Java JUnit4测试框架

本文深入讲解JUnit测试框架的应用,包括基本测试方法、异常测试、性能测试等,并介绍了多种JUnit Runner的使用方式,帮助开发者掌握单元测试的最佳实践。

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一个简单的JUnit

首先定义一个Person的接口用于描述人的若干行为,下面展开针对Person的测试。接口定义如下,定义的行为包括获取年龄、获取名字、与之交谈和走路。
public interface Person
{

	public int getAge();
	
	public String getName();
	
	public String talkTo(String message);
	
	public void walk();
}

使用@Test标签标注测试方法,建立一个简单的测试Person各个行为的用例,这里省略PersonImpl的实现代码。JUnit代码如下:

public class PersonTest
{

	private Person person;
	
	@Before
	public void buildPerson()
	{
		person = new PersonImpl("Willard", 3);
	}
	
	@Test
	public void testGetAge()
	{
		int age = person.getAge();
		assertEquals(3, age);
	}
}
这里分别测试了Person的getAge、getName、talkTo和walk行为,为了节约代码只展示关于getAge的测试用例。使用@Test标注需要执行的测试方法。 
限时, 测试方法效率。在上面测试中我们验证了Person的基本能力,但是我们要求Person不仅要走而且要走的快——测试walk方法是否能在给定的时间内完成,这里我们使用@Test注解的timeout属性,单位是毫秒。代码如下: 
@Test(timeout=200)
	public void testWalk()
	{
		person.walk();
	}
异常测试, 验证方法能否抛出预期的错误。现在要测试Person的Talk行为除了以“Hello”开始的入参以外都要拒绝对方抛出IllegalArgumentException,使用@Test的expected属性可以完成异常测试的需求,接受异常的class。代码如下: 
@Test(expected=IllegalArgumentException.class)
	public void testTalk()
	{
		String message = person.talkTo("Jimy");
		assertNotNull(message);
	}

通过expected属性可以指定抛出预期的异常类。除此以外JUnit还可针对异常信息(message)匹配甚至自定义匹配规则,下一篇文章JUnit学习(二)中将在@Rule注解部分介绍这个功能。

JUnit的生命周期

在前面的用例中使用了@Before注解用来创建Person实例,JUnit还提供了@BeforeClass、@After、@AfterClass注解,这些方法的执行顺序是怎样的?通过下面的代码来演示JUnit的生命周期: 
public class LifeCycleTest
{

	public LifeCycleTest()
	{
		super();
		System.out.println("<<Person Constructor>>");
	}

	@BeforeClass
	public static void beforeClassM()
	{
		System.out.println("<<Before Class>>");
	}
	

	@Before
	public void beforeM()
	{
		System.out.println("<<Before>>");
	}
	

	@AfterClass
	public static void afterClassM()
	{
		System.out.println("<<After Class>>");
	}
	

	@After
	public void after()
	{
		System.out.println("<<After>>");
	}
	
	@Test
	public void testMethod1()
	{
		System.out.println("Test Method 1.");
	}
	
	@Test
	public void testMethod2()
	{
		System.out.println("Test Method 2.");
	}
}
上述代码运行后打印结果如下: 
<<Before Class>> 
<<Person Constructor>> 
<<Before>> 
Test Method 1. 
<<After>> 
<<Person Constructor>> 
<<Before>> 
Test Method 2. 
<<After>> 
<<After Class>> 

@BeforeClass:修饰static的方法,在整个类执行之前执行该方法一次。比如你的测试用例执行前需要一些高开销的资源(连接数据库)可以用@BeforeClass搞定。值得注意的是如果测试用例类的父类中也存在@BeforeClass修饰的方法,它将在子类的@BeforeClass之前执行。 
@AfterClass:同样修饰static的方法,在整个类执行结束前执行一次。如果你用@BeforeClass创建了一些资源现在是时候释放它们了。 
@Before:修饰public void的方法,在每个测试用例(方法)执行时都会执行。 
@After:修饰public void的方法,在每个测试用例执行结束后执行。 
Constructor:每个测试用例都会重新创建当前的Class实例,可以看到Constructor执行了两次。

