Day14：单元测试、Junit单元测试框架、反射、注解

单元测试

  • 针对最小的功能单元（方法）进行正确性测试
  • 编写正规的单元测试框架
  • 传统的无法执行自动化测试，且无法得到测试报告

Junit单元测试框架

  • Junit的作用：

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具体步骤

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  • 测试类取名：原类名+Test（大驼峰）
  • 测试方法取名：test+原函数名称（小驼峰）
  • 测试方法：必须public，无参，无返回值
  • 测试方法上面必须加上@Test方法，不加不会跑的
  • 测试方法只能判断程序能否正常运行，并不能判断功能是否正确，需要加断言（Assert）
public class StringUtilTest {@Test // 测试方法public void testPrintNumber(){
//        StringUtil.printNumber("admin");StringUtil.printNumber(null);}
}

公共的（Public）：JUnit框架在运行测试时，需要能够访问到测试方法。如果测试方法不是公共的，JUnit框架可能无法访问到它，从而无法执行测试。

无参数的：JUnit框架在运行测试时，会自动调用测试方法，而不需要手动传入参数。如果测试方法需要参数，JUnit框架无法知道应该传入什么值，因此，测试方法不能有参数。

无返回值的（Void）：JUnit框架通过断言（Assert）来检查测试是否通过，而不是通过返回值。因此，测试方法不需要返回值。

Assert断言（重要）

@Test // 测试方法public void testGetMaxIndex(){int index1 = StringUtil.getMaxIndex(null);System.out.println(index1);int index2 = StringUtil.getMaxIndex("admin");System.out.println(index2);// 断言机制：程序员可以通过预测业务方法的结果。Assert.assertEquals("方法内部有bug!", 4, index2);}
  • Assert.assertEquals(提示信息，希望的输出，实际输出）

自动化测试

  • 自动化测试：IDEA中直接右键run就行（run整个类就是run所有有Test注解的方法）。
  • 右键项目 run all_tests,测试所有

其他常见注解

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public class StringUtilTest {@Before //每次测试类的每个方法之前都执行一次public void test1(){System.out.println("---> test1 Before 执行了---------");}@BeforeClass //整个类只执行一次public static void test11(){System.out.println("---> test11 BeforeClass 执行了---------");}@Afterpublic void test2(){System.out.println("---> test2 After 执行了---------");}@AfterClasspublic static void test22(){System.out.println("---> test22 AfterClass 执行了---------");}@Test // 测试方法public void testPrintNumber(){
//        StringUtil.printNumber("admin");StringUtil.printNumber(null);}
}
  • 在JUnit 5之后改名了：

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反射

  • 作用：加载类，并编程解析类中的各种成分（比如成员变量、方法、构造器等）
  • 关键：如何获取类的各种信息

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加载类

  • 三种方法：

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（方法三必须先new一个对象才能得到对应的类的class对象）

public static void main(String[] args) throws Exception {Class c1 = Student.class;System.out.println(c1.getName()); // 全类名System.out.println(c1.getSimpleName()); // 简名：StudentClass c2 = Class.forName("com.itheima.d2_reflect.Student");System.out.println(c1 == c2);Student s = new Student();Class c3 = s.getClass();System.out.println(c3 == c2);}

(forName的参数应该是类的全类名：包名.类名）

获取类的构造器

  • 不加Declare只能拿public的，加了就都能拿
  • 拿单个构造器应该表明参数类型（String.class, int.class)（不然不知道是纳哪个构造器）
  • 拿单个的时候会报异常，可以throws抛出

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public void testGetConstructors(){// 1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象Class c = Cat.class;// 2、获取类的全部构造器// Constructor[] constructors = c.getConstructors();Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();// 3、遍历数组中的每个构造器对象for (Constructor constructor : constructors) {System.out.println(constructor.getName() + "--->"+ constructor.getParameterCount());}}

Constructor constructor1 = c.getDeclaredConstructor();//无参构造器// 3、获取有参数构造器
Constructor constructor2 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);

获取构造器的作用：初始化对象返回（相当于new）

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newInstance 初始化对象

Cat cat2 = (Cat) constructor2.newInstance("叮当猫", 3);

找到对应的构造器，相当于new一个对象（实际开发还是用new），这里注意需要强转(Cat)

setAccessible 修改权限（暴力反射）

// 3、获取有参数构造器
Constructor constructor2 =c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
System.out.println(constructor2.getName() + "--->"+ constructor2.getParameterCount());
constructor2.setAccessible(true); // 禁止检查访问权限
Cat cat2 = (Cat) constructor2.newInstance("叮当猫", 3);
System.out.println(cat2);

