「译」Spring Boot 单元测试二三事

本文翻译自: https://reflectoring.io/unit-…

原文作者:Tom Hombergs

译文原地址: https://weyunx.com/2019/02/04…

写好单元测试是一门技术活,不过好在我们现在有很多框架来帮助我们学习。

本文就为您介绍这些框架,同时详细介绍编写优秀的 Sping Boot 单元测试所必需的技术细节,

我们将了解如何以可测试的方式创建 Spring bean,然后讨论 Mockito 和 AssertJ 的使用,这两个库在默认情况下都集成在 Spring Boot 里。

需要注意的是本文只讨论单元测试,组装测试、web 层测试和持久层测试会在后面的文章里讨论。

依赖

在本文中,我们将使用 JUnit Jupiter (JUnit 5), Mockito, and AssertJ,同时还会引入 Lombok 来省去一些繁复的工作。

compileOnly('org.projectlombok:lombok')
testCompile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')
testCompile 'org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.2.0'
testCompile('org.mockito:mockito-junit-jupiter:2.23.0')

spring-boot-starter-test
默认引入了 Mockito and AssertJ,对于 Lombok 则需要我们自己手工引入。

不要使用 Spring 进行单元测试

看一下下面的「单元」测试,是用来测试 RegisterUseCase
类的一个方法:

@ExtendWith(SpringExtension.class)
@SpringBootTest
class RegisterUseCaseTest {

  @Autowired
  private RegisterUseCase registerUseCase;

  @Test
  void savedUserHasRegistrationDate() {
    User user = new User("zaphod", "zaphod@mail.com");
    User savedUser = registerUseCase.registerUser(user);
    assertThat(savedUser.getRegistrationDate()).isNotNull();
  }

}

我们去执行这个测试类,花了大概 4.5 秒的时间,原因仅仅是因为计算机要为它去运行一个空的 Spring 项目。

但是, 一个好的单元测试应该是毫秒级的
,否则这会影响「test / code / test」的工作方式,这也就是测试驱动开发的思想 (TDD)。即使我们不做 TDD,在编写测试上花了太多时间也会影响我们的开发思路。

其实,上面的测试方法实际执行只花费了几毫秒,剩下的 4.5 秒全部花费在了 @SpringBootRun
上,因为 Spring Boot 需要启动整个 Spring Boot 应用。

也就是说,我们启动整个应用,耗费了大量资源,仅仅是去为了测试一个方法,当我们的应用未来越来越大的时候,那将耗费更久的时间去启动。

所以,为什么不要用 Spring Boot 来做单元测试呢?接下来,本文会讨论如何不用 Spring Boot 来进行单元测试。

创建测试类

通常,我们可以有如下方法来让我们的 Spring beans 更容易进行测试。

不要注入

首先我们先看一个错误的例子:

@Service
public class RegisterUseCase {

  @Autowired
  private UserRepository userRepository;

  public User registerUser(User user) {
    return userRepository.save(user);
  }

}

然而这个类还是必须通过 Spring 才能执行,因为我们无法绕过 UserRepository
这个实例。就像前面提到的,我们必须换一种方法,不使用 @Autowired
来注入 UserRepository

知识点:不要注入

写一个构造器

我们看一下不使用 @Autowired
的写法:

@Service
public class RegisterUseCase {

  private final UserRepository userRepository;

  public RegisterUseCase(UserRepository userRepository) {
    this.userRepository = userRepository;
  }

  public User registerUser(User user) {
    return userRepository.save(user);
  }

}

这个版本使用构造器来引入 UserRepository
实例。在单元测试中,我们可以像这样来构建一个实例。

Spring 会自动的使用构造器来实例化一个 RegisterUseCase
对象。需要注意的是,在 Spring 5 之前,我们需要 @Autowired
注解来让构造器生效。

同样需要注意的是 UserRepository
字段现在是 final
,这样在整个应用的生命周期里,它都将是个常量,这可以避免编码错误,因为我们如果忘记初始化字段,编译的时候就会报错。

减少繁复的代码

使用 Lombok 的
@RequiredArgsConstructor

注解,可以让构造器的写法更简洁:

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class RegisterUseCase {

  private final UserRepository userRepository;

  public User registerUser(User user) {
    user.setRegistrationDate(LocalDateTime.now());
    return userRepository.save(user);
  }

}

现在我们的测试类就很简洁,没有冗余繁复的代码:

class RegisterUseCaseTest {

  private UserRepository userRepository = ...;

  private RegisterUseCase registerUseCase;

  @BeforeEach
  void initUseCase() {
    registerUseCase = new RegisterUseCase(userRepository);
  }

  @Test
  void savedUserHasRegistrationDate() {
    User user = new User("zaphod", "zaphod@mail.com");
    User savedUser = registerUseCase.registerUser(user);
    assertThat(savedUser.getRegistrationDate()).isNotNull();
  }

