本文介绍JUnit单元测试的基本概念与使用方法，包括黑盒与白盒测试的区别，JUnit测试框架的配置与断言操作。同时，深入探讨反射机制在Java中的应用，如动态获取类信息和操作对象。最后，讲解注解的定义、使用及其在代码分析和编译检查中的作用。
主要内容
- JUnit单元测试
- 反射
- 注解
第一章 JUnit单元测试
1.1 测试分类
- 黑盒测试： 不需要写代码，给输入值，看程序是否能够输出期望的值。
- 白盒测试： 需要写代码的。关注程序具体的执行流程。
1.2 JUnit使用：白盒测试
步骤
- 定义一个测试类(测试用例)
建议：
1. 测试类名：被测试的类名Test——CalculatorTest
2. 包名：xxx.xxx.xx.test——cn.itcast.test
- 定义测试方法：可以独立运行
建议：
1. 方法名：test测试的方法名——testAdd()
2. 返回值：void
3. 参数列表：空参
- 给方法加
@Test - 导入 JUnit 依赖环境
判定结果
- 红色：失败
- 绿色：成功
- 一般我们会使用 “断言” 操作来处理结果，因为否则不知道打印出的结果是否正确
Assert.assertEquals(期望的结果, 运算出的结果);
补充
@Before：修饰的方法会在测试方法之前被自动执行@After：修饰的方法会在测试方法执行之后自动被执行
import cn.itcast.junit.Calculator;
import org.junit.After;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class CalculatorTest {
/**
* 初始化方法：
* 用于资源申请，所有测试方法在执行之前都会先执行该方法
*/
@Before
public void init(){
System.out.println("init...");
}
/**
* 释放资源方法：
* 在所有测试方法执行完后，都会自动执行该方法
*/
@After
public void close(){
System.out.println("close...");
}
/**
* 测试add方法
*/
@Test
public void testAdd(){
//1.创建计算器对象
System.out.println("testAdd...");
Calculator c = new Calculator();
//2.调用add方法
int result = c.add(1, 2);
//3.断言 我断言这个结果是3
Assert.assertEquals(3, result);
System.out.println("testAdd");
}
}
输出结果：
init...
testAdd
close...
注： 无论testAdd()方法运行成功与否，init()、close()方法都要被执行
第二章 反射：框架设计的灵魂
- 框架： 半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发，简化编码
- 反射： 将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射机制
反射机制在IDE中的一个应用： 自动识别对象所属类的成员方法
好处：
1. 可以在程序运行过程中，操作这些对象。
2. 可以解耦，提高程序的可扩展性。
2.1 Class 类：获取Field、Constructor、Method 对象
获取Class对象的方式
Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类类名.class：通过类名的属性class获取
多用于参数的传递对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
多用于对象的获取字节码的方式
import cn.itcast.domain.Person;
public class ReflectDemo01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 1. Class.forName("全类名")
Class cls1 = Class.forName("cn.itcast.domain.Person");
System.out.println(cls1);
// 2. 类名.class
Class cls2 = Person.class;
System.out.println(cls2);
// 3. 对象.getClass()
Person person = new Person();
Class cls3 = person.getClass();
System.out.println(cls3);
// 比较三个对象
System.out.println(cls1 == cls2);
System.out.println(cls2 == cls3);
}
}
输出结果：
class cn.itcast.domain.Person
class cn.itcast.domain.Person
class cn.itcast.domain.Person
true
true
结论： 同一个字节码文件(*.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。
Class对象获取功能
- 获取成员变量们：
Field[] getFields()：获取所有public修饰的成员变量Field getField(String name)：获取指定名称的public修饰的成员变量Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符Field getDeclaredField(String name)：获取指定名称的成员变量，不考虑修饰符
- 获取构造方法们：
Constructor<?>[] getConstructors()：获取所有public修饰的构造方法Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)：获取指定名称的public修饰的构造方法Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)：获取所有的构造方法，不考虑修饰符Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：获取指定名称的构造方法，不考虑修饰符
- 获取成员方法们：
Method[] getMethods()：获取所有public修饰的成员方法Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)：获取指定名称的public修饰的成员方法Method[] getDeclaredMethods()：获取所有的成员方法，不考虑修饰符Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)：获取指定名称的成员方法，不考虑修饰符
- 获取全类名
String getName()
package cn.itcast.domain;
public class Person {
private String name;
private int age;
public String a;
protected String b;
String c;
private String d;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", a='" + a + '\'' + ", b='" + b + '\'' + ", c='" + c + '\'' + ", d='" + d + '\'' + '}';
}
public void eat() {
System.out.println("eat...");
}
public void eat(String food) {
System.out.println("eat..." + food);
}
}
2.2 Field 成员变量：设置&获取值
-
void set(Object obj, Object value)：设置值 -
Object get(Object obj)：获取值 -
