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Java单元测试用例的编写_java单元测试用例怎么写

作者：Gausst松鼠会 | 2024-03-20 14:17:56

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java单元测试用例怎么写

作者：阿里技术
链接：https://www.zhihu.com/question/449470796/answer/1781246366
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
 

编写Java单元测试用例，其实就是把“复杂的问题要简单化”——即把一段复杂的代码拆解成一系列简单的单元测试用例；写好Java单元测试用例，其实就是把“简单的问题要深入化”——即学习一套方法、总结一套模式并应用到实践中。这里，作者根据日常的工作经验，总结了一些Java单元测试技巧，以供大家交流和学习。

1. 准备环境

PowerMock是一个扩展了其它如EasyMock等mock框架的、功能更加强大的框架。PowerMock使用一个自定义类加载器和字节码操作来模拟静态方法、构造方法、final类和方法、私有方法、去除静态初始化器等等。

1.1. 引入PowerMock包

为了引入PowerMock包，需要在pom.xml文件中加入下列maven依赖：

1.2. 集成SpringMVC项目

在SpringMVC项目中，需要在pom.xml文件中加入JUnit的maven依赖：

1.3. 集成SpringBoot项目

在SpringBoot项目中，需要在pom.xml文件中加入JUnit的maven依赖：

1.4. 一个简单的测试用例

这里，用List举例，模拟一个不存在的列表，但是返回的列表大小为100。

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testSize() {
  4.         Integer expected = 100;
  5.         List list = PowerMockito.mock(List.class);
  6.         PowerMockito.when(list.size()).thenReturn(expected);
  7.         Integer actual = list.size();
  8.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  9.     }
  10. }

2. mock语句

2.1. mock方法

声明：
T PowerMockito.mock(Class clazz);
用途：
可以用于模拟指定类的对象实例。
当模拟非final类（接口、普通类、虚基类）的非final方法时，不必使用@RunWith和@PrepareForTest注解。当模拟final类或final方法时，必须使用@RunWith和@PrepareForTest注解。注解形如：
@RunWith(PowerMockRunner.class)
@PrepareForTest({TargetClass.class})

2.1.1. 模拟非final类普通方法

  1. @Getter
  2. @Setter
  3. @ToString
  4. public class Rectangle implements Sharp {
  5.     private double width;
  6.     private double height;
  7.     @Override
  8.     public double getArea() {
  9.         return width * height;
  10.     }
  11. }
  12.  
  13. public class RectangleTest {
  14.     @Test
  15.     public void testGetArea() {
  16.         double expectArea = 100.0D;
  17.         Rectangle rectangle = PowerMockito.mock(Rectangle.class);
  18.         PowerMockito.when(rectangle.getArea()).thenReturn(expectArea);
  19.         double actualArea = rectangle.getArea();
  20.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expectArea, actualArea, 1E-6D);
  21.     }
  22. }

2.1.2. 模拟final类或final方法

  1. @Getter
  2. @Setter
  3. @ToString
  4. public final class Circle {
  5.     private double radius;
  6.     public double getArea() {
  7.         return Math.PI * Math.pow(radius, 2);
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  12. @PrepareForTest({Circle.class})
  13. public class CircleTest {
  14.     @Test
  15.     public void testGetArea() {
  16.         double expectArea = 3.14D;
  17.         Circle circle = PowerMockito.mock(Circle.class);
  18.         PowerMockito.when(circle.getArea()).thenReturn(expectArea);
  19.         double actualArea = circle.getArea();
  20.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expectArea, actualArea, 1E-6D);
  21.     }
  22. }

2.2. mockStatic方法

声明：
PowerMockito.mockStatic(Class clazz);
用途：
可以用于模拟类的静态方法，必须使用“@RunWith”和“@PrepareForTest”注解。

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. @PrepareForTest({StringUtils.class})
  3. public class StringUtilsTest {
  4.     @Test
  5.     public void testIsEmpty() {
  6.         String string = "abc";
  7.         boolean expected = true;
  8.         PowerMockito.mockStatic(StringUtils.class);
  9.         PowerMockito.when(StringUtils.isEmpty(string)).thenReturn(expected);
  10.         boolean actual = StringUtils.isEmpty(string);
  11.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  12.     }
  13. }

