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編寫更好的Java單元測試的7個(gè)技巧
測試是開發(fā)的一個(gè)非常重要的方面，可以在很大程度上決定一個(gè)應(yīng)用程序的命運(yùn)。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(gè)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(dòng)化執(zhí)行。
集成測試檢查系統(tǒng)是否作為一個(gè)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(gè)組件，而是旨在跨組件測試。系統(tǒng)由許多單獨(dú)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(gè)功能是否正確實(shí)現(xiàn)。通常，這不是在開發(fā)人員級別的。功能測試由單獨(dú)的測試團(tuán)隊(duì)執(zhí)行。測試用例基于規(guī)范編寫，并且實(shí)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(dòng)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(yùn)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(yùn)行時(shí)指定不同的值來運(yùn)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(dòng)化的測試執(zhí)行。
EasyMock是一個(gè)模擬框架，是單元測試框架，如JUnit和TestNG的補(bǔ)充。EasyMock本身不是一個(gè)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(gè)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(dòng)開發(fā)!
測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)(TDD)是一個(gè)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?yàn)樗鼘?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(jì)復(fù)雜的項(xiàng)目中，專注于最簡單的設(shè)計(jì)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(xiàng)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(yùn)行單元測試時(shí)執(zhí)行的代碼量。通常，高覆蓋率的代碼包含未檢測到的錯(cuò)誤的幾率要低，因?yàn)槠涓嗟脑创a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?yàn)檫@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(shí)，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(shí)附加傳遞兩個(gè)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(shí)，它將通過。當(dāng)代碼覆蓋率工具運(yùn)行時(shí)，它將顯示100%的代碼覆蓋率，因?yàn)閏oncat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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(gè)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
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(yàn)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(dòng)干預(yù)去驗(yàn)證控制臺上打印的輸出，以檢查測試是否成功運(yùn)行。更好的方法是使用自動(dòng)指示測試結(jié)果的斷言。
下面的StringUti類是一個(gè)簡單類，有一個(gè)連接兩個(gè)輸入字符串并返回結(jié)果的方法：
以下是上述方法的兩個(gè)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(gè)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?yàn)樗鼪]有斷言。開發(fā)人員需要手動(dòng)地在控制臺驗(yàn)證測試的輸出。如果方法返回錯(cuò)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(gè)復(fù)雜的函數(shù)和一個(gè)計(jì)算執(zhí)行復(fù)雜函數(shù)所需時(shí)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(shí)，它將返回一個(gè)不同的值。為該方法編寫測試用例不會有任何用處，因?yàn)樵摲椒ǖ妮敵鍪强勺兊�。因此，測試方法將不能驗(yàn)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(fèi)大量的時(shí)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(gè)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(gè)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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