将原本private的构造器硬在外部禁止检查访问权限，无论如何都会new出一个对象。

获取类的成员变量

  • 反射第一步：得到class对象
  • 其他跟构造器的差不多，包括declare，setAccessible等
  • getName拿到名字，getType拿到数据类型

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public void testGetFields() throws Exception {// 1、反射第一步：必须是先得到类的Class对象Class c = Cat.class;// 2、获取类的全部成员变量。Field[] fields = c.getDeclaredFields();// 3、遍历这个成员变量数组for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName() +  "---> "+ field.getType());}// 4、定位某个成员变量Field fName = c.getDeclaredField("name");System.out.println(fName.getName() + "--->" + fName.getType());Field fAge = c.getDeclaredField("age");System.out.println(fAge.getName() + "--->" + fAge.getType());}

获取成员变量的作用：赋值（set）和取值（get）

// 赋值Cat cat = new Cat();fName.setAccessible(true); // 禁止访问控制权限fName.set(cat, "卡菲猫");System.out.println(cat);// 取值String name = (String) fName.get(cat);System.out.println(name);
  • 必须有对象才能有对象的成员变量
  • set（变量名，值）
  • get（对象名），需要强转。

setAccessible 修改权限（暴力反射）

fName.setAccessible(true); // 禁止访问控制权限

获取类的成员方法

  • getName拿方法名，getParameterCount拿参数个数，getReturnType拿返回类型
  • getDeclaredMethod要写参数类型，不然不知道找的是哪个同名函数

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public void testGetMethods() throws Exception {//  1、反射第一步：先得到Class对象。Class c = Cat.class;// 2、获取类的全部成员方法。Method[] methods = c.getDeclaredMethods();// 3、遍历这个数组中的每个方法对象for (Method method : methods) {System.out.println(method.getName() + "--->"+ method.getParameterCount() + "---->"+ method.getReturnType());}//  4、获取某个方法对象Method run = c.getDeclaredMethod("run", String.class); // 拿run方法，无参数的

获取类方法的作用：执行invoke

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Cat cat = new Cat();
run.setAccessible(true); // 禁止检查访问权限
Object rs = run.invoke(cat); // 调用无参数的run方法，用cat对象触发调用的。
//这里无返回值则返回null
System.out.println(rs);eat.setAccessible(true); // 禁止检查访问权限
String rs2 = (String) eat.invoke(cat, "鱼儿");
System.out.println(rs2);

反射的应用场景

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示例

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框架：

public class ObjectFrame {// 目标：保存任意对象的字段和其数据到文件中去public static void saveObject(Object obj) throws Exception {PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("junit-reflect-annotation-proxy-app\\src\\data.txt", true));// obj是任意对象，到底有多少个字段要保存。Class c = obj.getClass();String cName = c.getSimpleName();ps.println("---------------" + cName + "------------------------");// 2、从这个类中提取它的全部成员变量Field[] fields = c.getDeclaredFields();// 3、遍历每个成员变量。for (Field field : fields) {// 4、拿到成员变量的名字String name = field.getName();// 5、拿到这个成员变量在对象中的数据。field.setAccessible(true); // 禁止检查访问控制String value = field.get(obj) + "";ps.println(name + "=" + value);}ps.close();}
}

测试：

public class Test5Frame {@Testpublic void save() throws Exception {Student s1 = new Student("黑马吴彦祖", 45, '男', 185.3, "蓝球，冰球，阅读");Teacher t1 = new Teacher("播妞", 999.9);// 需求：把任意对象的字段名和其对应的值等信息，保存到文件中去。ObjectFrame.saveObject(s1);ObjectFrame.saveObject(t1);}
}

注解（Annotation）

  • java中的特殊标记
  • 作用：让其他程序根据注解信息决定怎么执行该程序。
  • 可以用在类上、构造器上、方法上、成员变量上、参数上等。

自定义注解

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/*** 自定义注解*/
public @interface MyTest1 {String aaa();boolean bbb() default true;String[] ccc();
}

如何使用？

@MyTest1(aaa="牛魔王", ccc={"HTML", "Java"})public class AnnotationTest1 {@MyTest1(aaa="铁扇公主", bbb=false, ccc={"Python", "前端", "Java"})public void test1(){}public static void main(String[] args) {}
}

