

程序代码都是由基本单元不断组合成复杂的系统，底层基本单元都无法保证输入输出正确性，层级递增时，问题就会不断放大，直到整个系统崩溃无法使用。所以单元测试的意义就在于保证基本功能是正常可用且稳定的。而对于接口、数据源等原因造成的不稳定因素，是外在原因，不在单元测试考虑范围之内。

（2）使用 main 方法进行测试：

@PostMapping("/add")
public void addStudent(@RequestBody Student student){
    studentService.save(student);
}

假如要对上面的 Controller 进行测试，可以编写如下的代码示例，使用 main 方法进行测试的时候，先启动整个工程应用，然后编写 main 方法如下进行访问，在单步调试代码。

public static void main(String[] args) {
    RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
    HttpHeaders httpHeaders = new HttpHeaders();
    httpHeaders.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON);
    String json = "{\"id\":4,\"name\":\"阿狸\",\"classname\":\"初三一班\",\"age\":16,\"sex\":\"女\"}";
    HttpEntity<String> httpEntity = new HttpEntity<>(json, httpHeaders);
    String url = "http://localhost:8080/student/add";
    ResponseEntity<Map> responseEntity = restTemplate.postForEntity(url, httpEntity, Map.class);
    System.out.println(responseEntity.getBody());
}

（3）使用 main 方法进行测试的缺点：

1. 通过编写大量的 main 方法针对每个内容做打印输出到控制台枯燥繁琐，不具备优雅性。

2. 测试方法不能一起运行，结果需要程序员自己判断正确性。

3. 统一且重复性工作应该交给工具去完成。

3. 单元测试框架 - JUnit

3.1 JUnit 简介

Unit 官网：https://junit.org/。JUnit 是一个用于编写可重复测试的简单框架。它是用于单元测试框架的 xUnit 体系结构的一个实例。

JUnit 的特点：

（1） 针对于 Java 语言特定设计的单元测试框架，使用非常广泛。

（2） 特定领域的标准测试框架。

（3） 能够在多种 IDE 开发平台使用，包含 Idea、Eclipse 中进行集成。

（4） 能够方便由 Maven 引入使用。

（5） 可以方便的编写单元测试代码，查看测试结果等。

JUnit 的重要概念：

名称	功能作用
Assert	断言方法集合
TestCase	表示一个测试案例
TestSuite	包含一组 TestCase，构成一组测试
TestResult	收集测试结果

JUnit 的一些注意事项及规范：

（1） 测试方法必须使用 @Test 修饰

（2） 测试方法必须使用 public void 进行修饰，不能带参数

（3） 测试代码的包应该和被测试代码包结构保持一致

（4） 测试单元中的每个方法必须可以独立测试，方法间不能有任何依赖

（5） 测试类一般使用 Test 作为类名的后缀

（6） 测试方法使一般用 test 作为方法名的前缀

JUnit 失败结果说明：

（1） Failure：测试结果和预期结果不一致导致，表示测试不通过

（2） error：由异常代码引起，它可以产生于测试代码本身的错误，也可以是被测代码的 Bug

3.2 JUnit 内容

（1） 断言的 API

断言方法	断言描述
assertNull(String message, Object object)	检查对象是否为空，不为空报错
assertNotNull(String message, Object object)	检查对象是否不为空，为空报错
assertEquals(String message, Object expected, Object actual)	检查对象值是否相等，不相等报错
assertTrue(String message, boolean condition)	检查条件是否为真，不为真报错
assertFalse(String message, boolean condition)	检查条件是否为假，为真报错
assertSame(String message, Object expected, Object actual)	检查对象引用是否相等，不相等报错
assertNotSame(String message, Object unexpected, Object actual)	检查对象引用是否不等，相等报错
assertArrayEquals(String message, Object[] expecteds, Object[] actuals)	检查数组值是否相等，遍历比较，不相等报错
assertArrayEquals(String message, Object[] expecteds, Object[] actuals)	检查数组值是否相等，遍历比较，不相等报错
assertThat(String reason, T actual, Matcher<? super T> matcher)	检查对象是否满足给定规则，不满足报错

（2） JUnit 常用注解：

1） @Test: 定义一个测试方法 @Test (excepted=xx.class): xx.class 表示异常类，表示测试的方法抛出此异常时，认为是正常的测试通过的 @Test (timeout = 毫秒数) : 测试方法执行时间是否符合预期。

2） @BeforeClass： 在所有的方法执行前被执行，static 方法全局只会执行一次，而且第一个运行。

3） @AfterClass：在所有的方法执行之后进行执行，static 方法全局只会执行一次，最后一个运行。

4） @Before：在每一个测试方法被运行前执行一次。

5） @After：在每一个测试方法运行后被执行一次。

6） @Ignore：所修饰的测试方法会被测试运行器忽略。

7） @RunWith：可以更改测试执行器使用 junit 测试执行器。

3.3 JUnit 使用

3.3.1 Controller 层单元测试

（1） Springboot 中使用 maven 引入 Junit 非常简单，使用如下依赖即可引入：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.13.1</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