3. spy语句

如果一个对象，我们只希望模拟它的部分方法，而希望其它方法跟原来一样，可以使用PowerMockito.spy方法代替PowerMockito.mock方法。于是，通过when语句设置过的方法，调用的是模拟方法；而没有通过when语句设置的方法，调用的是原有方法。

3.1. spy类

声明：
PowerMockito.spy(Class clazz)；
用途：
用于模拟类的部分方法。
案例：

  1. public class StringUtils {
  2.     public static boolean isNotEmpty(final CharSequence cs) {
  3.         return !isEmpty(cs);
  4.     }
  5.     public static boolean isEmpty(final CharSequence cs) {
  6.         return cs == null || cs.length() == 0;
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  11. @PrepareForTest({StringUtils.class})
  12. public class StringUtilsTest {
  13.     @Test
  14.     public void testIsNotEmpty() {
  15.         String string = null;
  16.         boolean expected = true;
  17.         PowerMockito.spy(StringUtils.class);
  18.         PowerMockito.when(StringUtils.isEmpty(string)).thenReturn(!expected);
  19.         boolean actual = StringUtils.isNotEmpty(string);
  20.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  21.     }
  22. }

3.2. spy对象

声明：
T PowerMockito.spy(T object)；
用途：
用于模拟对象的部分方法。
案例：

  1. public class UserService {
  2.     private Long superUserId;
  3.     public boolean isNotSuperUser(Long userId) {
  4.         return !isSuperUser(userId);
  5.     }
  6.     public boolean isSuperUser(Long userId) {
  7.         return Objects.equals(userId, superUserId);
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  12. public class UserServiceTest {
  13.     @Test
  14.     public void testIsNotSuperUser() {
  15.         Long userId = 1L;
  16.         boolean expected = false;
  17.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  18.         PowerMockito.when(userService.isSuperUser(userId)).thenReturn(!expected);
  19.         boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId);
  20.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  21.     }
  22. }

4. when语句

4.1. when().thenReturn()模式

声明：

PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenReturn(expectedValue);
PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenThrow(expectedThrowable);
PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenAnswer(expectedAnswer);
PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenCallRealMethod();
用途：
用于模拟对象方法，先执行原始方法，再返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法。

4.1.1. 返回期望值

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 0;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenReturn(expected);
  8.         Integer actual = mockList.get(index);
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

4.1.2. 返回期望异常

  1. public class ListTest {
  2.     @Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class)
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = -1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenThrow(new IndexOutOfBoundsException());
  8.         Integer actual = mockList.get(index);
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

4.1.3. 返回期望应答

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenAnswer(invocation -> {
  8.             Integer value = invocation.getArgument(0);
  9.             return value * 100;
  10.         });
  11.         Integer actual = mockList.get(index);
  12.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  13.     }
  14. }

4.1.4. 调用真实方法

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 0;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> oldList = new ArrayList<>();
  7.         oldList.add(expected);
  8.         List<Integer> spylist = PowerMockito.spy(oldList);
  9.         PowerMockito.when(spylist.get(index)).thenCallRealMethod();
  10.         Integer actual = spylist.get(index);
  11.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  12.     }
  13. }

4.2. doReturn().when()模式

声明：
PowerMockito.doReturn(expectedValue).when(mockObject).someMethod(someArgs);
PowerMockito.doThrow(expectedThrowable).when(mockObject).someMethod(someArgs);
PowerMockito.doAnswer(expectedAnswer).when(mockObject).someMethod(someArgs);
PowerMockito.doNothing().when(mockObject).someMethod(someArgs);
PowerMockito.doCallRealMethod().when(mockObject).someMethod(someArgs);
用途：
用于模拟对象方法，直接返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法，无需执行原始方法。
注意：
千万不要使用以下语法：
PowerMockito.doReturn(expectedValue).when(mockObject.someMethod(someArgs));
PowerMockito.doThrow(expectedThrowable).when(mockObject.someMethod(someArgs));
PowerMockito.doAnswer(expectedAnswer).when(mockObject.someMethod(someArgs));
PowerMockito.doNothing().when(mockObject.someMethod(someArgs));
PowerMockito.doCallRealMethod().when(mockObject.someMethod(someArgs));
虽然不会出现编译错误，但是在执行时会抛出UnfinishedStubbingException异常。

4.2.1. 返回期望值

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 0;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.doReturn(expected).when(mockList).get(index);
  8.         Integer actual = mockList.get(index);
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

