編寫更好的Java單元測試的7個技巧

　　測試是開發(fā)的一個非常重要的方面，可以在很大程度上決定一個應(yīng)用程序的命運。良好的測試可以在早期捕獲導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰的問題，但較差的測試往往總是導(dǎo)致故障和停機(jī)。

　　雖然有三種主要類型的軟件測試：單元測試，功能測試和集成測試，但是在這篇博文中，我們將討論開發(fā)人員級單元測試。在我深入講述具體細(xì)節(jié)之前，讓我們先來回顧一下這三種測試的詳細(xì)內(nèi)容。

　　軟件開發(fā)測試的類型：

　　單元測試用于測試各個代碼組件，并確保代碼按照預(yù)期的方式工作。單元測試由開發(fā)人員編寫和執(zhí)行。大多數(shù)情況下，使用JUnit或TestNG之類的測試框架。測試用例通常是在方法級別寫入并通過自動化執(zhí)行。

　　集成測試檢查系統(tǒng)是否作為一個整體而工作。集成測試也由開發(fā)人員完成，但不是測試單個組件，而是旨在跨組件測試。系統(tǒng)由許多單獨的組件組成，如代碼，數(shù)據(jù)庫，Web服務(wù)器等。集成測試能夠發(fā)現(xiàn)如組件布線，網(wǎng)絡(luò)訪問，數(shù)據(jù)庫問題等問題。

　　功能測試通過將給定輸入的結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行比較來檢查每個功能是否正確實現(xiàn)。通常，這不是在開發(fā)人員級別的。功能測試由單獨的測試團(tuán)隊執(zhí)行。測試用例基于規(guī)范編寫，并且實際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較。有若干工具可用于自動化的功能測試，如Selenium和QTP。

　　如前所述，單元測試可幫助開發(fā)人員確定代碼是否正常工作。在這篇博文中，我將提供在Java中單元測試的有用提示。

　　1.使用框架來用于單元測試

　　Java提供了若干用于單元測試的框架。TestNG和JUnit是最流行的測試框架。JUnit和TestNG的一些重要功能：

　　易于設(shè)置和運行。

　　支持注釋。

　　允許忽略或分組并一起執(zhí)行某些測試。

　　支持參數(shù)化測試，即通過在運行時指定不同的值來運行單元測試。

　　通過與構(gòu)建工具，如Ant，Maven和Gradle集成來支持自動化的測試執(zhí)行。

　　EasyMock是一個模擬框架，是單元測試框架，如JUnit和TestNG的補充。EasyMock本身不是一個完整的框架。它只是添加了創(chuàng)建模擬對象以便于測試的能力。例如，我們想要測試的一個方法可以調(diào)用從數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)的DAO類。在這種情況下，EasyMock可用于創(chuàng)建返回硬編碼數(shù)據(jù)的MockDAO。這使我們能夠輕松地測試我們意向的方法，而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)庫訪問。

　　2.謹(jǐn)慎使用測試驅(qū)動開發(fā)!

　　測試驅(qū)動開發(fā)(TDD)是一個軟件開發(fā)過程，在這過程中，在開始任何編碼之前，我們基于需求來編寫測試。由于還沒有編碼，測試最初會失敗。然后寫入最小量的代碼以通過測試。然后重構(gòu)代碼，直到被優(yōu)化。

　　目標(biāo)是編寫覆蓋所有需求的測試，而不是一開始就寫代碼，卻可能甚至都不能滿足需求。TDD是偉大的，因為它導(dǎo)致簡單的模塊化代碼，且易于維護(hù)�？傮w開發(fā)速度加快，容易發(fā)現(xiàn)缺陷。此外，單元測試被創(chuàng)建作為TDD方法的副產(chǎn)品。

　　然而，TDD可能不適合所有的情況。在設(shè)計復(fù)雜的項目中，專注于最簡單的設(shè)計以便于通過測試用例，而不提前思考可能會導(dǎo)致巨大的代碼更改。此外，TDD方法難以用于與遺留系統(tǒng)，GUI應(yīng)用程序或與數(shù)據(jù)庫一起工作的應(yīng)用程序交互的系統(tǒng)。另外，測試需要隨著代碼的改變而更新。

