Java標準單元測試庫 JUnit 4 搶先看

2019-11-18 13:06:46

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　　JUnit 是 java? 語言事實上的標準單元測試庫。JUnit 4 是該庫三年以來最具里程碑意義的一次發布。它的新特性主要是通過采用 Java 5 中的標記（annotation）而不是利用子類、反射或命名機制來識別測試，從而簡化測試。在本文中，執著的代碼測試人員 Elliotte Harold 以 JUnit 4 為例，具體介紹了如何在自己的工作中使用這個新框架。注重，本文假設讀者具有 JUnit 的使用經驗。
　　
　　JUnit 由 Kent Beck 和 Erich Gamma 開發，幾乎毫無疑問是迄今所開發的最重要的第三方 Java 庫。正如 Martin Fowler 所說，“在軟件開發領域，從來就沒有如此少的代碼起到了如此重要的作用”。JUnit 引導并促進了測試的盛行。由于 JUnit，Java 代碼變得更健壯，更可靠，bug 也比以前更少。JUnit（它本身的靈感來自 Smalltalk 的 SUnit）衍生了許多 xUnit 工具，將單元測試的優勢應用于各種語言。nUnit (.NET)、pyUnit (Python)、CppUnit (C++)、dUnit (Delphi) 以及其他工具，影響了各種平臺和語言上的程序員的測試工作。
　　
　　然而，JUnit 僅僅是一個工具而已。真正的優勢來自于 JUnit 所采用的思想和技術，而不是框架本身。單元測試、測試先行的編程和測試驅動的開發并非都要在 JUnit 中實現，任何比較 GUI 的編程都必須用 Swing 來完成。JUnit 本身的最后一次更新差不多是三年以前了。盡管它被證實比大多數框架更健壯、更持久，但是也發現了 bug；而更重要的是，Java 不斷在發展。Java 語言現在支持泛型、枚舉、可變長度參數列表和注釋，這些特性為可重用的框架設計帶來了新的可能。
　　
　　JUnit 的停滯不前并沒有被那些想要廢棄它的程序員所打敗。挑戰者包括 Bill Venners 的 Artima SuiteRunner 以及 Cedric Beust 的 TestNG 等。這些庫有一些可圈可點的特性，但是都沒有達到 JUnit 的知名度和市場占有份額。它們都沒有在諸如 Ant、Maven 或 Eclipse 之類的產品中具有廣泛的開箱即用支持。所以 Beck 和 Gamma 著手開發了一個新版本的 JUnit，它利用 Java 5 的新特性（尤其是注釋）的優勢，使得單元測試比起用最初的 JUnit 來說更加簡單。用 Beck 的話來說，“JUnit 4 的主題是通過進一步簡化 JUnit，鼓勵更多的開發人員編寫更多的測試。”JUnit 4 盡管保持了與現有 JUnit 3.8 測試套件的向后兼容，但是它仍然承諾是自 JUnit 1.0 以來 Java 單元測試方面最重大的改進。
　　
　　注重：該框架的改進是相當前沿的。盡管 JUnit 4 的大輪廓很清楚，但是其細節仍然可以改變。這意味著本文是對 JUnit 4 搶先看，而不是它的最終效果。
　　
　　測試方法
　　
　　以前所有版本的 JUnit 都使用命名約定和反射來定位測試。例如，下面的代碼測試 1+1 等于 2：
　　
　　import junit.framework.TestCase;
　　
　　public class AdditionTest extends TestCase {
　　
　　PRivate int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　public void testAddition() {
　　int z = x + y;
　　assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　而在 JUnit 4 中，測試是由 @Test 注釋來識別的，如下所示：
　　
　　import org.junit.Test;
　　import junit.framework.TestCase;
　　
　　public class AdditionTest extends TestCase {
　　
　　private int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　@Test public void testAddition() {
　　int z = x + y;
　　assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　使用注釋的優點是不再需要將所有的方法命名為 testFoo()、testBar()，等等。例如，下面的方法也可以工作：
　　
　　import org.junit.Test;
　　import junit.framework.TestCase;
　　
　　public class AdditionTest extends TestCase {
　　
　　private int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　@Test public void additionTest() {
　　int z = x + y;
　　assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　下面這個方法也同樣能夠工作：
　　
　　import org.junit.Test;
　　import junit.framework.TestCase;
　　
　　public class AdditionTest extends TestCase {
　　
　　private int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　@Test public void addition() {
　　int z = x + y;
　　assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　這答應您遵循最適合您的應用程序的命名約定。例如，我介紹的一些例子采用的約定是，測試類對其測試方法使用與被測試的類相同的名稱。例如，List.contains() 由 ListTest.contains() 測試，List.add() 由 ListTest.addAll() 測試，等等。