4.2.2. 返回期望异常

  1. public class ListTest {
  2.     @Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class)
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = -1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.doThrow(new IndexOutOfBoundsException()).when(mockList).get(index);
  8.         Integer actual = mockList.get(index);
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

4.2.3. 返回期望应答

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.doAnswer(invocation -> {
  8.             Integer value = invocation.getArgument(0);
  9.             return value * 100;
  10.         }).when(mockList).get(index);
  11.         Integer actual = mockList.get(index);
  12.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  13.     }
  14. }

4.2.4. 模拟无返回值

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testClear() {
  4.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  5.         PowerMockito.doNothing().when(mockList).clear();
  6.         mockList.clear();
  7.         Mockito.verify(mockList).clear();
  8.     }
  9. }

4.2.5. 调用真实方法

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 0;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> oldList = new ArrayList<>();
  7.         oldList.add(expected);
  8.         List<Integer> spylist = PowerMockito.spy(oldList);
  9.         PowerMockito.doCallRealMethod().when(spylist).get(index);
  10.         Integer actual = spylist.get(index);
  11.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  12.     }
  13. }

4.3. 两种模式的主要区别

两种模式都用于模拟对象方法，在mock实例下使用时，基本上是没有差别的。但是，在spy实例下使用时，when().thenReturn()模式会执行原方法，而doReturn().when()模式不会执行原方法。
测试服务类：

  1. @Slf4j
  2.  
  3. @Service
  4. public class UserService {
  5.     public long getUserCount() {
  6.         log.info("调用获取用户数量方法");
  7.         return 0L;
  8.     }
  9. }

使用when().thenReturn()模式：

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. public class UserServiceTest {
  3.     @Test
  4.     public void testGetUserCount() {
  5.         Long expected = 1000L;
  6.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  7.         PowerMockito.when(userService.getUserCount()).thenReturn(expected);
  8.         Long actual = userService.getUserCount();
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

在测试过程中，将会打印出"调用获取用户数量方法"日志。

使用doReturn().when()模式：

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. public class UserServiceTest {
  3.     @Test
  4.     public void testGetUserCount() {
  5.         Long expected = 1000L;
  6.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  7.         PowerMockito.doReturn(expected).when(userService).getUserCount();
  8.         Long actual = userService.getUserCount();
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

在测试过程中，不会打印出"调用获取用户数量方法"日志。

4.4. whenNew模拟构造方法

声明：

PowerMockito.whenNew(MockClass.class).withNoArguments().thenReturn(expectedObject);
PowerMockito.whenNew(MockClass.class).withArguments(someArgs).thenReturn(expectedObject);
用途：
用于模拟构造方法。
案例：

  1. public final class FileUtils {
  2.     public static boolean isFile(String fileName) {
  3.         return new File(fileName).isFile();
  4.     }
  5. }
  6.  
  7. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  8. @PrepareForTest({FileUtils.class})
  9. public class FileUtilsTest {
  10.     @Test
  11.     public void testIsFile() throws Exception {
  12.         String fileName = "test.txt";
  13.         File file = PowerMockito.mock(File.class);
  14.         PowerMockito.whenNew(File.class).withArguments(fileName).thenReturn(file);
  15.         PowerMockito.when(file.isFile()).thenReturn(true);
  16.         Assert.assertTrue("返回值为假", FileUtils.isFile(fileName));
  17.     }
  18. }

注意：需要加上注解@PrepareForTest({FileUtils.class})，否则模拟方法不生效。

5. 参数匹配器

在执行单元测试时，有时候并不关心传入的参数的值，可以使用参数匹配器。

5.1. 参数匹配器(any)

Mockito提供Mockito.anyInt()、Mockito.anyString、Mockito.any(Class clazz)等来表示任意值。

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.when(mockList.get(Mockito.anyInt())).thenReturn(expected);
  8.         Integer actual = mockList.get(index);
  9.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  10.     }
  11. }

5.2. 参数匹配器(eq)

