Java基础教程（110）单元测试：解剖Java单元测试，从Mockito魔法到JUnit 5终极实践-优快云博客

为什么需要单元测试？

单元测试是针对程序模块（最小单元）进行的正确性检验，是软件开发的基石。它不仅能极大减少低级Bug，更为代码重构提供了坚实的安全网，促进更好的代码设计与可维护性。没有单元测试的项目，其复杂性和缺陷率将随迭代呈指数级增长。

JUnit 5：现代测试框架的核心

JUnit 5由JUnit Platform、JUnit Jupiter和JUnit Vintage组成。其核心注解直观强大：

@Test: 标记一个方法为测试方法。
@BeforeEach / @AfterEach: 在每个测试方法运行前/后执行。
@BeforeAll / @AfterAll: 在所有测试方法运行前/后执行一次（静态方法）。
@DisplayName: 为测试类或方法提供更易读的名称。

基础示例：一个简单的服务测试

import org.junit.jupiter.api.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class CalculatorServiceTest {

    private CalculatorService calculator;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new CalculatorService();
    }

    @Test
    @DisplayName("加法运算应该返回两数之和")
    void testAddition() {
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3), "2 + 3 应该等于 5");
    }

    @Test
    @DisplayName("除以零时应抛出ArithmeticException异常")
    void testDivideByZero() {
        assertThrows(ArithmeticException.class, () -> calculator.divide(10, 0));
    }
}

Mockito：模拟依赖的艺术

真实代码充满依赖（数据库、网络、其他服务）。单元测试应聚焦于当前单元，隔离所有外部依赖。Mockito通过创建mock对象（模拟对象）来实现这一目标。

@Mock: 创建模拟依赖。
@InjectMocks: 创建待测试对象，并自动注入其@Mock字段。
when().thenReturn(): 设定模拟对象的行为（“打桩”）。
verify(): 验证模拟对象的交互是否如预期发生。

进阶示例：模拟依赖的服务层测试

假设有一个UserService，它依赖一个UserRepository（例如数据库访问层）。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtendWith;
import org.mockito.InjectMocks;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.junit.jupiter.MockitoExtension;
import java.util.Optional;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import static org.mockito.Mockito.*;

@ExtendWith(MockitoExtension.class) // 启用Mockito注解
class UserServiceTest {

    @Mock
    private UserRepository userRepository; // 被模拟的依赖

    @InjectMocks
    private UserService userService; // 被测试的对象，userRepository自动注入

    @Test
    @DisplayName("根据ID查找用户 - 用户存在")
    void getUserById_UserExists_ReturnsUser() {
        // 1. 准备数据 & 定义Mock行为
        Long userId = 1L;
        User expectedUser = new User(userId, "Alice");
        when(userRepository.findById(userId)).thenReturn(Optional.of(expectedUser));

        // 2. 执行待测试的方法
        User actualUser = userService.getUserById(userId);

        // 3. 断言结果
        assertNotNull(actualUser);
        assertEquals("Alice", actualUser.getName());
        assertEquals(userId, actualUser.getId());

        // 4. (可选)验证交互：确认findById被以正确的参数调用了一次
        verify(userRepository, times(1)).findById(userId);
    }

    @Test
    @DisplayName("根据ID查找用户 - 用户不存在")
    void getUserById_UserNotFound_ThrowsException() {
        Long userId = 999L;
        when(userRepository.findById(userId)).thenReturn(Optional.empty());

        assertThrows(UserNotFoundException.class, () -> userService.getUserById(userId));
        verify(userRepository).findById(userId); // 简写，等同于times(1)
    }
}

最佳实践与总结

FIRST原则：测试应遵循Fast（快速）、Independent/Isolated（独立/隔离）、Repeatable（可重复）、Self-Validating（自足验证）、Timely（及时）的原则。
测试命名：使用MethodName_StateUnderTest_ExpectedBehavior等约定，@DisplayName增强可读性。
避免过度Mock：只Mock真正的外部依赖（IO、网络），对于稳定的内部数据结构（如值对象），可直接使用真实对象。
关注行为而非实现：小心使用verify，过度验证会使得测试与实现细节紧耦合，变得脆弱。应更关注输出（返回值/状态改变）而非内部调用。
单一职责：一个测试方法只测试一个明确的功能点或场景。

通过结合JUnit 5的简洁和Mockito的强大模拟能力，开发者可以构建出高效、可靠且易于维护的单元测试套件，这是交付高质量、可演进软件不可或缺的一环。