void setAccessible(boolean flag)：暴力反射，忽略访问权限修饰符的安全检查，否则访问private修饰的对象会抛出以下异常：IllegalAccessException: Class ... can not access a member of class ... with modifiers "private" at sun.reflect.Reflection.ensureMemberAccess(Reflection.java:102)
测试代码：
import cn.itcast.domain.Person;
import java.lang.reflect.Field;
public class ReflectDemo02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
// 1.Field[] getFields()获取所有public修饰的成员变量
Field[] fields = personClass.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
System.out.println("===================");
// 2.Field getField(String name)
Field a = personClass.getField("a");
//获取成员变量a 的值
Person p = new Person();
Object value = a.get(p);
System.out.println(value);
//设置a的值
a.set(p,"张三");
System.out.println(p);
System.out.println("===================");
// 3.Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符
Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println(declaredField);
}
//Field getDeclaredField(String name)
Field d = personClass.getDeclaredField("d");
//忽略访问权限修饰符的安全检查
d.setAccessible(true);//暴力反射
Object value2 = d.get(p);
System.out.println(value2);
}
}
输出结果：
public java.lang.String cn.itcast.domain.Person.a
===================
null
Person{name='null', age=0, a='张三', b='null', c='null', d='null'}
===================
private java.lang.String cn.itcast.domain.Person.name
private int cn.itcast.domain.Person.age
public java.lang.String cn.itcast.domain.Person.a
protected java.lang.String cn.itcast.domain.Person.b
java.lang.String cn.itcast.domain.Person.c
private java.lang.String cn.itcast.domain.Person.d
null
2.3 Constructor 构造方法：创建对象
T newInstance(Object... initargs)：使用指定参数列表（包括空参）的构造方法创建对象- Class对象的
T newInstance()：使用空参构造方法创建对象（较简便，空参构造时推荐使用） void setAccessible(boolean flag)：暴力反射，忽略访问权限修饰符的安全检查，可以访问private修饰的构造方法
测试代码：
import cn.itcast.domain.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectDemo03 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
// 1.获取构造方法 Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
System.out.println(constructor);
// 2.创建对象 T newInstance(Object... initargs)
Object person = constructor.newInstance("张三", 23);
System.out.println(person);
System.out.println("===================");
// 1.获取构造方法 Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
Constructor constructor2 = personClass.getConstructor();
System.out.println(constructor2);
// 2.创建对象 T newInstance(Object... initargs)
Object person1 = constructor2.newInstance();
System.out.println(person1);
// 2.创建对象 Class对象的 T newInstance()
Object o = personClass.newInstance();
System.out.println(o);
}
}
输出结果：
public cn.itcast.domain.Person(java.lang.String,int)
Person{name='张三', age=23, a='null', b='null', c='null', d='null'}
===================
public cn.itcast.domain.Person()
Person{name='null', age=0, a='null', b='null', c='null', d='null'}
Person{name='null', age=0, a='null', b='null', c='null', d='null'}
2.4 Method 成员方法：获取&执行成员方法
Object invoke(Object obj, Object... args)：执行方法String getName()：获取方法名void setAccessible(boolean flag)：暴力反射，忽略访问权限修饰符的安全检查，可以访问private修饰的成员方法
测试代码：
import cn.itcast.domain.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectDemo04 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
// 1.获取指定名称的方法 Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
Method eat_method = personClass.getMethod("eat");
Person p = new Person();
// 2.执行方法
eat_method.invoke(p);
// 1.获取指定名称的方法 Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
Method eat_method2 = personClass.getMethod("eat", String.class);
// 2.执行方法
eat_method2.invoke(p, "饭");
System.out.println("===================");
// 3.获取所有public修饰的方法
Method[] methods = personClass.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
String name = method.getName();
System.out.println(name);
}
}
}
输出结果：
eat...