当我们使用参数匹配器时，所有参数都应使用匹配器。 如果要为某一参数指定特定值时，就需要使用Mockito.eq()方法。

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. @PrepareForTest({StringUtils.class})
  3. public class StringUtilsTest {
  4.     @Test
  5.     public void testStartWith() {
  6.         String string = "abc";
  7.         String prefix = "b";
  8.         boolean expected = true;
  9.         PowerMockito.spy(StringUtils.class);
  10.         PowerMockito.when(StringUtils.startsWith(Mockito.anyString(), Mockito.eq(prefix))).thenReturn(expected);
  11.         boolean actual = StringUtils.startsWith(string, prefix);
  12.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  13.     }
  14. }

5.3. 附加匹配器

Mockito的AdditionalMatchers类提供了一些很少使用的参数匹配器，我们可以进行参数大于(gt)、小于(lt)、大于等于(geq)、小于等于(leq)等比较操作，也可以进行参数与(and)、或(or)、非(not)等逻辑计算等。

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         int index = 1;
  5.         Integer expected = 100;
  6.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  7.         PowerMockito.when(mockList.get(AdditionalMatchers.geq(0))).thenReturn(expected);
  8.         PowerMockito.when(mockList.get(AdditionalMatchers.lt(0))).thenThrow(new IndexOutOfBoundsException());
  9.         Integer actual = mockList.get(index);
  10.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  11.     }
  12. }

6. verify语句

验证是确认在模拟过程中，被测试方法是否已按预期方式与其任何依赖方法进行了交互。

格式：

Mockito.verify(mockObject[,times(int)]).someMethod(somgArgs);

用途：

用于模拟对象方法，直接返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法，无需执行原始方法。

案例：

6.1. 验证调用方法

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  5.         PowerMockito.doNothing().when(mockList).clear();
  6.         mockList.clear();
  7.         Mockito.verify(mockList).clear();
  8.     }
  9. }

6.2. 验证调用次数

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testGet() {
  4.         List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class);
  5.         PowerMockito.doNothing().when(mockList).clear();
  6.         mockList.clear();
  7.         Mockito.verify(mockList, Mockito.times(1)).clear();
  8.     }
  9. }

除times外，Mockito还支持atLeastOnce、atLeast、only、atMostOnce、atMost等次数验证器。

6.3. 验证调用顺序

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testAdd() {
  4.            List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class);
  5.         PowerMockito.doReturn(true).when(mockedList).add(Mockito.anyInt());
  6.         mockedList.add(1);
  7.         mockedList.add(2);
  8.         mockedList.add(3);
  9.         InOrder inOrder = Mockito.inOrder(mockedList);
  10.         inOrder.verify(mockedList).add(1);
  11.         inOrder.verify(mockedList).add(2);
  12.         inOrder.verify(mockedList).add(3);
  13.     }
  14. }

6.4. 验证调用参数

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testArgumentCaptor() {
  4.         Integer[] expecteds = new Integer[] {1, 2, 3};
  5.         List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class);
  6.         PowerMockito.doReturn(true).when(mockedList).add(Mockito.anyInt());
  7.         for (Integer expected : expecteds) {
  8.             mockedList.add(expected);
  9.         }
  10.         ArgumentCaptor<Integer> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(Integer.class);
  11.         Mockito.verify(mockedList, Mockito.times(3)).add(argumentCaptor.capture());
  12.         Integer[] actuals = argumentCaptor.getAllValues().toArray(new Integer[0]);
  13.         Assert.assertArrayEquals("返回值不相等", expecteds, actuals);
  14.     }
  15. }

6.5. 确保验证完毕

Mockito提供Mockito.verifyNoMoreInteractions方法，在所有验证方法之后可以使用此方法，以确保所有调用都得到验证。如果模拟对象上存在任何未验证的调用，将会抛出NoInteractionsWanted异常。

  1. public class ListTest {
  2.     @Test
  3.     public void testVerifyNoMoreInteractions() {
  4.         List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class);
  5.         Mockito.verifyNoMoreInteractions(mockedList); // 执行正常
  6.         mockedList.isEmpty();
  7.         Mockito.verifyNoMoreInteractions(mockedList); // 抛出异常
  8.     }
  9. }

备注：Mockito.verifyZeroInteractions方法与Mockito.verifyNoMoreInteractions方法相同，但是目前已经被废弃。

