学透Spring Boot — 011. 一篇文章学会Spring Test

系列文章目录

这是学透Spring Boot的第11篇文章。更多系列文章请关注 CSDN postnull 用户的专栏

文章目录

  • 系列文章目录
  • Spring Test的依赖
  • Spring Test的核心功能
  • `@SpringBootTest` 加载Spring上下文
    • 依赖注入有问题时
    • Spring配置有问题时
  • `@WebMvcTest` 测试Web层（Controller）
    • MockMvc
    • 更多场景
    • Mock 和 Spy
  • @RestClientTest 测试 RestClient
    • 简单测试
    • MockRestServiceServer 的工作原理
  • @DataJpaTest 测试JPA
    • 简单使用
    • 原理

前一篇文章，我们介绍了UT、TDD、Mock、Spring Test等概念，本文我们重点来学习一下Spring Test。

Spring Test的依赖

我们要使用Spring Test 第一步要做的事情就是在pom.xml中引入Spring Boot Test的依赖
在这里插入图片描述
然后会自动关联相关的依赖
在这里插入图片描述
这些被关联进来的包，也就是Spring Test框架使用到的组件（可能是直接使用，也可能是间接使用到的，比如jsonPath就是间接使用, MockMvc封装了jsonPath）。

组件的具体使用方法，请点击下面组件的链接。

  • JUnit 5: 底层真正使用到单元测试框架.
    在这里插入图片描述

  • Spring Test & Spring Boot Test: Spring Test的核心，提供了各种测试工具（类和注解）
    在这里插入图片描述

  • AssertJ: 流式断言
    在这里插入图片描述

  • Hamcrest: 用来匹配对象
    在这里插入图片描述

  • Mockito: Java Mock框架
    在这里插入图片描述

  • JSONassert: 可以比较json的内容，而不是字符串匹配
    在这里插入图片描述

  • JsonPath: JSON内容检测
    在这里插入图片描述

Spring Test的核心功能

Spring Test 提供了以下核心功能：

  1. @SpringBootTest：用于加载整个 Spring Boot 应用上下文
  2. @ContextConfiguration：用于加载特定的 Spring 配置。
  3. @MockBean 和 @SpyBean：用于模拟 Spring Bean。
  4. TestRestTemplate：用于测试 REST API。
  5. WebTestClient：用于测试 WebFlux 应用。
  6. @DataJpaTest：用来测试JAP 数据库持久层的代码
  7. @WebMvcTest：用来测试MVC层

Spring Test 会自动配置各种组件，类似Spring Boot的自动配置，自动配置模块是 spring-boot-test-autoconfigure。

每一种测试场景都是分别使用自己的注解，注解格式都是 @…​Test，他们的自动配置类都是 @AutoConfigure…​ 格式

测试模块注解自动配置类
测试Controller层@WebMvcTestMockMvcAutoConfiguration
测试JPA@DataJpaTestAutoConfigureTestDatabase
测试Spring容器@SpringBootTest
测试RestClient@RestClientTestMockRestServiceServerAutoConfiguration

@SpringBootTest 加载Spring上下文

一个SpringBoot应用，就是一个Spring ApplicationContext（以前我们学习Spring容器时了解过的BeanFactory等各种层级的Spring容器）。

因为是Spring应用，所以我们需要加载完整的Spring Boot应用上下文，用来集成测试，包括我们的依赖正不正确，配置有没有问题。

当然你也可以直接启动 Spring Boot应用，但是那样太麻烦（因为可能你的微服务依赖了一大堆外部系统，比如数据库、ES等等）。

这时候我们只需要用注解@SpringBootTest 来加载Spring的上下文，快速验证。
比如，正常情况，我们的测试用例可以通过。

@SpringBootTest
public class JoeApplicationTest {@Autowiredprivate JoeLabApplication applicationContext;@Test@DisplayName("测试Spring应用是否能够启动成功")public void contextLoads() {assertNotNull(applicationContext);}
}

依赖注入有问题时

为了测试是不是真的这么强大，我们可以稍微改动一下代码。把我们的Service层的注解去掉

//@Service
public class TnUserService {public TypiUser getUserById(Integer id){return TypiUser.builder().id(id).name("Joe").username("joe").email("joe@gmail.com").build();}
}

这样Controller层自动注入会找不到我们的Service。

@RestController
@RequestMapping("/tn-users")
public class TnUserController {private TnUserService tnUserService;public TnUserController(TnUserService tnUserService) {this.tnUserService = tnUserService;}

