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java單元測試(使用junit4)

   JUnit是由 Erich Gamma 和 Kent Beck 編寫的一個迴歸測試框架(regression testing framework),供Java開發人員編寫單元測試之用。

1、概述
  Junit測試是程式設計師測試,即所謂白盒測試,因為程式設計師知道被測試的軟體如何(How)完成功能和完成什麼樣(What)的功能。
  Junit本質上是一套框架,即開發者制定了一套條條框框,遵循這此條條框框要求編寫測試程式碼,如繼承某個類,實現某個介面,就可以用Junit進行自動測試了。
  由於Junit相對獨立於所編寫的程式碼,可以測試程式碼的編寫可以先於實現程式碼的編寫,XP 中推崇的 test first design的實現有了現成的手段:用Junit寫測試程式碼,寫實現程式碼,執行測試,測試失敗,修改實現程式碼,再執行測試,直到測試成功。以後對程式碼的修改和優化,執行測試成功,則修改成功。
  Java 下的 team 開發,採用 cvs(版本控制) + ant(專案管理) + junit(整合測試) 的模式時,通過對ant的配置,可以很簡單地實現測試自動化。

  對不同性質的被測物件,如Class,Jsp,Servlet,Ejb等,Junit有不同的使用技巧,以後慢慢地分別講敘。以下以Class測試為例講解,除非特殊說明。

2、下載安裝


去Junit主頁下載最新版本3.8.1程式包junit-3.8.1.zip

用winzip或unzip將junit-3.8.1.zip解壓縮到某一目錄名為$JUNITHOME

將junit.jar和$JUNITHOME/junit加入到CLASSPATH中,加入後者只因為測試例程在那個目錄下。

注意不要將junit.jar放在jdk的extension目錄下

執行命令,結果如右圖。
java junit.swingui.TestRunner junit.samples.AllTests

3、Junit架構
  下面以Money這個類為例進行說明。

public class Money {
private int fAmount;//餘額
private String fCurrency;//貨幣型別

public Money(int amount, String currency) {
fAmount= amount;
fCurrency= currency;
}

public int amount() {
return fAmount;
}

public String currency() {
return fCurrency;
}

public Money add(Money m) {//加錢
return new Money(amount()+m.amount(), currency());
}

public boolean equals(Object anObject) {//判斷錢數是否相等
if (anObject instanceof Money) {
Money aMoney= (Money)anObject;
return aMoney.currency().equals(currency())
&& amount() == aMoney.amount();
}
return false;
}
}


  Junit本身是圍繞著兩個設計模式來設計的:命令模式和整合模式.

命令模式
  利用TestCase定義一個子類,在這個子類中生成一個被測試的物件,編寫程式碼檢測某個方法被呼叫後物件的狀態與預期的狀態是否一致,進而斷言程式程式碼有沒有bug。
  當這個子類要測試不只一個方法的實現程式碼時,可以先建立測試基礎,讓這些測試在同一個基礎上執行,一方面可以減少每個測試的初始化,而且可以測試這些不同方法之間的聯絡。
  例如,我們要測試Money的Add方法,可以如下:
public class MoneyTest extends TestCase { //TestCase的子類
public void testAdd() { //把測試程式碼放在testAdd中
Money m12CHF= new Money(12, "CHF"); //本行和下一行進行一些初始化
Money m14CHF= new Money(14, "CHF");
Money expected= new Money(26, "CHF");//預期的結果
Money result= m12CHF.add(m14CHF); //執行被測試的方法
Assert.assertTrue(expected.equals(result)); //判斷執行結果是否與預期的相同
}
}

  如果測試一下equals方法,用類似的程式碼,如下:
public class MoneyTest extends TestCase { //TestCase的子類
public void testEquals() { //把測試程式碼放在testEquals中
Money m12CHF= new Money(12, "CHF"); //本行和下一行進行一些初始化
Money m14CHF= new Money(14, "CHF");

Assert.assertTrue(!m12CHF.equals(null));//進行不同情況的測試
Assert.assertEquals(m12CHF, m12CHF);
Assert.assertEquals(m12CHF, new Money(12, "CHF")); // (1)
Assert.assertTrue(!m12CHF.equals(m14CHF));
}
}