6.6. 验证静态方法

Mockito没有静态方法的验证方法，但是PowerMock提供这方面的支持。

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. @PrepareForTest({StringUtils.class})
  3. public class StringUtilsTest {
  4.     @Test
  5.     public void testVerifyStatic() {
  6.         PowerMockito.mockStatic(StringUtils.class);
  7.         String expected = "abc";
  8.         StringUtils.isEmpty(expected);
  9.         PowerMockito.verifyStatic(StringUtils.class);
  10.         ArgumentCaptor<String> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
  11.         StringUtils.isEmpty(argumentCaptor.capture());
  12.         Assert.assertEquals("参数不相等", argumentCaptor.getValue(), expected);
  13.     }
  14. }

7. 私有属性

7.1. ReflectionTestUtils.setField方法

在用原生JUnit进行单元测试时，我们一般采用ReflectionTestUtils.setField方法设置私有属性值。

  1. @Service
  2. public class UserService {
  3.     @Value("${system.userLimit}")
  4.     private Long userLimit;
  5.     public Long getUserLimit() {
  6.         return userLimit;
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. public class UserServiceTest {
  11.     @Autowired
  12.     private UserService userService;
  13.     @Test
  14.     public void testGetUserLimit() {
  15.         Long expected = 1000L;
  16.         ReflectionTestUtils.setField(userService, "userLimit", expected);
  17.         Long actual = userService.getUserLimit();
  18.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  19.     }
  20. }

注意：在测试类中，UserService实例是通过@Autowired注解加载的，如果该实例已经被动态代理，ReflectionTestUtils.setField方法设置的是代理实例，从而导致设置不生效。

7.2. Whitebox.setInternalState方法

现在使用PowerMock进行单元测试时，可以采用Whitebox.setInternalState方法设置私有属性值。

  1. @Service
  2. public class UserService {
  3.     @Value("${system.userLimit}")
  4.     private Long userLimit;
  5.     public Long getUserLimit() {
  6.         return userLimit;
  7.     }
  8. }
  9.  
  10. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  11. public class UserServiceTest {
  12.     @InjectMocks
  13.     private UserService userService;
  14.     @Test
  15.     public void testGetUserLimit() {
  16.         Long expected = 1000L;
  17.         Whitebox.setInternalState(userService, "userLimit", expected);
  18.         Long actual = userService.getUserLimit();
  19.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  20.     }
  21. }

注意：需要加上注解@RunWith(PowerMockRunner.class)。

8. 私有方法

8.1. 模拟私有方法

8.1.1. 通过when实现

  1. public class UserService {
  2.     private Long superUserId;
  3.     public boolean isNotSuperUser(Long userId) {
  4.         return !isSuperUser(userId);
  5.     }
  6.     private boolean isSuperUser(Long userId) {
  7.         return Objects.equals(userId, superUserId);
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  12. @PrepareForTest({UserService.class})
  13. public class UserServiceTest {
  14.     @Test
  15.     public void testIsNotSuperUser() throws Exception {
  16.         Long userId = 1L;
  17.         boolean expected = false;
  18.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  19.         PowerMockito.when(userService, "isSuperUser", userId).thenReturn(!expected);
  20.         boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId);
  21.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  22.     }
  23. }

8.1.2. 通过stub实现

通过模拟方法stub(存根)，也可以实现模拟私有方法。但是，只能模拟整个方法的返回值，而不能模拟指定参数的返回值。

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. @PrepareForTest({UserService.class})
  3. public class UserServiceTest {
  4.     @Test
  5.     public void testIsNotSuperUser() throws Exception {
  6.         Long userId = 1L;
  7.         boolean expected = false;
  8.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  9.         PowerMockito.stub(PowerMockito.method(UserService.class, "isSuperUser", Long.class)).toReturn(!expected);
  10.         boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId);
  11.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual;
  12.     }
  13. }

8.3. 测试私有方法

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. public class UserServiceTest9 {
  3.     @Test
  4.     public void testIsSuperUser() throws Exception {
  5.         Long userId = 1L;
  6.         boolean expected = false;
  7.         UserService userService = new UserService();
  8.         Method method = PowerMockito.method(UserService.class, "isSuperUser", Long.class);
  9.         Object actual = method.invoke(userService, userId);
  10.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  11.     }
  12. }

8.4. 验证私有方法

  1. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  2. @PrepareForTest({UserService.class})
  3. public class UserServiceTest10 {
  4.     @Test
  5.     public void testIsNotSuperUser() throws Exception {
  6.         Long userId = 1L;
  7.         boolean expected = false;
  8.         UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService());
  9.         PowerMockito.when(userService, "isSuperUser", userId).thenReturn(!expected);
  10.         boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId);
  11.         PowerMockito.verifyPrivate(userService).invoke("isSuperUser", userId);
  12.         Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual);
  13.     }
  14. }

