寫好單元測(cè)試的7個(gè)要點(diǎn)
測(cè)試是開(kāi)發(fā)的一個(gè)非常重要的方面粱侣，可以在很大程度上決定應(yīng)用程序的命運(yùn)券坞。好的測(cè)試可以在早期捕獲應(yīng)用程序終止問(wèn)題琅锻，但是糟糕的測(cè)試總是會(huì)導(dǎo)致失敗和停止帮掉。
雖然有三種主要的軟件測(cè)試類型：?jiǎn)卧獪y(cè)試、功能測(cè)試和集成測(cè)試晕鹊，但在本文中松却，我將討論開(kāi)發(fā)人員級(jí)的單元測(cè)試。在我深入研究細(xì)節(jié)之前溅话，讓我們從高層次上回顧一下每種類型的測(cè)試需要什么。
軟件測(cè)試的類型
單元測(cè)試 用于測(cè)試單個(gè)代碼組件歌焦，并確保代碼按預(yù)期方式工作飞几。單元測(cè)試由開(kāi)發(fā)人員編寫和執(zhí)行。大多數(shù)情況下独撇，會(huì)使用JUnit或TestNG這樣的測(cè)試框架屑墨。測(cè)試用例通常在方法級(jí)別編寫，并通過(guò)自動(dòng)化執(zhí)行纷铣。
集成測(cè)試 檢查整個(gè)系統(tǒng)是否工作正常卵史。集成測(cè)試也是由開(kāi)發(fā)人員完成的，但它不是測(cè)試單個(gè)組件搜立，而是旨在跨組件進(jìn)行測(cè)試以躯。系統(tǒng)由許多單獨(dú)的組件組成，如代碼啄踊、數(shù)據(jù)庫(kù)忧设、Web服務(wù)器等。集成測(cè)試能夠發(fā)現(xiàn)組件的連接颠通、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)址晕、數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題等問(wèn)題。
功能測(cè)試 通過(guò)將給定輸入的結(jié)果與規(guī)范進(jìn)行比較來(lái)檢查每個(gè)特性是否正確實(shí)現(xiàn)顿锰。通常谨垃，這不是在開(kāi)發(fā)人員級(jí)別完成的启搂。功能測(cè)試由單獨(dú)的測(cè)試團(tuán)隊(duì)執(zhí)行。根據(jù)規(guī)范編寫測(cè)試用例刘陶，并將實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較胳赌。有幾種工具可用于自動(dòng)化功能測(cè)試，如Selenium和qtp易核。
TIPS
1. 使用單元測(cè)試框架
Java提供了用于單元測(cè)試的若干框架匈织。testng和junit是最流行的測(cè)試框架。JUnit和TESTNG的一些重要特性：
- 易于安裝和運(yùn)行牡直。支持批注缀匕。
- 允許忽略或分組某些測(cè)試并一起執(zhí)行 。
- 支持參數(shù)化測(cè)試碰逸，即通過(guò)在運(yùn)行時(shí)指定不同的值來(lái)運(yùn)行單元測(cè)試
- 通過(guò)與Ant乡小、Maven和Gradle等構(gòu)建工具集成，支持自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行饵史。
EasyMock是一個(gè)模擬框架满钟，它是對(duì)諸如JUnit和TestNG這樣的單元測(cè)試框架的補(bǔ)充。easymock本身不是一個(gè)完整的框架胳喷。它只是增加了創(chuàng)建模擬對(duì)象以方便測(cè)試的能力湃番。例如，我們要測(cè)試的方法可以調(diào)用從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)的DAO類吭露。在這種情況下吠撮，easymock可以用來(lái)創(chuàng)建返回硬編碼數(shù)據(jù)的mockdao。這使得我們可以輕松地測(cè)試我們想要的方法讲竿，而不必為數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)而煩惱泥兰。
2. 強(qiáng)烈建議使用測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)！
測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（TDD）是一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程题禀，在這個(gè)過(guò)程中鞋诗，在任何編碼開(kāi)始之前，測(cè)試都是根據(jù)需求編寫的迈嘹。由于還沒(méi)有代碼削彬，測(cè)試最初將失敗。然后寫入最小數(shù)量的代碼以通過(guò)測(cè)試江锨。然后重構(gòu)代碼吃警，逐步優(yōu)化。