　　因此，在決定采用TDD方法之前，應(yīng)考慮上述因素，并應(yīng)根據(jù)項目的性質(zhì)采取措施。

　　3.測量代碼覆蓋率

　　代碼覆蓋率衡量(以百分比表示)了在運行單元測試時執(zhí)行的代碼量。通常，高覆蓋率的代碼包含未檢測到的錯誤的幾率要低，因為其更多的源代碼在測試過程中被執(zhí)行。測量代碼覆蓋率的一些最佳做法包括：

　　使用代碼覆蓋工具，如Clover，Corbetura，JaCoCo或Sonar。使用工具可以提高測試質(zhì)量，因為這些工具可以指出未經(jīng)測試的代碼區(qū)域，讓你能夠開發(fā)開發(fā)額外的測試來覆蓋這些領(lǐng)域。

　　每當(dāng)寫入新功能時，立即寫新的測試覆蓋。

　　確保有測試用例覆蓋代碼的所有分支，即if / else語句。

　　高代碼覆蓋不能保證測試是完美的，所以要小心!

　　下面的concat方法接受布爾值作為輸入，并且僅當(dāng)布爾值為true時附加傳遞兩個字符串：

　　public String concat(boolean append, String a,String b) {

　　String result = null;

　　If (append) {

　　result = a + b;

　　}

　　return result.toLowerCase();

　　以下是上述方法的測試用例：

　　@Test

　　public void testStringUtil() {

　　String result = stringUtil.concat(true, "Hello ", "World");

　　System.out.println("Result is "+result);

　　}

　　}

　　在這種情況下，執(zhí)行測試的值為true。當(dāng)測試執(zhí)行時，它將通過。當(dāng)代碼覆蓋率工具運行時，它將顯示100%的代碼覆蓋率，因為concat方法中的所有代碼都被執(zhí)行。但是，如果測試執(zhí)行的值為false，則將拋出NullPointerException。所以100%的代碼覆蓋率并不真正表明測試覆蓋了所有場景，也不能說明測試良好。

　　4.盡可能將測試數(shù)據(jù)外部化

　　在JUnit4之前，測試用例要運行的數(shù)據(jù)必須硬編碼到測試用例中。這導(dǎo)致了限制，為了使用不同的數(shù)據(jù)運行測試，測試用例代碼必須修改。但是，JUnit4以及TestNG支持外部化測試數(shù)據(jù)，以便可以針對不同的數(shù)據(jù)集運行測試用例，而無需更改源代碼。

　　下面的MathChecker類有方法可以檢查一個數(shù)字是否是奇數(shù)：

　　public class MathChecker {

　　public Boolean isOdd(int n) {

　　if (n%2 != 0) {

　　return true;

　　} else {

　　return false;

　　}

　　}

　　}

　　以下是MathChecker類的TestNG測試用例：

　　public class MathCheckerTest {

　　private MathChecker checker;

　　@BeforeMethod

　　public void beforeMethod() {

　　checker = new MathChecker();

　　}

　　@Test

　　@Parameters("num")

　　public void isOdd(int num) {

　　System.out.println("Running test for "+num);

　　Boolean result = checker.isOdd(num);

　　Assert.assertEquals(result, new Boolean(true));

　　}

　　}

　　TestNG

　　以下是testng.xml(用于TestNG的配置文件)，它具有要為其執(zhí)行測試的數(shù)據(jù)：　

　

　　可以看出，在這種情況下，測試將執(zhí)行兩次，值3和7各一次。除了通過XML配置文件指定測試數(shù)據(jù)之外，還可以通過DataProvider注釋在類中提供測試數(shù)據(jù)。

　　JUnit

　　與TestNG類似，測試數(shù)據(jù)也可以外部化用于JUnit。以下是與上述相同MathChecker類的JUnit測試用例：

　　@RunWith(Parameterized.class)

　　public class MathCheckerTest {

　　private int inputNumber;

　　private Boolean expected;

　　private MathChecker mathChecker;

　　@Before

　　public void setup(){

　　mathChecker = new MathChecker();

　　}

　　// Inject via constructor

　　public MathCheckerTest(int inputNumber, Boolean expected) {

　　this.inputNumber = inputNumber;

　　this.expected = expected;