}

不过我们还有一点遗漏,就是如何去模拟 UserRepository
实例,因为我们不想去真正的去执行,因为它可能需要去连接数据库

使用 Mockito

现行的标准模拟库是 Mockito,它提供了至少两种方式来模拟 UserRepository

直接调用

第一种方法就是直接使用 Mockito:

private UserRepository userRepository = Mockito.mock(UserRepository.class);

这个创建一个对象,看起来和 UserRepository
一样。 默认的情况下,这个类什么也不会做,如果调用有返回值的方法,也只会返回 null。

我们的测试现在会是失败,在 assertThat(savedUser.getRegistrationDate()).isNotNull()
这儿报 NullPointerException
空指针异常,因为 userRepository.save(user)
只会返回 null

所以,我们需要告诉 Mockito,当 userRepository.save()
被调用的时候需要有返回值,所以我们使用静态的 when
方法:

@Test
void savedUserHasRegistrationDate() {
  User user = new User("zaphod", "zaphod@mail.com");
  when(userRepository.save(any(User.class))).then(returnsFirstArg());
  User savedUser = registerUseCase.registerUser(user);
  assertThat(savedUser.getRegistrationDate()).isNotNull();
}

这样 userRepository.save()
会返回一个对象,其实这个对象和传入参数的对象一摸一样。

Mockito 具有一整套的测试方案,可以用来模拟、匹配参数以及识别方法的调用,更多资料可以参考 这里

使用 @Mock

此外还可以用 @Mock
注解来模拟对象,它需要和 MockitoExtension
组合使用。

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class RegisterUseCaseTest {

  @Mock
  private UserRepository userRepository;

  private RegisterUseCase registerUseCase;

  @BeforeEach
  void initUseCase() {
    registerUseCase = new RegisterUseCase(userRepository);
  }

  @Test
  void savedUserHasRegistrationDate() {
    // ...
  }

}

@Mock
注解会指定字段将被注入到 mock 对象, @MockitoExtension
会告诉 Mockito 去扫描 @Mock
注解,因为 JUnit 不会自动去执行。

这其实和直接手工执行 Mockito.mock()
的结果一样,只是使用习惯的区别。不过使用 MockitoExtension
我们的测试就可以绑定到测试框架里。

需要说明的是我们可以在 registerUseCase
字段上使用 @InjectMocks
注解来替代手工构造一个 RegisterUseCase
对象,Mockito 会帮我们自动构造对象,如:

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class RegisterUseCaseTest {

  @Mock
  private UserRepository userRepository;

  @InjectMocks
  private RegisterUseCase registerUseCase;

  @Test
  void savedUserHasRegistrationDate() {
    // ...
  }

}

让断言更直白

另一个 Spring Boot 自带的测试支持库是 AssertJ
,上面的例子里,在实现断言的时候已经用到了:

assertThat(savedUser.getRegistrationDate()).isNotNull();

不过我们想让写法变得更直白好理解,比如:

assertThat(savedUser).hasRegistrationDate();

通常,我们可以做小改动就可以让代码变得更容易理解,所以我们新建一个自定义的断言对象:

public class UserAssert extends AbstractAssert<UserAssert, User> {

  public UserAssert(User user) {
    super(user, UserAssert.class);
  }

  public static UserAssert assertThat(User actual) {
    return new UserAssert(actual);
  }

  public UserAssert hasRegistrationDate() {
    isNotNull();
    if (actual.getRegistrationDate() == null) {
      failWithMessage("Expected user to have a registration date, but it was null");
    }
    return this;
  }
}

这样,我们调用 UserAssert
类的 assertThat
方法,而不是直接从 Assertj 库里调用。

创建自定义的断言看起来需要很多的工作量,但其实也就是几分钟的事。我相信这几分钟的工作,绝对是值得的,即使是让代码看起来更直白容易理解。 测试代码我们只会写一次,然后其他人(包括我在以后)都只是去读这段代码,然后是反反复复的去修改这段代码,直到产品消亡。

如果还有疑问,可以参考 Assertions Generator

结论

我们可能有种种的理由在 Spring 里进行测试,但是对于一个普通的单元测试,可以这么做,但是没有必要。随着以后应用越来越庞大,启动时间越来越长,可能还会带来问题。所以,我们在写单元测试的时候,应该以一种更简单的方式去构建 Sprnig bean。

Spring Boot Test Starter
附带了 Mockito 和 AssertJ 作为测试依赖库,所以尽可能的使用这些测试库来做更好的单元测试吧。

所有的代码可以在 这里
找到。

如果发现译文存在错误或其他需要改进的地方,欢迎斧正。

原文 

https://segmentfault.com/a/1190000018323216

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