eat...饭
===================
public java.lang.String cn.itcast.domain.Person.toString()
toString
public java.lang.String cn.itcast.domain.Person.getName()
getName
public void cn.itcast.domain.Person.setName(java.lang.String)
setName
public int cn.itcast.domain.Person.getAge()
getAge
public void cn.itcast.domain.Person.setAge(int)
setAge
public void cn.itcast.domain.Person.eat(java.lang.String)
eat
public void cn.itcast.domain.Person.eat()
eat
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
wait
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
wait
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
wait
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
equals
public native int java.lang.Object.hashCode()
hashCode
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
getClass
public final native void java.lang.Object.notify()
notify
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
notifyAll
2.5 案例
需求： 写一个“框架”，在不改变该类的任何代码的前提下，可以创建任意类的对象，并且执行其中任意方法
配置文件 config.properties：
className=cn.itcast.domain.Person
methodName=eat(java.lang.String)
parameter=apple
框架类：
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
/**
* 框架类
* 要求：可以创建任意类的对象，可以执行任意类的方法，不能改变该类的任何代码
*/
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.加载配置文件
// 1.1.创建Properties对象
Properties properties = new Properties();
// 1.2.加载配置文件，转换为一个集合
// 1.2.1.获取class目录下的配置文件
ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("config.properties");
properties.load(is);
// 2.获取配置文件中定义的数据
String className = properties.getProperty("className");
String methodName = properties.getProperty("methodName");
String parameter = properties.getProperty("parameter");
// 3.加载该类进内存
Class cls = Class.forName(className);
// 4.创建对象
Object instance = cls.newInstance();
// 5.获取方法
Method method = null;
Method[] methods = cls.getMethods();
for (Method m : methods) {
if (m.toString().contains(className + "." + methodName)) {
method = m;
}
}
// 6.执行方法
if (parameter != null && !parameter.trim().isEmpty()) {
method.invoke(instance, parameter);
} else {
method.invoke(instance);
}
}
}
输出结果：
eat...apple
第三章 注解
3.1 概念
-
注解： 说明程序的（给计算机看的）
-
注释： 用文字描述程序的（给程序员看的）
-
定义：注解（Annotation），也叫元数据。一种代码级别的说明。它是JDK1.5及以后版本引入的一个特性，与类、接口、枚举是在同一个层次。它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面，用来对这些元素进行说明，注释。
- JDK1.5之后的新特性
- 说明程序的
- 使用注解：
@注解名称
3.2 作用分类
编写文档
通过代码里标识的注解生成文档：生成文档doc文档
需要生成doc文档的类：
package cn.itcast.annotation;
/**
* 注解javadoc演示
*
* @author itcat
* @version 1.0
* @since 1.5
*/
public class AnnoDemo01 {
/**
* 计算两数的和
* @param a 整数
* @param b 整数
* @return 两数的和
*/
public int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}
建立目录：
在该目录打开终端，输入命令：javadoc AnnoDemo01.java
生成文档：
代码分析
通过代码里标识的注解对代码进行分析：使用反射
编译检查
通过代码里标识的注解让编译器能够实现基本的编译检查：Override
3.2 JDK中预定义的一些注解
@Override：检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的@Deprecated：该注解标注的内容，表示已过时@SuppressWarnings：抑制警告，一般传递参数all@SuppressWarnings("all")
@SuppressWarnings("all")