这里，也可以用Method那套方法进行模拟和验证方法。

9. 主要注解

PowerMock为了更好地支持SpringMVC/SpringBoot项目，提供了一系列的注解，大大地简化了测试代码。

9.1. @RunWith注解

@RunWith(PowerMockRunner.class)

指定JUnit 使用 PowerMock 框架中的单元测试运行器。

9.2. @PrepareForTest注解

@PrepareForTest({ TargetClass.class })

当需要模拟final类、final方法或静态方法时，需要添加@PrepareForTest注解，并指定方法所在的类。如果需要指定多个类，在{}中添加多个类并用逗号隔开即可。

9.3. @Mock注解

@Mock注解创建了一个全部Mock的实例，所有属性和方法全被置空（0或者null）。

9.4. @Spy注解

@Spy注解创建了一个没有Mock的实例，所有成员方法都会按照原方法的逻辑执行，直到被Mock返回某个具体的值为止。

注意：@Spy注解的变量需要被初始化，否则执行时会抛出异常。

9.5. @InjectMocks注解

@InjectMocks注解创建一个实例，这个实例可以调用真实代码的方法，其余用@Mock或@Spy注解创建的实例将被注入到用该实例中。

  1. @Service
  2. public class UserService {
  3.     @Autowired
  4.     private UserDAO userDAO;
  5.     public void modifyUser(UserVO userVO) {
  6.         UserDO userDO = new UserDO();
  7.         BeanUtils.copyProperties(userVO, userDO);
  8.         userDAO.modify(userDO);
  9.     }
  10. }
  11.  
  12. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  13. public class UserServiceTest {
  14.     @Mock
  15.     private UserDAO userDAO;
  16.     @InjectMocks
  17.     private UserService userService;
  18.     @Test
  19.     public void testCreateUser() {
  20.         UserVO userVO = new UserVO();
  21.         userVO.setId(1L);
  22.         userVO.setName("changyi");
  23.         userVO.setDesc("test user");
  24.         userService.modifyUser(userVO);
  25.         ArgumentCaptor<UserDO> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(UserDO.class);
  26.         Mockito.verify(userDAO).modify(argumentCaptor.capture());
  27.         UserDO userDO = argumentCaptor.getValue();
  28.         Assert.assertNotNull("用户实例为空", userDO);
  29.         Assert.assertEquals("用户标识不相等", userVO.getId(), userDO.getId());
  30.         Assert.assertEquals("用户名称不相等", userVO.getName(), userDO.getName());
  31.         Assert.assertEquals("用户描述不相等", userVO.getDesc(), userDO.getDesc());
  32.     }
  33. }

9.6. @Captor注解

@Captor注解在字段级别创建参数捕获器。但是，在测试方法启动前，必须调用MockitoAnnotations.openMocks(this)进行初始化。

  1. @Service
  2. public class UserService {
  3.     @Autowired
  4.     private UserDAO userDAO;
  5.     public void modifyUser(UserVO userVO) {
  6.         UserDO userDO = new UserDO();
  7.         BeanUtils.copyProperties(userVO, userDO);
  8.         userDAO.modify(userDO);
  9.     }
  10. }
  11.  
  12. @RunWith(PowerMockRunner.class)
  13. public class UserServiceTest {
  14.     @Mock
  15.     private UserDAO userDAO;
  16.     @InjectMocks
  17.     private UserService userService;
  18.     @Captor
  19.     private ArgumentCaptor<UserDO> argumentCaptor;
  20.     @Before
  21.     public void beforeTest() {
  22.         MockitoAnnotations.openMocks(this);
  23.     }
  24.     @Test
  25.     public void testCreateUser() {
  26.         UserVO userVO = new UserVO();
  27.         userVO.setId(1L);
  28.         userVO.setName("changyi");
  29.         userVO.setDesc("test user");
  30.         userService.modifyUser(userVO);
  31.         Mockito.verify(userDAO).modify(argumentCaptor.capture());
  32.         UserDO userDO = argumentCaptor.getValue();
  33.         Assert.assertNotNull("用户实例为空", userDO);
  34.         Assert.assertEquals("用户标识不相等", userVO.getId(), userDO.getId());
  35.         Assert.assertEquals("用户名称不相等", userVO.getName(), userDO.getName());
  36.         Assert.assertEquals("用户描述不相等", userVO.getDesc(), userDO.getDesc());
  37.     }
  38. }