（2） 上面使用 main 方法案例可以使用如下的 Junit 代码完成：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = UnittestDemoApplication.class)
class StudentControllerTest {

    @Autowired
    private WebApplicationContext webApplicationContext;

    private MockMvc mockMvc;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(webApplicationContext).build();
    }

    @Test
    void testAddStudent() throws Exception {
        // 创建一个Student对象作为请求的JSON体
        Student student = new Student();
        student.setId(6);
        student.setName("小乔");
        student.setClassname("初二三班");
        student.setAge(14);
        student.setSex("女");

        // 将Student对象转换为JSON字符串
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        String json = objectMapper.writeValueAsString(student);

        // 发送POST请求
        mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.post("/student/add")
                        .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                        .accept(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                        .content(json)
                )
                // 断言返回的状态码为200
                .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk())
                // 断言返回的JSON中包含指定的code和message
                .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.code").value(200))
                .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.message").value("保存成功"))
                .andDo(MockMvcResultHandlers.print());
    }
}

只需要在类或者指定方法上右键执行即可，可以直接充当 postman 工作访问指定 url，且不需要写请求代码，这些都由工具自动完成。

（3）案例中相关组件介绍

本案例中构造 mockMVC 对象时，也可以使用如下方式：

@Autowired
private StudentController studentController;
@Before
public void setupMockMvc(){
   // 初始化MockMvc对象
   mockMvc = MockMvcBuilders.standaloneSetup(studentController).build();
}

其中 MockMVC 是 Spring 测试框架提供的用于 REST 请求的工具，是对 Http 请求的模拟，无需启动整个模块就可以对 Controller 层进行调用，速度快且不依赖网络环境。

使用 MockMVC 的基本步骤如下：

1. mockMvc.perform 执行请求
2. MockMvcRequestBuilders.post 或 get 构造请求
3. MockHttpServletRequestBuilder.param 或 content 添加请求参数
4. MockMvcRequestBuilders.contentType 添加请求类型
5. MockMvcRequestBuilders.accept 添加响应类型
6. ResultActions.andExpect 添加结果断言
7. ResultActions.andDo 添加返回结果后置处理
8. ResultActions.andReturn 执行完成后返回相应结果

3.3.2 Service 层单元测试

可以编写如下代码对 Service 层查询方法进行单测：

正例：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class StudentServiceTest {
 
	@Autowired
    private StudentService studentService;
 
    @Test
    public void getOne(){
        Student stu = studentService.getById(1);
        Assert.assertThat(stu.getName(), CoreMatchers.is("张三"));
    }
}

执行结果：

反例：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class StudentServiceTest {
 
	@Autowired
    private StudentService studentService;
 
    @Test
    public void getOne(){
        Student stu = studentService.getById(1);
        Assert.assertThat(stu.getName(), CoreMatchers.is("李四"));
    }
}

执行结果：

3.3.3 Dao 层单元测试

可以编写如下代码对 Dao 层保存方法进行单测：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class StudentDaoTest {
 
	@Autowired
    private StudentMapper studentMapper;
 
    @Test
    @Rollback(value = true)
    @Transactional
    public void insertOne() throws Exception {
   	    Student student = new Student();
        student.setId(7);
        student.setName("王五");
        student.setClassname("大一");
        student.setAge(20);
        student.setSex("男");
        int count = studentMapper.insert(student);
        Assert.assertEquals(1, count);
    }
}

其中 @Rollback (value = true) 可以执行单元测试之后回滚所新增的数据，保持数据库不产生脏数据。

3.3.4 异常测试

（1） 在 service 层定义一个异常情况：

public void computeScore() {
   int a = 10, b = 0;
   int c = a/b;
}

（2） 在 service 的测试类中定义单元测试方法：

反例

    @Test
    public void computeScoreTest() {
        studentService.computeScore();
    }

结果：

正例：

junit 5.0版本之前，在@Test上添加expected = ArithmeticException.class

@Test(expected = ArithmeticException.class)
    public void computeScoreTest() {
        studentService.computeScore();
    }

junit 5.0版本之后，使用Assert.assertThrows

@Test
public void computeScoreTest() {
    Assert.assertThrows(ArithmeticException.class, () -> {
        studentService.computeScore(); // This line should throw ArithmeticException
    });
}