其目標(biāo)是編寫涵蓋所有需求的測(cè)試啄育，而不是簡(jiǎn)單地先編寫甚至可能不滿足需求的代碼酌心。TDD非常好，因?yàn)樗帉懥艘子诰S護(hù)的簡(jiǎn)單模塊化代碼挑豌“踩總體開(kāi)發(fā)速度加快墩崩，缺陷容易識(shí)別。此外侯勉，單元測(cè)試是作為TDD方法的副產(chǎn)品創(chuàng)建的鹦筹。
但是，TDD可能不適用于所有情況址貌。在設(shè)計(jì)復(fù)雜的項(xiàng)目中铐拐，專注于最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以通過(guò)測(cè)試用例，而不提前考慮可能會(huì)導(dǎo)致巨大的代碼更改练对。此外遍蟋，對(duì)于與遺留系統(tǒng)、GUI應(yīng)用程序或與數(shù)據(jù)庫(kù)一起工作的應(yīng)用程序交互的系統(tǒng)螟凭，TDD方法也很難使用虚青。此外，測(cè)試需要隨著代碼的變化而更新螺男。
因此棒厘，在決定采用TDD方法之前，應(yīng)牢記上述因素下隧，并根據(jù)項(xiàng)目的性質(zhì)鑒別是否使用奢人。
3. 評(píng)估代碼覆蓋率
代碼覆蓋率度量在運(yùn)行單元測(cè)試時(shí)執(zhí)行代碼的百分比。通常淆院，具有高覆蓋率的代碼包含未檢測(cè)到的錯(cuò)誤的可能性會(huì)降低达传，因?yàn)樵跍y(cè)試過(guò)程中執(zhí)行了更多的源代碼。衡量代碼覆蓋率的一些最佳實(shí)踐包括：
- 使用代碼覆蓋工具迫筑，如Clover、Corbetura宗弯、Jacoco或Sonar脯燃。
- 使用工具可以提高測(cè)試質(zhì)量，因?yàn)檫@些工具可以指出代碼中未測(cè)試的部分蒙保，從而允許您開(kāi)發(fā)額外的測(cè)試來(lái)覆蓋這些區(qū)域辕棚。
- 每當(dāng)編寫新功能時(shí)，立即編寫要覆蓋的新測(cè)試邓厕。
- 確保有覆蓋代碼所有分支的測(cè)試用例逝嚎，即if/else語(yǔ)句。
高代碼覆蓋率不能保證測(cè)試是完美的详恼，所以要小心补君！下面的concat方法接受一個(gè)布爾值作為輸入，并且只在布爾值為true時(shí)附加傳入的兩個(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(cè)試用例：
@Test
public void testStringUtil() {
String result = stringUtil.concat(true, "Hello ", "World");
System.out.println("Result is "+result);
}
在這種情況下昧互，測(cè)試的執(zhí)行值為true挽铁。當(dāng)測(cè)試執(zhí)行時(shí)伟桅，它將通過(guò)。當(dāng)代碼覆蓋率工具運(yùn)行時(shí)叽掘，它將在執(zhí)行concat方法中的所有代碼時(shí)顯示100%的代碼覆蓋率楣铁。但是，如果使用值false執(zhí)行測(cè)試更扁，則將引發(fā)NullPointerException盖腕。因此，100%的代碼覆蓋率并不能真正表明測(cè)試是否覆蓋了所有場(chǎng)景浓镜，并且測(cè)試是否良好溃列。
4. 盡可能將測(cè)試數(shù)據(jù)外置化
在JUnit4之前，運(yùn)行測(cè)試用例的數(shù)據(jù)必須硬編碼到測(cè)試用例中竖哩。這創(chuàng)建了一個(gè)限制哭廉，為了用不同的數(shù)據(jù)運(yùn)行測(cè)試，必須修改測(cè)試用例代碼相叁。然而遵绰，junit4和testng支持將測(cè)試數(shù)據(jù)外部化，以便可以針對(duì)不同的數(shù)據(jù)集運(yùn)行測(cè)試用例增淹，而不必更改源代碼椿访。
下面的MathChecker類具有檢查數(shù)字是否為奇數(shù)的方法：
public class MathChecker {
public Boolean isOdd(int n) {
if (n%2 != 0) {
return true;
} else {
return false;
}
}
}
TestNG
以下是MathChecker類使用testNg的測(cè)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));
}
}
下面是testng.xml（testng的配置文件），它具有要為其執(zhí)行測(cè)試的數(shù)據(jù)：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<suite name="ParameterExampleSuite" parallel="false">
<test name="MathCheckerTest">
<classes>
<parameter name="num" value="3"></parameter>
<class name="com.stormpath.demo.MathCheckerTest"/>