使用@RunWith注解

Runner :Runner是一个抽象类,是JUnit的核心组成部分。用于运行测试和通知Notifier运行的结果。JUnit使用@RunWith注解标注选用的Runner,由此实现不同测试行为。 
BlockJUnit4ClassRunner :这个是JUnit的默认Runner,平时我们编写的JUnit不添加@RunWith注解时使用的都是这个Runner。 
Suit :没错,Suit就是个Runner!用来执行分布在多个类中的测试用例,比如我存在SimpleFunctionTest和ComplexFunctionTest类分别测试Person的简单和复杂行为,在茫茫的测试用例中如何一次执行所有与Person有关的测试呢——使用Suit。代码如下:其中ComplexFunctionTest和SimpleFunctionTest就是两个普通的测试用例类,这里忽略。 
@RunWith(Suite.class)
@SuiteClasses({ComplexFunctionTest.class, SimpleFunctionTest.class})
public class TestSuitMain
{

}
在执行TestSuitMain --> “Run As JUnit Test"的时候会把ComplexFunctionTest和SimpleFunctionTest的用例全部执行一遍。 
Parameterized :Parameterized继承自Suit,从这个身世和名字应该可以猜到一些因果了。Parameterized是在参数上实现了Suit——修饰一个测试类,但是可以提供多组构造函数的参数用于测试不同场景。略微有点抽象,用代码说话: 
@RunWith(Parameterized.class)
public class TestGenerateParams
{
	
	private String greeting;
	
	public TestGenerateParams(String greeting)
	{
		super();
		this.greeting = greeting;
	}

	@Test
	public void testParams()
	{
		System.out.println(greeting);
	}
	
	/**
	 * 这里的返回至少是二维数组
	 * @return
	 */
	@Parameters
	public static List<String[]> getParams()
	{
		return 
				Arrays.asList(new String[][]{{"hello"}, 
						{"hi"}, 
						{"good morning"},
						{"how are you"}});
	}
}

输出结果: 
hello 
hi 
good morning 
how are you 

在这个用例里,我们首先需要用@RunWith(Parameterized.class)来修饰我们的测试类;接下来提供一组参数,还记得JUnit的生命周期吗?在每次运行测试方法的时候都会调用Constructor来创建一个实例,这里参数就是通过Constructor的参数传入的。因此如你所见我们需要一个含有参数的构造函数用于接收参数,这个参数需要用于跑测试用例所以把它保存做类的变量;然后用@Parameters修饰我们提供参数的静态方法,它需要返回List<Object[]>,List包含的是参数组,Object[]即按顺序提供的一组参数。

Category :Category同样继承自Suit,Category似乎是Suit的加强版,它和Suit一样提供了将若干测试用例类组织成一组的能力,除此以外它可以对各个测试用例进行分组,使你有机会只选择需要的部分用例。举个例子Person有获取age和name的方法也有talk和walk方法,前者用于获取属性后者是Person的行为,Category使我们可以只运行属性测试,反之亦然。 
首先修改最初的测试用例PersonTest,添加Category信息,代码如下在每个用例上添加了@Category信息标识它们是用作Attribute还是Behavior的测试,这不会影响原有用例测运行。 
@Category(AttributeFun.class)
	@Test
	public void testGetAge()
	{
		int age = person.getAge();
		assertEquals(3, age);
	}
	
	@Category(AttributeFun.class)
	@Test
	public void testGetName()
	{
		String name = person.getName();
		assertEquals("Willard", name);
	}
	
	@Category(BehaviorFun.class)
	@Test
	public void testTalk()
	{
		String message = person.talkTo("Jimy");
		assertNotNull(message);
	}
	