（3） 执行单元测试也会通过，原因是 @Test 注解中的定义了异常

3.3.5 测试套件测多个类

（1） 新建一个空的单元测试类

（2） 利用注解 @RunWith (Suite.class) 和 @SuiteClasses 标明要一起单元测试的类

运行结果：

3.3.6 idea 中查看单元测试覆盖率

（1） 单测覆盖率

测试覆盖率是衡量测试过程工作本身的有效性，提升测试效率和减少程序 bug，提升产品可靠性与稳定性的指标。

统计单元测试覆盖率的意义：

1） 可以洞察整个代码中的基础组件功能的所有盲点，发现相关问题。

2） 提高代码质量，通常覆盖率低表示代码质量也不会太高，因为单测不通过本来就映射出考虑到各种情况不够充分。

3） 从覆盖率的达标上可以提高代码的设计能力。

（2） 在 idea 中查看单元测试覆盖率很简单，只需按照图中示例的图标运行，或者在单元测试方法或类上右键 Run ‘xxx’ with Coverage 即可。执行结果是一个表格，列出了类、方法、行数、分支覆盖情况。

（3） 在代码中会标识出覆盖情况，绿色的是已覆盖的，红色的是未覆盖的。

（4） 如果想要导出单元测试的覆盖率结果，可以使用如下图所示的方式，勾选 Open generated HTML in browser

导出结果：

3.3.7 JUnit 插件自动生成单测代码

（1） 安装插件

（2）选择要生成单元测试的类，按Alt+Insert出现如下界面，选择TestMe自动生成文件

（3）选择需要的生成模板，可以根据自己实际引入的依赖选择，此处选择Junit4+Mockito

（4）生成的代码如下，可以生成一些基本的方法和注解，然后根据实际情况修改，可以节省一部分工作量。

3.3.8 常用注解和配置

@Mock：创建一个模拟的对象，类似于@Autowired，但不是真实的对象，是Mock对象，这个注解使用在类属性上

@InjectMocks：创建一个实例，其余用@Mock注解创建的mock将被注入到用该实例中，这个注解使用在类属性上

@RunWith：表示一个运行器，@RunWith(PowerMockRunner.class)表示指定用PowerMockRunner运行，这个注解使用在类上

@PowerMockIgnore：这个注解表示将某些类延迟到系统类加载器加载，解决一些类加载异常。（具体类加载异常实际中还未遇见，后续补充），这个注解在类和方法上使用

@PrepareForTest：这个注解告诉PowerMock为测试准备某些类，通常是那些需要字节码操作的类。这包括带有final、private、static或native方法的类，new一个对象时，需要特殊处理（见下面的whenNew），这个注解在类和方法上使用

@Test：@Test修饰的public void方法可以作为测试用例运行。Junit会构造一个新的类实例，然后调用所有加了@Test的方法，方法执行过程中的任何异常，都会被判定为测试用例执行失败。

@Before：@Before注解的方法中的代码会在@Test注解的方法中首先被执行。可以做一些公共的前置操作：加入一些申请资源的代码：申请数据库资源，申请io资源，申请网络资源，new一些公共的对象等等。

@After：@After注解的方法中的代码会在@Test注解的方法中首先被执行。可以做一些公共的后置操作，如关闭资源的操作。

注：可以查看注解上的注释，了解其大致用法。

代码地址GitHub

单元测试之Mockito见文章《【单元测试】单元测试之Mockito的使用》
【单例测试】Mockito实战见文章《【单例测试】Mockito实战》

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网工运维转行学习网络安全路线

（一）第一阶段：网络安全筑基

1. 阶段目标

你已经有运维经验了，所以操作系统、网络协议这些你不是零基础。但要学安全，得重新过一遍——只不过这次我们是带着“安全视角”去学。

2. 学习内容

**操作系统强化：**你需要重点学习 Windows、Linux 操作系统安全配置，对比运维工作中常规配置与安全配置的差异，深化系统安全认知（比如说日志审计配置，为应急响应日志分析打基础）。

**网络协议深化：**结合过往网络协议应用经验，聚焦 TCP/IP 协议簇中的安全漏洞及防护机制，如 ARP 欺骗、TCP 三次握手漏洞等（为 SRC 漏扫中协议层漏洞识别铺垫）。

**Web 与数据库基础：**补充 Web 架构、HTTP 协议及 MySQL、SQL Server 等数据库安全相关知识，了解 Web 应用与数据库在网安中的作用。

**编程语言入门：**学习 Python 基础语法，掌握简单脚本编写，为后续 SRC 漏扫自动化脚本开发及应急响应工具使用打基础。

**工具实战：**集中训练抓包工具（Wireshark）、渗透测试工具（Nmap）、漏洞扫描工具（Nessus 基础版）的使用，结合模拟场景练习工具应用（掌握基础扫描逻辑，为 SRC 漏扫工具进阶做准备）。

（二）第二阶段：漏洞挖掘与 SRC 漏扫实战

1. 阶段目标

这阶段是真正开始“动手”了。信息收集、漏洞分析、工具联动，一样不能少。

熟练运用漏洞挖掘及 SRC 漏扫工具，具备独立挖掘常见漏洞及 SRC 平台漏扫实战能力，尝试通过 SRC 挖洞搞钱，不管是低危漏洞还是高危漏洞，先挖到一个。

2. 学习内容

信息收集实战：结合运维中对网络拓扑、设备信息的了解，强化基本信息收集、网络空间搜索引擎（Shodan、ZoomEye）、域名及端口信息收集技巧，针对企业级网络场景开展信息收集练习（为 SRC 漏扫目标筛选提供支撑）。