以前，你需要把Spring应用启动才能发现这个问题，但是现在只需要执行测试用例。可以看到，测试用例失败了，因为依赖注入有问题。
在这里插入图片描述

Spring配置有问题时

我们再换一个case，我们在test/resources下加一个配置application.properties
我们先只配置端口

server.port=6666

运行测试用例，发现报错了。看错误日志。原来是因为我们的classpath下有数据库的依赖，但是我们的Spring配置文件中没有任何数据库的配置造成的。

  1. 引入了数据库JPA等依赖，就要在application.properties中配置数据库连接，否则Spring应用启动报错的。
  2. test/resources下放置了application.properties，Spring Test就不会去加载src/resources下的application.properties了。

在这里插入图片描述
我们把数据库的配置加上

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=abc123123
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect
spring.jpa.show-sql=true

这下，测试用例通过了。
在这里插入图片描述
我们再测试一下，配置有问题的情况. 我们把服务器端口改成abcde

spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false&serverTimezone=Asia/Shanghai
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=aaaaa
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.MySQL8Dialect
spring.jpa.show-sql=trueserver.port=abcde

看日志可以看到，Spring Test去实例化Tomcat的bean时报错了，端口只能是数字
在这里插入图片描述



@WebMvcTest 测试Web层（Controller）

直接使用Junit + Mockito，我们是不好测试Controller的。所以Spring Test 为我们提供了一个注解 @WebMvcTest

@WebMvcTest(TnUserController.class)
public class TnUserControllerTest {

加了这个注解的case，会自动的配置Spring MVC，并扫描Web相关的配置。比如加了@Controller, @ControllerAdvice等注解的类

但是它不会扫描@Component 和@ConfigurationProperties的Bean。
要扫描配置类，需要加上@EnableConfigurationProperties 注解
比@SpringBootTest更轻量级！只关注Web层的东西。

MockMvc

我们一般不会单独使用这个注解，而是结合@MockBean 和 MockMvc 来测试Controller。
MockMvc 这个类可以帮助我们在不需要启动完整的HTTP服务器的前提下，测试MVC的控制器。

所以，我们的controller的ut通常是这样的

@WebMvcTest(TnUserController.class)
public class TnUserControllerTest {@Autowiredprivate MockMvc mockMvc;@MockitoBeanprivate TnUserService tnUserService;@Test@DisplayName("测试成功查询用户的情况")public void testGetUser() throws Exception {//givenTypiUser mockUser = TypiUser.builder().id(1234).name("Joe").build();//whenwhen(tnUserService.getUserById(eq(1234))).thenReturn(mockUser);//thenmockMvc.perform(get("/tn-users/{id}", 1234)).andExpect(status().isBadRequest()).andExpect(jsonPath("$.id").value(1234)).andExpect(jsonPath("$.name").value("Joe"));}
}

jsonPath 用来解析json响应
在这里插入图片描述

更多场景

  1. 发送Post请求
mockMvc.perform(post("/api/user").contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).content("{\"name\": \"Alice\"}")).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.message").value("User created"));
  1. 使用jsonPath解析json响应
mockMvc.perform(get("/api/user/1")).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.id").value(1)).andExpect(jsonPath("$.name").value("Alice"));
  1. 请求待header和cookie
        mockMvc.perform(get("/tn-users/{id}", 1234).header("Authorization", "Bearer token123").cookie(new Cookie("token", "token123"))).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.id").value(1234)).andExpect(jsonPath("$.name").value("Joe"));
  1. 获取响应，进一步处理
MvcResult result = mockMvc.perform(get("/tn-users/{id}", 1234)).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.id").value(1234)).andExpect(jsonPath("$.name").value("Joe")).andReturn();
String resp = result.getResponse().getContentAsString();
System.out.println(resp);

在这里插入图片描述

Mock 和 Spy

Mock 和 Spy都是用来模拟一个类的行为，他们有什么区别呢？

mock用来完全替换一个类
mock是完全模拟，这个类的方法全都会被模拟，如果是void方法，什么也不做。
如果有返回值，这个方法就返回默认值，比如Integer就返回0
如果我们手动配置要返回的值，它就返回我们配置的值。