public class AnnoDemo02 {
@Override
public String toString() {
return super.toString();
}
@Deprecated
public void showOld() {
//有缺陷，已过时，不推荐但仍可以使用
}
public void showNew() {
//替代showOld方法
}
}
3.3 自定义注解
格式
元注解
public @interface 注解名称{
属性列表;
}
本质
注解本质上就是一个接口，该接口默认继承Annotation接口，故注解中也可以定义抽象方法
public interface MyAnno extends java.lang.annotation.Annotation {
}
属性：注解中的抽象方法
- 属性的返回值类型必须为下列取值：
- 基本数据类型
- String
- 枚举
- 注解
- 以上类型的数组
public enum Person {
P1,P2,P3;
}
public @interface MyAnno2 {
}
public @interface MyAnno {
int value();
Person per();
MyAnno2 anno2();
String[] strs();
// void show(); 返回值不可为void，但接口中可以
}
- 定义了属性，在使用时需要给属性赋值：
- 如果定义属性时，使用default关键字给属性默认初始化值，则使用注解时，可以不进行属性的赋值。
public @interface MyAnno {
String name() default "张三";
}
@MyAnno()
public class Worker {
}
- 如果只有一个属性需要赋值，并且属性的名称是value，则value可以省略，直接定义值即可。
public @interface MyAnno {
int value();
}
@MyAnno(12)
public class Worker {
}
- 数组赋值时，值使用{}包裹。如果数组中只有一个值，则{}可以省略
public @interface MyAnno {
int value();
Person per();
MyAnno2 anno2();
String[] strs1();
String[] strs2();
}
@MyAnno(value = 12, per = Person.P3, anno2 = @MyAnno2, strs1 = {"aaa", "bbb"}, strs2 ="aaa")
public class Worker {
}
3.4 元注解：用于描述注解的注解
-
@Target：描述注解能够作用的位置，其源码为：public @interface Target { /** * Returns an array of the kinds of elements an annotation type * can be applied to. * @return an array of the kinds of elements an annotation type * can be applied to */ ElementType[] value(); }ElementType为枚举类：
@Target(ElementType.TYPE)：可以作用于类上@Target(ElementType.METHOD)：可以作用于方法上@Target(ElementType.FIELD)：可以作用于成员变量上
// value可省略 @Target(value = {ElementType.TYPE,ElementType.METHOD,ElementType.FIELD}) public @interface MyAnno3 { } @MyAnno(value = 12, per = Person.P3, anno2 = @MyAnno2, strs = {"bbb", "aaa"}) @MyAnno3 public class Worker { @MyAnno3 public String name = "aaa"; @MyAnno3 public void show() { } } -
@Retention：描述注解被保留的阶段，其源码为：public @interface Retention { /** * Returns the retention policy. * @return the retention policy */ RetentionPolicy value(); }RetentionPolicy为枚举类：
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)：当前被描述的注解，不会保留到class字节码文件中@Retention(RetentionPolicy.CLASS)：当前被描述的注解，会保留到class字节码文件中，不被JVM读取到@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)：当前被描述的注解，会保留到class字节码文件中，并被JVM读取到
-
@Documented：描述注解是否会在api文档中显示 -
@Inherited：描述注解是否被子类继承
@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD,ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface MyAnno3 {
}
3.5 在程序使用(解析)注解：获取注解中定义的属性值
步骤
- 获取注解定义的对象（Class对象, Method对象, Field对象）
getAnnotation(Class)：获取指定的注解，其实就是在内存中生成了一个该注解接口的子类实现对象
public class ProImpl implements Pro{
public String className(){
return "cn.itcast.annotation.Person";
}
public String methodName(){
return "eat(java.lang.String)";
}
public String parameter(){
return "apple";
}
}
- 调用注解中的抽象方法获取配置的属性值
用注解实现 2.5 案例
注解Pro：
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
* 描述需要执行的类名，和方法名
*/
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Pro {