漏洞原理与分析：深入学习 SQL 注入、CSRF、文件上传等常见漏洞的原理、危害及利用方法，结合运维工作中遇到的类似问题进行关联分析（明确 SRC 漏扫重点漏洞类型）。

工具进阶与 SRC 漏扫应用：

• 系统学习 SQLMap、BurpSuite、AWVS 等工具的高级功能，开展工具联用实战训练；

• 专项学习 SRC 漏扫流程：包括 SRC 平台规则解读（如漏洞提交规范、奖励机制）、漏扫目标范围界定、漏扫策略制定（全量扫描 vs 定向扫描）、漏扫结果验证与复现；

• 实战训练：使用 AWVS+BurpSuite 组合开展 SRC 平台目标漏扫，练习 “扫描 - 验证 - 漏洞报告撰写 - 平台提交” 全流程。
  SRC 实战演练：选择合适的 SRC 平台（如补天、CNVD）进行漏洞挖掘与漏扫实战，积累实战经验，尝试获取挖洞收益。

恭喜你，如果学到这里，你基本可以下班搞搞副业创收了，并且具备渗透测试工程师必备的「渗透技巧」、「溯源能力」，让你在黑客盛行的年代别背锅，工作实现升职加薪的同时也能开创副业创收！

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（三）第三阶段：渗透测试技能学习

1. 阶段目标

全面掌握渗透测试理论与实战技能，能够独立完成渗透测试项目，编写规范的渗透测试报告，具备渗透测试工程师岗位能力，为护网红蓝对抗及应急响应提供技术支撑。

2. 学习内容

渗透测试核心理论：系统学习渗透测试流程、方法论及法律法规知识，明确渗透测试边界与规范（与红蓝对抗攻击边界要求一致）。

实战技能训练：开展漏洞扫描、漏洞利用、电商系统渗透测试、内网渗透、权限提升（Windows、Linux）、代码审计等实战训练，结合运维中熟悉的系统环境设计测试场景（强化红蓝对抗攻击端技术能力）。

工具开发实践：基于 Python 编程基础，学习渗透测试工具开发技巧，开发简单的自动化测试脚本（可拓展用于 SRC 漏扫自动化及应急响应辅助工具）。

报告编写指导：学习渗透测试报告的结构与编写规范，完成多个不同场景的渗透测试报告撰写练习（与 SRC 漏洞报告、应急响应报告撰写逻辑互通）。

（四）第四阶段：企业级安全攻防（含红蓝对抗）、应急响应

1. 阶段目标

掌握企业级安全攻防、护网红蓝对抗及应急响应核心技能，考取网安行业相关证书。

2. 学习内容

护网红蓝对抗专项：

• 红蓝对抗基础：学习护网行动背景、红蓝对抗规则（攻击范围、禁止行为）、红蓝双方角色职责（红队：模拟攻击；蓝队：防御检测与应急处置）；

• 红队实战技能：强化内网渗透、横向移动、权限维持、免杀攻击等高级技巧，模拟护网中常见攻击场景；

• 蓝队实战技能：学习安全设备（防火墙、IDS/IPS、WAF）联动防御配置、安全监控平台（SOC）使用、攻击行为研判与溯源方法；

• 模拟护网演练：参与团队式红蓝对抗演练，完整体验 “攻击 - 检测 - 防御 - 处置” 全流程。
  应急响应专项：

• 应急响应流程：学习应急响应 6 步流程（准备 - 检测 - 遏制 - 根除 - 恢复 - 总结），掌握各环节核心任务；

• 实战技能：开展操作系统入侵响应（如病毒木马清除、异常进程终止）、数据泄露应急处置、漏洞应急修补等实战训练；

• 工具应用：学习应急响应工具（如 Autoruns、Process Monitor、病毒分析工具）的使用，提升处置效率；

• 案例复盘：分析真实网络安全事件应急响应案例（如勒索病毒事件），总结处置经验。
  其他企业级攻防技能：学习社工与钓鱼、CTF 夺旗赛解析等内容，结合运维中企业安全防护需求深化理解。

证书备考：针对网安行业相关证书考试内容（含红蓝对抗、应急响应考点）进行专项复习，参加模拟考试，查漏补缺。

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