@Service
public class TnUserService {public Integer getNumber(){return 1000;}
}

    @MockBeanprivate TnUserService tnUserService;@Test@DisplayName("测试成功查询用户数量的情况")public void testGetNumber() throws Exception {Integer result = tnUserService.getNumber();assertEquals(result, 0);verify(tnUserService, times(1)).getNumber();}

其实还是调用了一次的！！！！

Spy则刚刚相反，如果我们不做任何配置，调用它的方法就直接执行原来的逻辑，除非我们明确要mock它的行为。

    @SpyBeanprivate TnUserService tnUserService;@Test@DisplayName("测试成功查询用户数量的情况")public void testGetNumber() throws Exception {Integer result = tnUserService.getNumber();assertEquals(result, 0);}

在这里插入图片描述
稍微改一下，我们还可以验证方法的调用次数。

    @Test@DisplayName("测试成功查询用户数量的情况")public void testGetNumber() throws Exception {Integer result = tnUserService.getNumber(1);assertEquals(result, 1000);verify(tnUserService, times(1)).getNumber(eq(1));}

注意@MockBean和@SpyBean都废弃了

@Deprecated(since = "3.4.0", forRemoval = true)
@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.FIELD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Repeatable(MockBeans.class)
public @interface MockBean {

官方推荐

Deprecated
since 3.4.0 for removal in 3.6.0 in favor of org.springframework.test.context.bean.override.mockito.MockitoBean

可以直接替换

    @MockitoBeanprivate TnUserService tnUserService;@Test@DisplayName("测试成功查询用户数量的情况")public void testGetNumber() throws Exception {Integer result = tnUserService.getNumber(1);assertEquals(result, 0);}

@SpyBean也一样

Deprecated
since 3.4.0 for removal in 3.6.0 in favor of org.springframework.test.context.bean.override.mockito.MockitoSpyBean

换了后，不知道为什么报错。
Unable to select a bean to wrap: there are no beans of type com.joe.joelab.service.TnUserService (as required by field

解决：
这是因为 @WebMvcTest 只会加载Controller 相关的 Bean，不会自动加载 @Service、@Repository 等其他组件。

显示的引入Service类

@WebMvcTest(TnUserController.class)
@Import(TnUserService.class)
public class TnUserControllerTest {@Autowiredprivate MockMvc mockMvc;@MockitoSpyBeanprivate TnUserService tnUserService;@Test@DisplayName("测试成功查询用户数量的情况")public void testGetNumber() throws Exception {Integer result = tnUserService.getNumber(1);assertEquals(result, 1000);}

为什么@SpyBean又能注入呢？

原理：使用@SpyBean 标注一个对象，其实Spring会代理这个对象。

@RestClientTest 测试 RestClient

RestClient是Spring6引入的轻量级同步HTTP客户端
前面章节已经介绍过如何使用了

@Service
public class TypiRestClientService {private final RestClient.Builder builder;private RestClient restClient;public TypiRestClientService(RestClient.Builder builder) {this.builder = builder;}// 使用 @PostConstruct 注解在 Spring 完成构造器注入后再进行初始化@PostConstructpublic void init() {// 使用 builder 创建 RestClient 实例，进行初始化this.restClient = this.builder.baseUrl("https://jsonplaceholder.typicode.com").build();}public TypiUser getUser(Integer id) {return restClient.get().uri("/users/" + id).retrieve().body(TypiUser.class);}

简单测试

这里我们来测试一下它

@RestClientTest
@Import(TypiRestClientService.class)
public class TypiRestClientServiceTest {@Autowiredprivate TypiRestClientService typiRestClientService;@Autowiredprivate MockRestServiceServer mockServer;@Testpublic void test(){this.mockServer.expect(requestTo("https://jsonplaceholder.typicode.com/users/1")).andRespond(withSuccess("{\"id\":1, \"name\":\"joe\"}", MediaType.APPLICATION_JSON));TypiUser user = this.typiRestClientService.getUser(1);assertEquals(1, user.getId());assertEquals("joe", user.getName());}}
  • 测试 WebClient 调用外部 REST API 的逻辑，而不会真正发出 HTTP 请求，而是通过 MockRestServiceServer 模拟服务器响应。
    • mockServer会拦截请求并返回响应
  • @RestClientTest 不会加载Service类，所以要Import