</classes>
</test>
<test name="MathCheckerTest1">
<classes>
<parameter name="num" value="7"></parameter>
<class name="com.stormpath.demo.MathCheckerTest"/>
</classes>
</test>
</suite>
正如你看到的虑润，在這種情況下成玫，測(cè)試將執(zhí)行兩次，分別針對(duì)值3和7執(zhí)行一次拳喻。除了通過(guò)XML配置文件指定測(cè)試數(shù)據(jù)外哭当，還可以通過(guò)DataProvider注釋在類中提供測(cè)試數(shù)據(jù)。
JUnit
與testng類似冗澈，測(cè)試數(shù)據(jù)也可以為junit外部化钦勘。以下是上述同一MathChecker類的JUnit測(cè)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<Object[]> getTestData() {
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);
}
}
可以看到，要為其執(zhí)行測(cè)試的測(cè)試數(shù)據(jù)是由
gettestdata（）方法指定的亚亲。這種方法可以很容易地修改為從外部文件讀取數(shù)據(jù)彻采，而不是使用硬編碼數(shù)據(jù)。
5. 使用斷言而不是打印語(yǔ)句
許多新開(kāi)發(fā)人員習(xí)慣于在每行代碼后編寫System.out.println語(yǔ)句捌归，以驗(yàn)證代碼是否正確執(zhí)行肛响。這種實(shí)踐通常擴(kuò)展到單元測(cè)試，導(dǎo)致測(cè)試代碼混亂惜索。除了混亂之外特笋，這還需要開(kāi)發(fā)人員手動(dòng)干預(yù)以驗(yàn)證控制臺(tái)上打印的輸出，以檢查測(cè)試是否成功運(yùn)行门扇。更好的方法是使用自動(dòng)指示測(cè)試結(jié)果的斷言雹有。
以下StringUtil類是一個(gè)簡(jiǎn)單類偿渡，其中一個(gè)方法連接兩個(gè)輸入字符串并返回結(jié)果：
public class StringUtil {
public String concat(String a,String b) {
return a + b;
}
}
The following are two unit tests for the method above:
@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將始終通過(guò)，因?yàn)樗鼪](méi)有斷言霸奕。開(kāi)發(fā)人員需要在控制臺(tái)手動(dòng)驗(yàn)證測(cè)試的輸出溜宽。如果方法返回錯(cuò)誤的結(jié)果并且不需要開(kāi)發(fā)人員干預(yù)，則teststringutil \_good將失敗质帅。
6. 生成具有確定性結(jié)果的測(cè)試
有些方法沒(méi)有確定的結(jié)果适揉，即該方法的輸出不是預(yù)先知道的，并且每次都可能變化煤惩。例如嫉嘀，考慮具有復(fù)雜函數(shù)的以下代碼和計(jì)算執(zhí)行復(fù)雜函數(shù)所需時(shí)間（毫秒）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)魄揉，它將返回不同的值剪侮。為這個(gè)方法編寫測(cè)試用例沒(méi)有任何用處，因?yàn)榉椒ǖ妮敵鍪强勺兊穆逋恕Ｒ虼税旮瑴y(cè)試方法將無(wú)法驗(yàn)證任何特定執(zhí)行的輸出。
7. 測(cè)試錯(cuò)誤情景和邊界情景兵怯，以及正常情景
通常彩匕，開(kāi)發(fā)人員花費(fèi)大量的時(shí)間和精力編寫測(cè)試用例，以確保應(yīng)用程序按預(yù)期工作媒区。然而驼仪，測(cè)試錯(cuò)誤的測(cè)試用例也是很重要的。否定測(cè)試用例是測(cè)試系統(tǒng)是否可以處理無(wú)效數(shù)據(jù)的測(cè)試用例袜漩。例如绪爸，考慮一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)，它讀取由用戶鍵入的長(zhǎng)度為8的字母數(shù)字值宙攻。除了字母數(shù)字值之外毡泻，還應(yīng)測(cè)試以下異常情景測(cè)試用例：
- 用戶指定非字母數(shù)字值，如特殊字符
- 用戶指定空值粘优。
- 用戶指定的值大于或小于8個(gè)字符。
類似地呻顽，邊界測(cè)試用例測(cè)試系統(tǒng)是否能很好地處理極端值雹顺。例如，如果希望用戶輸入1到100之間的數(shù)值廊遍，1和100是邊界值嬉愧，測(cè)試系統(tǒng)中這些值非常重要。