	@Category(BehaviorFun.class)
	@Test(timeout=200)
	public void testWalk()
	{
		person.walk();
	}
接下来编写我们的Category测试类,代码如下: 
@RunWith(Categories.class)
@SuiteClasses(PersonTest.class)
public class CategoryTest
{

}
Runner选用Categories,SuitClass使用PersonTest.class,这时Categories与Suit拥有完全一致的效果。运行截图如下,四个用例都会运行。 

接下我们修改代码如下。 
@RunWith(Categories.class)
@SuiteClasses(PersonTest.class)
@IncludeCategory(AttributeFun.class)
public class CategoryTest
{

}
增加了@IncludeCategory限制只运行AttributeFun的用例,运行截图如下。同样Category还支持@ExcludeCategory注解用于排除用例,用法一致,这里从略。 

Theories :意为原理或者推测的意思,我觉得这里应该是取推测。Theories继承自BlockJUnit4ClassRunner,提供了除Parameterized之外的另一种参数测试解决方案——似乎更强大。Theories不再需要使用带有参数的Constructor而是接受有参的测试方法,修饰的注解也从@Test变成了@Theory,而参数的提供则变成了使用@DataPoint或者@Datapoints来修饰的变量,两者的唯一不同是前者代表一个数据后者代表一组数据。Theories会尝试所有类型匹配的参数作为测试方法的入参(有点排列组合的意思)。看一个使用Theories的例子: 
@RunWith(Theories.class)
public class TheoriesTest
{

	@DataPoint
	public static String nameValue1 = "Tony";
	
	@DataPoint 
	public static String nameValue2 = "Jim";
	
	@DataPoint
	public static int ageValue1 = 10;
	
	@DataPoint
	public static int ageValue2 = 20;
	
	@Theory
	public void testMethod(String name, int age)
	{
		System.out.println(String.format("%s's age is %s", name, age));
	}
}
上面的例子打印结果如下: 
Tony's age is 10 
Tony's age is 20 
Jim's age is 10 
Jim's age is 20 

同样使用@DataPoints可以获得一样的效果:

@RunWith(Theories.class)
public class TheoriesTest
{

	@DataPoints
	public static String[] names = {"Tony", "Jim"};
	
	@DataPoints
	public static int[] ageValue1 = {10, 20};
	
	@Theory
	public void testMethod(String name, int age)
	{
		System.out.println(String.format("%s's age is %s", name, age));
	}
}
除此以外Theories还可以支持自定义数据提供的方式,需要继承JUnit的ParameterSupplier类。下面的代码使用ParameterSupplier实现上述例子: 
public class NameSupplier extends ParameterSupplier
{

	@Override
	public List<PotentialAssignment> getValueSources(ParameterSignature sig)
	{
		PotentialAssignment nameAssignment1 = PotentialAssignment.forValue("name", "Tony");
		PotentialAssignment nameAssignment2 = PotentialAssignment.forValue("name", "Jim");
		return Arrays.asList(new PotentialAssignment[]{nameAssignment1, nameAssignment2});
	}
	
};
public class AgeSupplier extends ParameterSupplier
{
	@Override
	public List<PotentialAssignment> getValueSources(ParameterSignature sig)
	{
		PotentialAssignment ageAssignment1 = PotentialAssignment.forValue("age", 10);
		PotentialAssignment ageAssignment2 = PotentialAssignment.forValue("age", 20);
		return Arrays.asList(new PotentialAssignment[]{ageAssignment1, ageAssignment2});
	}
};
@RunWith(Theories.class)
public class TheoriesTest
{

	@Theory
	public void testMethod(@ParametersSuppliedBy(NameSupplier.class)String name, @ParametersSuppliedBy(AgeSupplier.class)int age)
	{
		System.out.println(String.format("%s's age is %s", name, age));
	}
}
在此我们介绍了JUnit常用的几个Runner,还有部分Runner与用例编写关系不是很大,不再赘述
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