String className();//代表了一套规范
String methodName();
}
把ReflectTest修改为ReflectTest02：
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 框架类
* 要求：可以创建任意类的对象，可以执行任意类的方法，不能改变该类的任何代码
*/
@Pro(className = "cn.itcast.domain.Person", methodName = "eat(java.lang.String)", parameter = "apple")
public class ReflectTest02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 1.解析注解，获取该类的字节码文件对象
Class<ReflectTest02> reflectTest02Class = ReflectTest02.class;
// 2.获取上边的注解对象
Pro annotation = reflectTest02Class.getAnnotation(Pro.class);
// 3.获取配置文件中定义的数据
String className = annotation.className();
String methodName = annotation.methodName();
String parameter = annotation.parameter();
// 4.加载该类进内存
Class cls = Class.forName(className);
// 5.创建对象
Object instance = cls.newInstance();
// 6.获取方法
Method method = null;
Method[] methods = cls.getMethods();
for (Method m : methods) {
if (m.toString().contains(className + "." + methodName)) {
method = m;
}
}
// 6.执行方法
if (parameter != null && !parameter.trim().isEmpty()) {
method.invoke(instance, parameter);
} else {
method.invoke(instance);
}
}
}
输出结果：
eat...apple
案例：简单的测试框架
需求： 当主方法执行后，会自动自行被检测的所有方法(加了Check注解的方法)，判断方法是否有异常，记录到文件中
Check注解：
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Check {
}
计算器类：
public class Calculator {
//加法
@Check
public void add() {
String str = null;
str.toString();
System.out.println("1 + 0 =" + (1 + 0));
}
//减法
@Check
public void sub() {
System.out.println("1 - 0 =" + (1 - 0));
}
//乘法
@Check
public void mul() {
System.out.println("1 * 0 =" + (1 * 0));
}
//除法
@Check
public void div() {
System.out.println("1 / 0 =" + (1 / 0));
}
public void show() {
System.out.println("永无bug...");
}
}
测试框架类：
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 简单的测试框架
* <p>
* 当主方法执行后，会自动自行被检测的所有方法(加了Check注解的方法)，判断方法是否有异常，记录到文件中
*/
public class TestCheck {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.创建计算器对象
Calculator c = new Calculator();
// 2.获取字节码文件对象
Class cls = c.getClass();
// 3.获取所有方法
Method[] methods = cls.getMethods();
int number = 0;//出现异常的次数
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bug.txt"));
for (Method method : methods) {
// 4.判断方法上是否有Check注解
if (method.isAnnotationPresent(Check.class)) {
// 5.有，执行
try {
method.invoke(c);
} catch (Exception e) {
// 6.捕获异常
//记录到文件中
number++;
bw.write(method.getName() + " 方法出异常了");
bw.newLine();
bw.write("异常的名称:" + e.getCause().getClass().getSimpleName());
bw.newLine();
bw.write("异常的原因:" + e.getCause().getMessage());
bw.newLine();
bw.write("--------------------------");
bw.newLine();
}
}
}
bw.write("本次测试一共出现 " + number + " 次异常");
bw.flush();
bw.close();
}
}
运行后生成的bug.txt：
add 方法出异常了
异常的名称:NullPointerException
异常的原因:null
--------------------------
div 方法出异常了
异常的名称:ArithmeticException
异常的原因:/ by zero
--------------------------
本次测试一共出现 2 次异常
3.6 小结
- 以后大多数时候，我们会使用注解，而不是自定义注解
- 注解给谁用？
- 编译器
- 解析程序
- 注解不是程序的一部分，可以理解为注解就是一个标签
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