　　
　　TestCase 類仍然可以工作，但是您不再需要擴展它了。只要您用 @Test 來注釋測試方法，就可以將測試方法放到任何類中。但是您需要導入 junit.Assert 類以訪問各種 assert 方法，如下所示：
　　
　　import org.junit.Assert;
　　
　　public class AdditionTest {
　　
　　private int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　@Test public void addition() {
　　int z = x + y;
　　Assert.assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　您也可以使用 JDK 5 中新特性（static import），使得與以前版本一樣簡單：
　　
　　import static org.junit.Assert.assertEquals;
　　
　　public class AdditionTest {
　　
　　private int x = 1;
　　private int y = 1;
　　
　　@Test public void addition() {
　　int z = x + y;
　　assertEquals(2, z);
　　}
　　
　　}
　　
　　這種方法使得測試受保護的方法非常輕易，因為測試案例類現在可以擴展包含受保護方法的類了。
　　
　　SetUp 和 TearDown
　　
　　JUnit 3 測試運行程序（test runner）會在運行每個測試之前自動調用 setUp() 方法。該方法一般會初始化字段，打開日志記錄，重置環境變量，等等。例如，下面是摘自 XOM 的 XSLTransformTest 中的 setUp() 方法：
　　
　　protected void setUp() {
　　
　　System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
　　
　　inputDir = new File("data");
　　inputDir = new File(inputDir, "xslt");
　　inputDir = new File(inputDir, "input");
　　
　　}
　　
　　在 JUnit 4 中，您仍然可以在每個測試方法運行之前初始化字段和配置環境。然而，完成這些操作的方法不再需要叫做 setUp()，只要用 @Before 注釋來指示即可，如下所示：
　　
　　@Before protected void initialize() {
　　
　　System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
　　
　　inputDir = new File("data");
　　inputDir = new File(inputDir, "xslt");
　　inputDir = new File(inputDir, "input");
　　
　　}
　　
　　甚至可以用 @Before 來注釋多個方法，這些方法都在每個測試之前運行：
　　
　　@Before protected void findTestDataDirectory() {
　　inputDir = new File("data");
　　inputDir = new File(inputDir, "xslt");
　　inputDir = new File(inputDir, "input");
　　}
　　
　　@Before protected void redirectStderr() {
　　System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
　　}
　　
　　清除方法與此類似。在 JUnit 3 中，您使用 tearDown() 方法，該方法類似于我在 XOM 中為消耗大量內存的測試所使用的方法：
　　
　　protected void tearDown() {
　　doc = null;
　　System.gc();
　　}
　　
　　對于 JUnit 4，我可以給它取一個更自然的名稱，并用 @After 注釋它：
　　
　　@After protected void disposeDocument() {
　　doc = null;
　　System.gc();
　　}
　　
　　與 @Before 一樣，也可以用 @After 來注釋多個清除方法，這些方法都在每個測試之后運行。
　　
　　最后，您不再需要在超類中顯式調用初始化和清除方法，只要它們不被覆蓋即可，測試運行程序將根據需要自動為您調用這些方法。超類中的 @Before 方法在子類中的 @Before 方法之前被調用（這反映了構造函數調用的順序）。@After 方法以反方向運行：子類中的方法在超類中的方法之前被調用。否則，多個 @Before 或 @After 方法的相對順序就得不到保證。
　　
　　套件范圍的初始化
　　
　　JUnit 4 也引入了一個 JUnit 3 中沒有的新特性：類范圍的 setUp() 和 tearDown() 方法。任何用 @BeforeClass 注釋的方法都將在該類中的測試方法運行之前剛好運行一次，而任何用 @AfterClass 注釋的方法都將在該類中的所有測試都運行之后剛好運行一次。
　　
　　例如，假設類中的每個測試都使用一個數據庫連接、一個網絡連接、一個非常大的數據結構，或者還有一些對于初始化和事情安排來說比較昂貴的其他資源。不要在每個測試之前都重新創建它，您可以創建它一次，并還原它一次。該方法將使得有些測試案例運行起來快得多。例如，當我測試調用第三方庫的代碼中的錯誤處理時，我通常喜歡在測試開始之前重定向 System.err，以便輸出不被預期的錯誤消息打亂。然后我在測試結束后還原它，如下所示：
　　
　　// This class tests a lot of error conditions, which
　　// Xalan annoyingly logs to System.err. This hides System.err
　　// before each test and rest

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