MockRestServiceServer 的工作原理

  • Spring Boot 在 @RestClientTest 里会自动配置 RestTemplate 或 RestClient：
    • RestTemplate 需要一个 ClientHttpRequestFactory 作为底层的 HTTP 客户端。
    • MockRestServiceServer 创建了一个假的 ClientHttpRequestFactory，替换掉默认的 HTTP 处理逻辑。
  • 当 RestTemplate 发出 HTTP 请求时：
    • 由于 RestTemplate 依赖 ClientHttpRequestFactory，而这个工厂已经被 MockRestServiceServer 替换，所有的 HTTP 请求都不会真的出去，而是被拦截。
  • MockRestServiceServer 会检查是否有匹配的 expect() 规则：
    • 如果 expect(requestTo(…)) 里定义了匹配的 URL，它就会返回你预设的响应（如 withSuccess(…)）。
    • 如果没有匹配的规则，测试会报错，表示请求没有预期中的行为。

我们打个断点，可以看到RestClient的factory已经被替换成mockserver了
在这里插入图片描述

如果我们要看源码
可以看自动配置类

@AutoConfiguration
@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.test.webclient.mockrestserviceserver",name = {"enabled"}
)
public class MockRestServiceServerAutoConfiguration {public MockRestServiceServerAutoConfiguration() {}@Beanpublic MockServerRestTemplateCustomizer mockServerRestTemplateCustomizer() {return new MockServerRestTemplateCustomizer();}@Beanpublic MockServerRestClientCustomizer mockServerRestClientCustomizer() {return new MockServerRestClientCustomizer();}@Beanpublic MockRestServiceServer mockRestServiceServer(MockServerRestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer, MockServerRestClientCustomizer restClientCustomizer) {try {return this.createDeferredMockRestServiceServer(restTemplateCustomizer, restClientCustomizer);} catch (Exception var4) {throw new IllegalStateException(var4);}}

我们加了这个注解

@RestClientTest
@Import(TypiRestClientService.class)
public class TypiRestClientServiceTest {

其实它是一个符合注解

@TypeExcludeFilters({RestClientTypeExcludeFilter.class})
@AutoConfigureCache
@AutoConfigureWebClient
@AutoConfigureMockRestServiceServer
@ImportAutoConfiguration
public @interface RestClientTest {

它会自动打开自动配置的开关

@PropertyMapping("spring.test.webclient.mockrestserviceserver")
public @interface AutoConfigureMockRestServiceServer {boolean enabled() default true;
}

相当于配置了这个属性：

spring.test.webclient.mockrestserviceserver = true

自动配置类看到这个是true，就开始配置mockFactory了

@ConditionalOnProperty(prefix = "spring.test.webclient.mockrestserviceserver",name = {"enabled"}
)
public class MockRestServiceServerAutoConfiguration {

@DataJpaTest 测试JPA

我们可以通过加@RestClientTest注解来测试JPA应用。
默认的，它会扫描@Entity类，并配置JPA Repository.

其它@Component的不会被扫描到。
如果内置的数据库在classpath，比如h2，它也是会默认配置的。

Failed to replace DataSource with an embedded database for tests. If you want an embedded database please put a supported one on the classpath or tune the replace attribute of @AutoConfigureTestDatabase.

我们一般要用h2来测试数据库。

简单使用

引入依赖

        <dependency><groupId>com.h2database</groupId><artifactId>h2</artifactId><version>2.1.210</version><scope>test</scope></dependency>

然后test/resources下配置application.properties 配置数据库

spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driverClassName=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.H2Dialect

写测试类

@DataJpaTest
public class BookJpaRepositoryTest {@Autowiredprivate TestEntityManager entityManager;@Autowiredprivate BookJpaRepository bookJpaRepository;@Testpublic void test(){Book book = new Book();book.setName("Hello Java");entityManager.persist(book);Book res = bookJpaRepository.findById(1L).get();assertEquals("Hello Java", res.getName());}
}

Spring Data JPA 测试会自动注入一个TestEntityManager 的bean到测试上下文，我们可以直接注入使用，用来操作数据库，比如初始化一些测试数据。

原理

毫无疑问，还是自动配置做的好事。
起点还是测试类注解

@DataJpaTest
public class BookJpaRepositoryTest {

它是一个复合注解

@TypeExcludeFilters({DataJpaTypeExcludeFilter.class})
@Transactional
@AutoConfigureCache
@AutoConfigureDataJpa
@AutoConfigureTestDatabase
@AutoConfigureTestEntityManager
@ImportAutoConfiguration
public @interface DataJpaTest {String[] properties() default {};

配置默认内置的数据库
在这里插入图片描述

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