（有参数的一定要填，有默认参数的不必须要填）

特殊属性名：value

  • 如果注解中只有一个value属性（或多余的数值为默认值default），使用@注解时可以不写value名称
public @interface MyTest2 {String value(); // 特殊属性int age() default 23;
}
@MyTest2("孙悟空")
public class AnnotationTest1 {@MyTest1(aaa="铁扇公主", bbb=false, ccc={"Python", "前端", "Java"})public void test1(){}public static void main(String[] args) {}
}

注解的原理：本质是一个接口！！！

  • 把注解编译成class再反

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  • 本质是一个继承Annotation接口的接口！！!
  • 使用注解时创建实现类对象，把参数传进去

元注解

  • 定义：修饰注解的注解
  • 常见：@Target和Retention

@Target

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  • TYPE：比如Field（变量），TYPE（类）等，多个用{,}隔开
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD}) // 当前被修饰的注解只能用在类上，方法上。
public @interface MyTest3 {
}

@MyTest3
public class AnnotationTest2 {// @MyTest3 这里会报错private String name;@MyTest3public void test(){}
}

Retention

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@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 控制下面的注解一直保留到运行时
public @interface MyTest3 {
}
  • RUNTIME:一直保留到运行阶段（常用）

注解的解析

  • 定义：判断类上/方法上等上是否存在注解，并把注解里的内容解析出来
  • 方法

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解析案例

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MyTest4:

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyTest4 {String value();double aa() default 100;String[] bbb();
}

Demo:

@MyTest4(value = "蜘蛛精", aaa=99.5, bbb = {"至尊宝", "黑马"})
@MyTest3
public class Demo {@MyTest4(value = "孙悟空", aaa=199.9, bbb = {"紫霞", "牛夫人"})public void test1(){}
}

AnnotationTest3:

public class AnnotationTest3 {@Testpublic void parseClass(){// 1、先得到Class对象Class c = Demo.class;// 2、解析类上的注解// 判断类上是否包含了某个注解if(c.isAnnotationPresent(MyTest4.class)){//这里是.class而不是直接输出类MyTest4 myTest4 =(MyTest4) c.getDeclaredAnnotation(MyTest4.class);System.out.println(myTest4.value());System.out.println(myTest4.aaa());System.out.println(Arrays.toString(myTest4.bbb()));}}@Testpublic void parseMethod() throws Exception {// 1、先得到Class对象Class c = Demo.class;Method m = c.getDeclaredMethod("test1");// 2、解析方法上的注解// 判断方法对象上是否包含了某个注解if(m.isAnnotationPresent(MyTest4.class)){MyTest4 myTest4 =(MyTest4) m.getDeclaredAnnotation(MyTest4.class);System.out.println(myTest4.value());System.out.println(myTest4.aaa());System.out.println(Arrays.toString(myTest4.bbb()));}}
}

应用场景

  • 与反射配合做框架

示例

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定义MyTest注解：

@Target(ElementType.METHOD) // 注解只能注解方法。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) // 让当前注解可以一直存活着。
public @interface MyTest {
}

定义若干个方法：

public class AnnotationTest4 {// @MyTest 不会被执行public void test1(){System.out.println("===test1====");}@MyTestpublic void test2(){System.out.println("===test2====");}@MyTestpublic void test3(){System.out.println("===test3====");}@MyTestpublic void test4(){System.out.println("===test4====");}public static void main(String[] args) throws Exception {.......}}
}

模拟Junit程序：通过反射配合注解解析

public static void main(String[] args) throws Exception {AnnotationTest4 a = new AnnotationTest4();// 启动程序！// 1、得到Class对象Class c = AnnotationTest4.class;// 2、提取这个类中的全部成员方法Method[] methods = c.getDeclaredMethods();// 3、遍历这个数组中的每个方法，看方法上是否存在@MyTest注解，存在// 触发该方法执行。for (Method method : methods) {if(method.isAnnotationPresent(MyTest.class)){// 说明当前方法上是存在@MyTest，触发当前方法执行。method.invoke(a);}}}

调用结果：

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  • 1、得到Class对象
  • 2、提取这个类中的全部成员方法
  • 3、遍历这个数组中的每个方法，看方法上是否存在@MyTest注解，执行（必须创建对象，重新new一个）

