【JAVA】单元测试的简单应用

单元测试是验证软件中最小可测试部分正确性的自动化测试。在Java中，单元测试通常针对类的方法或函数进行。以下是单元测试的一般写法，以及一些常用的单元测试框架。

1. 准备工作

在开始编写单元测试之前，需要确保项目中包含了单元测试框架。Java中常用的单元测试框架有：

JUnit: 最流行的Java单元测试框架。
TestNG: 功能强大的测试框架，与JUnit兼容但提供了更多特性。
Mockito: 主要用于模拟对象和行为的工具。

2. 创建测试类

测试类通常放在与源代码相同的包中，但位于不同的源集（source set）里。测试类的命名约定通常是在被测试类名后加上"Test"后缀。

3. 编写测试方法

测试方法通常遵循以下命名约定：test + 方法描述，必须使用public访问修饰符，并且是void返回类型。JUnit 4使用注解@Test来标识测试方法。

4. 断言（Assertions）

断言是单元测试中的核心，用于验证代码的预期输出。JUnit提供了多种断言方法，如：

assertEquals: 验证两个值是否相等。
assertTrue: 验证一个条件是否为真。
assertFalse: 验证一个条件是否为假。
assertNotNull: 验证对象不为null。
assertNull: 验证对象为null。

示例：使用JUnit 4编写单元测试

假设我们有以下简单的加法类：

public class Calculator {public int add(int a, int b) {return a + b;}
}

对应的单元测试可能如下：

import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.Test;public class CalculatorTest {@Testpublic void testAdd() {Calculator calculator = new Calculator();assertEquals("10 + 5 must equal 15", 15, calculator.add(10, 5));}@Testpublic void testAddZero() {Calculator calculator = new Calculator();assertEquals("Adding zero must return the same number", 5, calculator.add(5, 0));}@Test(expected = IllegalArgumentException.class)public void testAddNegative() {Calculator calculator = new Calculator();calculator.add(-1, 5);}
}

使用Mockito进行单元测试

当测试涉及与其他对象交互或需要模拟外部依赖时，可以使用Mockito来创建模拟对象。

import static org.mockito.Mockito.*;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.MockitoAnnotations;public class ServiceTest {@Mockprivate Dependency dependency;@Beforepublic void setUp() {MockitoAnnotations.initMocks(this);}@Testpublic void testSomeBehavior() {Service service = new Service(dependency);// 设置模拟行为when(dependency.someMethod()).thenReturn("expected value");// 执行测试String result = service.someBehavior();// 验证方法调用verify(dependency).someMethod();// 断言结果assertEquals("Method should return expected value", "expected value", result);}
}

实例1：验证方法调用

假设我们有一个UserService类，它依赖于一个UserRepository接口来获取用户信息。

public interface UserRepository {User findUserById(int id);
}public class UserService {private final UserRepository userRepository;public UserService(UserRepository userRepository) {this.userRepository = userRepository;}public User getUser(int id) {return userRepository.findUserById(id);}
}

单元测试使用Mockito验证getUser方法是否正确调用了UserRepository的findUserById方法。

import static org.mockito.Mockito.*;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.MockitoAnnotations;public class UserServiceTest {@Mockprivate UserRepository userRepository;private UserService userService;@Beforepublic void setUp() {MockitoAnnotations.initMocks(this);userService = new UserService(userRepository);}@Testpublic void testGetUser() {User expectedUser = new User(1, "John Doe");when(userRepository.findUserById(anyInt())).thenReturn(expectedUser);User user = userService.getUser(1);verify(userRepository).findUserById(1);assertEquals("The returned user should be the expected user", expectedUser, user);}
}

实例2：测试异常处理

假设UserRepository的findUserById方法可能抛出一个自定义异常UserNotFoundException。

public class UserNotFoundException extends Exception {public UserNotFoundException(int id) {super("User with id " + id + " not found.");}
}// UserService类保持不变

单元测试验证当用户未找到时，UserService是否正确地将异常传递出去。

@Test(expected = UserNotFoundException.class)
public void testGetUserWhenUserNotFound() {when(userRepository.findUserById(anyInt())).thenThrow(new UserNotFoundException(1));userService.getUser(1);
}

实例3：使用Mockito验证顺序

假设OrderService类需要按照特定的顺序调用两个依赖项PaymentService和EmailService。

public class OrderService {private final PaymentService paymentService;private final EmailService emailService;public OrderService(PaymentService paymentService, EmailService emailService) {this.paymentService = paymentService;this.emailService = emailService;}public void processOrder(Order order) {paymentService.processPayment(order);emailService.sendConfirmationEmail(order);}
}

单元测试验证processOrder方法中服务的调用顺序。

import static org.mockito.Mockito.*;@Test
public void testProcessOrder() {@MockPaymentService paymentService;@MockEmailService emailService;OrderService orderService = new OrderService(paymentService, emailService);Order order = new Order();orderService.processOrder(order);verify(paymentService).processPayment(order);verify(emailService).sendConfirmationEmail(order);// 验证调用顺序verify(paymentService, Mockito.ordering()).processPayment(order);verify(emailService, Mockito.ordering()).sendConfirmationEmail(order);
}

实例4：使用Spy进行部分模拟

假设我们想测试NetworkService类的真实行为，但同时要模拟一个方法。

public class NetworkService {public String sendRequest(String url) {// 实际发送网络请求的代码return "response";}
}

单元测试中，我们使用Spy来模拟sendRequest方法，而其他方法则使用真实实现。

@Test
public void testNetworkService() {NetworkService spyService = Mockito.spy(new NetworkService());doReturn("mocked response").when(spyService).sendRequest(anyString());String response = spyService.sendRequest("http://example.com");assertEquals("The response should be mocked", "mocked response", response);// 验证sendRequest是否被调用一次verify(spyService).sendRequest("http://example.com");
}