Java基础教程（111）单元测试之编写JUnit测试：告别烂代码，深度解析JUnit单元测试，为你的Java应用注入可靠性-优快云博客

一、为何要深度投入单元测试？

在快节奏的开发环境中，跳过单元测试看似节省了时间，实则为项目埋下了巨大的技术债务。一段没有经过测试的代码，就像一座没有经过质检的桥梁，其可靠性完全建立在开发者的“自信”之上，这是极其危险的。

单元测试的核心价值在于：

确保正确性：验证代码片段（一个单元，如方法）是否按预期工作，这是最基本的功能。
促进重构：拥有完善的测试套件，相当于为代码提供了安全网。在修改代码（重构）时，运行测试能立即发现是否破坏了现有功能，从而极大提升重构的信心和效率。
辅助设计：编写测试会迫使你思考代码的接口、依赖和调用方式，往往会催生出耦合度更低、更模块化的设计（测试驱动开发TDD的核心思想）。
充当文档：一套好的测试用例就是一份最佳的“可执行文档”，它清晰地展示了代码在各种场景下应如何被使用以及预期的行为。

而 JUnit 是Java领域事实上的标准单元测试框架，它通过简单的注解和断言机制，让编写测试变得异常简单和规范。

二、 JUnit核心机制浅析

1. 核心注解（Annotations）

JUnit 5 (Jupiter) 通过注解来定义测试的生命周期和行为：

@Test：标记一个方法为测试方法。
@BeforeEach / @AfterEach：在每个测试方法之前/之后执行。常用于初始化公共资源（如创建对象）和清理工作（如关闭流）。
@BeforeAll / @AfterAll：在所有测试方法之前/之后执行一次。常用于昂贵且可共享的资源的初始化（如数据库连接），方法必须是static。
@DisplayName：为测试类或方法提供一个易读的名称，方便在测试报告中阅读。
@Disabled：暂时禁用某个测试。

2. 断言（Assertions）

断言是测试的灵魂，用于验证实际结果是否与期望结果一致。JUnit提供了丰富的静态断言方法（Assertions类）：

assertEquals(expected, actual): 判断相等。
assertTrue(condition) / assertFalse(condition): 判断条件真/假。
assertNull(object) / assertNotNull(object): 判断对象是否为null。
assertThrows(Exception.class, () -> {}): 断言执行特定代码会抛出指定异常。

三、实战示例：编写一个完整的JUnit测试

假设我们有一个简单的业务服务类 CalculatorService，其中包含一个除法方法。

1. 首先，创建被测试的类：

// src/main/java/com/example/service/CalculatorService.java
package com.example.service;

public class CalculatorService {
    /**
     * 对两个整数进行除法运算
     * @param dividend 被除数
     * @param divisor 除数
     * @return 商
     * @throws IllegalArgumentException 当除数为0时抛出
     */
    public double divide(int dividend, int divisor) {
        if (divisor == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Divisor cannot be zero!");
        }
        return (double) dividend / divisor;
    }
}

2. 接着，编写对应的JUnit测试类：

// src/test/java/com/example/service/CalculatorServiceTest.java
package com.example.service;

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

// @DisplayName 为测试类提供清晰的描述
@DisplayName("CalculatorService 深度测试")
class CalculatorServiceTest {

    private CalculatorService calculator;

    // 在每个测试方法执行前，都会初始化一个新的CalculatorService实例
    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new CalculatorService();
        System.out.println("初始化 CalculatorService...");
    }

    @AfterEach
    void tearDown() {
        System.out.println("测试完成，清理资源...");
    }

    @Test
    @DisplayName("测试正常除法 - 6/2 应等于 3")
    void testDivide_NormalCase_ShouldReturnCorrectResult() {
        // 1. Arrange (准备数据): 给定输入 6 和 2
        int dividend = 6;
        int divisor = 2;
        double expectedResult = 3.0;

        // 2. Act (执行操作): 调用被测试方法
        double actualResult = calculator.divide(dividend, divisor);

        // 3. Assert (断言结果): 验证实际结果与期望是否一致
        assertEquals(expectedResult, actualResult, "6 / 2 应该等于 3");
        // 使用Delta参数处理浮点数精度问题，这里0.001是允许的误差范围
        // assertEquals(3.0, actualResult, 0.001);
    }

    @Test
    @DisplayName("测试除数为零 - 应抛出IllegalArgumentException异常")
    void testDivide_DivisorIsZero_ShouldThrowException() {
        // Arrange
        int dividend = 5;
        int divisor = 0;

        // Act & Assert: 使用assertThrows来断言会抛出特定异常
        Exception exception = assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> {
            calculator.divide(dividend, divisor);
        });

        // 还可以进一步断言异常信息是否正确
        assertEquals("Divisor cannot be zero!", exception.getMessage());
    }

    @Test
    @DisplayName("测试结果为浮点数 - 5/2 应等于 2.5")
    void testDivide_ResultIsFloat_ShouldReturnCorrectResult() {
        double result = calculator.divide(5, 2);
        assertEquals(2.5, result, 0.001); // 使用delta避免浮点数精度问题
    }
}