　　}

　　@Parameterized.Parameters

　　public static Collection getTestData() {

　　return Arrays.asList(new Object[][]{

　　{1, true},

　　{2, false},

　　{3, true},

　　{4, false},

　　{5, true}

　　});

　　}

　　@Test

　　public void testisOdd() {

　　System.out.println("Running test for:"+inputNumber);

　　assertEquals(mathChecker.isOdd(inputNumber), expected);

　　}

　　}

　　可以看出，要對其執(zhí)行測試的測試數(shù)據(jù)由getTestData()方法指定。此方法可以輕松地修改為從外部文件讀取數(shù)據(jù)，而不是硬編碼數(shù)據(jù)。

　　5.使用斷言而不是Print語句

　　許多新手開發(fā)人員習(xí)慣于在每行代碼之后編寫System.out.println語句來驗證代碼是否正確執(zhí)行。這種做法常常擴(kuò)展到單元測試，從而導(dǎo)致測試代碼變得雜亂。除了混亂，這需要開發(fā)人員手動干預(yù)去驗證控制臺上打印的輸出，以檢查測試是否成功運行。更好的方法是使用自動指示測試結(jié)果的斷言。

　　下面的StringUti類是一個簡單類，有一個連接兩個輸入字符串并返回結(jié)果的方法：

　　以下是上述方法的兩個單元測試：

　　public class StringUtil {

　　public String concat(String a,String b) {

　　return a + b;

　　}

　　}

　　以下是上述方法的兩個單元測試：

　　@Test

　　public void testStringUtil_Bad() {

　　String result = stringUtil.concat("Hello ", "World");

　　System.out.println("Result is "+result);

　　}

　　@Test

　　public void testStringUtil_Good() {

　　String result = stringUtil.concat("Hello ", "World");

　　assertEquals("Hello World", result);

　　}

　　testStringUtil\_Bad將始終傳遞，因為它沒有斷言。開發(fā)人員需要手動地在控制臺驗證測試的輸出。如果方法返回錯誤的結(jié)果并且不需要開發(fā)人員干預(yù)，則testStringUtil\_Good將失敗。

　　6.構(gòu)建具有確定性結(jié)果的測試

　　一些方法不具有確定性結(jié)果，即該方法的輸出不是預(yù)先知道的，并且每一次都可以改變。例如，考慮以下代碼，它有一個復(fù)雜的函數(shù)和一個計算執(zhí)行復(fù)雜函數(shù)所需時間(以毫秒為單位)的方法：

　　public class DemoLogic {

　　private void veryComplexFunction(){

　　//This is a complex function that has a lot of database access and is time consuming

　　//To demo this method, I am going to add a Thread.sleep for a random number of milliseconds

　　try {

　　int time = (int) (Math.random()*100);

　　Thread.sleep(time);

　　} catch (InterruptedException e) {

　　// TODO Auto-generated catch block

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　public long calculateTime(){

　　long time = 0;

　　long before = System.currentTimeMillis();

　　veryComplexFunction();

　　long after = System.currentTimeMillis();

　　time = after - before;

　　return time;

　　}

　　}

　　在這種情況下，每次執(zhí)行calculateTime方法時，它將返回一個不同的值。為該方法編寫測試用例不會有任何用處，因為該方法的輸出是可變的。因此，測試方法將不能驗證任何特定執(zhí)行的輸出。

　　7.除了正面情景外，還要測試負(fù)面情景和邊緣情況

　　通常，開發(fā)人員會花費大量的時間和精力編寫測試用例，以確保應(yīng)用程序按預(yù)期工作。然而，測試負(fù)面測試用例也很重要。負(fù)面測試用例指的是測試系統(tǒng)是否可以處理無效數(shù)據(jù)的測試用例。例如，考慮一個簡單的函數(shù)，它能讀取長度為8的字母數(shù)字值，由用戶鍵入。除了字母數(shù)字值，應(yīng)測試以下負(fù)面測試用例：

　　用戶指定非字母數(shù)字值，如特殊字符。

　　用戶指定空值。

　　用戶指定大于或小于8個字符的值。

　　類似地，邊界測試用例測試系統(tǒng)是否適用于極端值。例如，如果用戶希望輸入從1到100的數(shù)字值，則1和100是邊界值，對這些值進(jìn)行測試系統(tǒng)是非常重要的。

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