9.7. @PowerMockIgnore注解

为了解决使用PowerMock后，提示ClassLoader错误。

10. 相关观点

10.1. 《Java开发手册》规范

【强制】好的单元测试必须遵守AIR原则。 说明：单元测试在线上运行时，感觉像空气（AIR）一样感觉不到，但在测试质量的保障上，却是非常关键的。好的单元测试宏观上来说，具有自动化、独立性、可重复执行的特点。

A：Automatic（自动化）

I：Independent（独立性）

R：Repeatable（可重复）

【强制】单元测试应该是全自动执行的，并且非交互式的。测试用例通常是被定期执行的，执行过程必须完全自动化才有意义。输出结果需要人工检查的测试不是一个好的单元测试。单元测试中不准使用System.out来进行人肉验证，必须使用assert来验证。

【强制】单元测试是可以重复执行的，不能受到外界环境的影响。

说明：单元测试通常会被放到持续集成中，每次有代码check in时单元测试都会被执行。如果单测对外部环境（网络、服务、中间件等）有依赖，容易导致持续集成机制的不可用。

正例：为了不受外界环境影响，要求设计代码时就把SUT的依赖改成注入，在测试时用spring 这样的DI框架注入一个本地（内存）实现或者Mock实现。

【推荐】编写单元测试代码遵守BCDE原则，以保证被测试模块的交付质量。

B：Border，边界值测试，包括循环边界、特殊取值、特殊时间点、数据顺序等。

C：Correct，正确的输入，并得到预期的结果。

D：Design，与设计文档相结合，来编写单元测试。

E：Error，强制错误信息输入（如：非法数据、异常流程、业务允许外等），并得到预期的结果。

10.2. 为什么要使用Mock？

根据网络相关资料，总结观点如下：

Mock可以用来解除外部服务依赖，从而保证了测试用例的独立性。

现在的互联网软件系统，通常采用了分布式部署的微服务，为了单元测试某一服务而准备其它服务，存在极大的依耐性和不可行性。

Mock可以减少全链路测试数据准备，从而提高了编写测试用例的速度。

传统的集成测试，需要准备全链路的测试数据，可能某些环节并不是你所熟悉的。最后，耗费了大量的时间和经历，并不一定得到你想要的结果。现在的单元测试，只需要模拟上游的输入数据，并验证给下游的输出数据，编写测试用例并进行测试的速度可以提高很多倍。

Mock可以模拟一些非正常的流程，从而保证了测试用例的代码覆盖率。

根据单元测试的BCDE原则，需要进行边界值测试（Border）和强制错误信息输入（Error），这样有助于覆盖整个代码逻辑。在实际系统中，很难去构造这些边界值，也能难去触发这些错误信息。而Mock从根本上解决了这个问题：想要什么样的边界值，只需要进行Mock；想要什么样的错误信息，也只需要进行Mock。

Mock可以不用加载项目环境配置，从而保证了测试用例的执行速度。

在进行集成测试时，我们需要加载项目的所有环境配置，启动项目依赖的所有服务接口。往往执行一个测试用例，需要几分钟乃至几十分钟。采用Mock实现的测试用例，不用加载项目环境配置，也不依赖其它服务接口，执行速度往往在几秒之内，大大地提高了单元测试的执行速度。

10.3. 单元测试与集成测试的区别

在实际工作中，不少同学用集成测试代替了单元测试，或者认为集成测试就是单元测试。这里，总结为了单元测试与集成测试的区别：

测试对象不同
单元测试对象是实现了具体功能的程序单元，集成测试对象是概要设计规划中的模块及模块间的组合。

测试方法不同
单元测试中的主要方法是基于代码的白盒测试，集成测试中主要使用基于功能的黑盒测试。

测试时间不同
集成测试要晚于单元测试。

测试内容不同
单元测试主要是模块内程序的逻辑、功能、参数传递、变量引用、出错处理及需求和设计中具体要求方面的测试；而集成测试主要验证各个接口、接口之间的数据传递关系，及模块组合后能否达到预期效果。

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