动态代理

  • 意义：对象身上事儿太多，需要通过代理转移部分职责；
  • 含义：对象有什么方法想被代理，代理也得有，但不真正做，而是一些其他操作+调用对象的。
  • 怎么做：对象声明接口，代理设置实现类。
  1. 接口：
public interface Star {String sing(String name);void dance();
}
  1. 用明星类实现该接口：
public class BigStar implements Star{private String name;public BigStar(String name) {this.name = name;}public String sing(String name){System.out.println(this.name + "正在唱：" + name);return "谢谢！谢谢！";}public void dance(){System.out.println(this.name  + "正在优美的跳舞~~");}
}
  1. 让代理类实现该接口ProxyUtil（工具类，静态方法）
import java.lang.reflect.Proxy;public class ProxyUtil {public static Star createProxy(BigStar bigStar){.......return starProxy;}
}

newProxyInstance:

 newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)参数1：用于指定一个类加载器参数2：指定生成的代理长什么样子，也就是有哪些方法(接收的接口数组)参数3：用来指定生成的代理对象要干什么事情（new一个接口的匿名内部类对象）

Star starProxy = (Star) Proxy.newProxyInstance(ProxyUtil.class.getClassLoader(),new Class[]{Star.class}, new InvocationHandler() {@Override // 回调方法public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 代理对象要做的事情，会在这里写代码if(method.getName().equals("sing")){System.out.println("准备话筒，收钱20万");}else if(method.getName().equals("dance")){System.out.println("准备场地，收钱1000万");}return method.invoke(bigStar, args);}});

回调方法invoke

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 代理对象要做的事情，会在这里写代码if(method.getName().equals("sing")){//当前正在代理sing方法System.out.println("准备话筒，收钱20万");}else if(method.getName().equals("dance")){System.out.println("准备场地，收钱1000万");}return method.invoke(bigStar, args);//返回方法的返回值}
  • proxy：代理对象
  • method：方法；
  • args：方法的参数

如何调用？test：

public class Test {public static void main(String[] args) {BigStar s = new BigStar("杨超越");Star starProxy = ProxyUtil.createProxy(s);String rs = starProxy.sing("好日子");System.out.println(rs);starProxy.dance();}
}

(可通过单步调试追踪调用链条）

应用场景：AOP

动态代理设计模式主要用于以下几种场景：

  1. 接口适配：当一个类已经实现了某个接口，但是需要对该接口的某些方法进行修改时，可以使用动态代理。动态代理可以在不修改原有代码的情况下，对接口的方法进行增强。
  2. AOP（面向切面编程）：动态代理是实现AOP的一种方式。在AOP中，通常会在业务方法执行前后插入一些公共的代码，如日志、事务管理等。动态代理可以在运行时动态地为目标对象生成一个代理对象，然后通过代理对象调用目标方法，从而实现在目标方法执行前后插入公共代码。
  3. 远程调用：在远程方法调用（RMI）中，客户端实际上是调用的是本地的一个代理对象，这个代理对象负责与远程服务器通信。这个代理对象就是通过动态代理生成的。
  4. 权限控制：动态代理可以用于实现权限控制。例如，当调用某个方法时，可以通过动态代理检查用户是否有权限执行该方法。
  5. 性能监控：动态代理可以用于监控方法的执行时间，从而实现性能监控。例如，可以在方法执行前后获取系统时间，然后计算出方法的执行时间。
  6. 单元测试：在单元测试中，经常需要模拟一些对象。这些模拟对象可以通过动态代理生成。例如，可以生成一个代理对象，这个代理对象的所有方法都返回默认值。
    什么是AOP？

**面向切面编程（Aspect-Oriented Programming，AOP）**是一种编程范式，其目标是提高模块化的能力，特别是对于横切关注点（cross-cutting concerns）的处理。横切关注点是那些分散在多个模块中，但不能很好地通过传统的面向对象编程（OOP）模块化的问题，例如日志记录、事务管理、安全性等。

在AOP中，一个切面（Aspect）代表一个横切关注点，它可以包含一些通用的代码。这些代码可以被定义为通知（Advice），然后通过切入点（Pointcut）插入到目标对象的方法中。通知定义了何时（例如，方法调用前、后或异常抛出时）以及如何（执行何种代码）应用切面。

例如，你可能有一个用于记录日志的切面，它的通知在每个方法调用前后记录日志，切入点定义了这个切面应用于哪些方法。

AOP可以帮助我们将这些横切关注点从业务逻辑中分离出来，使得业务逻辑更加清晰，同时也更易于维护和重用。

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