  當要同時進行測試Add和equals方法時,可以將它們的各自的初始化工作,合併到一起進行,形成測試基礎,用setUp初始化,用tearDown清除。如下:
public class MoneyTest extends TestCase {//TestCase的子類
private Money f12CHF;//提取公用的物件
private Money f14CHF;

protected void setUp() {//初始化公用物件
f12CHF= new Money(12, "CHF");
f14CHF= new Money(14, "CHF");
}
public void testEquals() {//測試equals方法的正確性
Assert.assertTrue(!f12CHF.equals(null));
Assert.assertEquals(f12CHF, f12CHF);
Assert.assertEquals(f12CHF, new Money(12, "CHF"));
Assert.assertTrue(!f12CHF.equals(f14CHF));
}

public void testSimpleAdd() {//測試add方法的正確性
Money expected= new Money(26, "CHF");
Money result= f12CHF.add(f14CHF);
Assert.assertTrue(expected.equals(result));
}
}


  將以上三個中的任一個TestCase子類程式碼儲存到名為MoneyTest.java的檔案裡,並在檔案首行增加
import junit.framework.*;
,都是可以執行的。關於Junit執行的問題很有意思,下面單獨說明。
  上面為解釋概念“測試基礎(fixture)”,引入了兩個對兩個方法的測試。命令模式與整合模式的本質區別是,前者一次只執行一個測試。

整合模式
  利用TestSuite可以將一個TestCase子類中所有test***()方法包含進來一起執行,還可將TestSuite子類也包含進來,從而行成了一種等級關係。可以把TestSuite視為一個容器,可以盛放TestCase中的test***()方法,它自己也可以巢狀。這種體系架構,非常類似於現實中程式一步步開發一步步整合的現況。
  對上面的例子,有程式碼如下:
public class MoneyTest extends TestCase {//TestCase的子類
....
public static Test suite() {//靜態Test
TestSuite suite= new TestSuite();//生成一個TestSuite
suite.addTest(new MoneyTest("testEquals")); //加入測試方法
suite.addTest(new MoneyTest("testSimpleAdd"));
return suite;
}
}

  從Junit2.0開始,有列簡捷的方法:
public class MoneyTest extends TestCase {//TestCase的子類
....
public static Test suite() {靜態Test
return new TestSuite(MoneyTest.class); //以類為引數
}
}

  TestSuite見巢狀的例子,在後面應用案例中有。
  

4、測試程式碼的執行
  先說最常用的整合模式。
  測試程式碼寫好以後,可以相應的類中寫main方法,用java命令直接執行;也可以不寫main方法,用Junit提供的執行器執行。Junit提供了textui,awtui和swingui三種執行器。
  以前面第2步中的AllTests執行為例,可有四種:

java junit.textui.TestRunner junit.samples.AllTests
java junit.awtui.TestRunner junit.samples.AllTests
java junit.swingui.TestRunner junit.samples.AllTests
java junit.samples.AllTests

  main方法中一般也都是簡單地用Runner呼叫suite(),當沒有main時,TestRunner自己以執行的類為引數生成了一個TestSuite.
  
  對於命令模式的執行,有兩種方法。

靜態方法

TestCase test= new MoneyTest("simple add") {
public void runTest() {
testSimpleAdd();
}
};


動態方法

TestCase test= new MoneyTest("testSimpleAdd");

  我試了一下,好象有問題,哪位朋友成功了,請指點我一下。確實可以。

import junit.framework.*;

public class MoneyTest extends TestCase {//TestCase的子類
private Money f12CHF;//提取公用的物件
private Money f14CHF;
public MoneyTest(String name){
super(name);
}
protected void setUp() {//初始化公用物件
f12CHF= new Money(12, "CHF");
f14CHF= new Money(14, "CHF");
}
public void testEquals() {//測試equals方法的正確性
Assert.assertTrue(!f12CHF.equals(null));
Assert.assertEquals(f12CHF, f12CHF);
Assert.assertEquals(f12CHF, new Money(12, "CHF"));
Assert.assertTrue(!f12CHF.equals(f14CHF));
}

public void testAdd() {//測試add方法的正確性
Money expected= new Money(26, "CHF");
Money result= f12CHF.add(f14CHF);
Assert.assertTrue(expected.equals(result));
}
// public static void main(String[] args) {
// TestCase test=new MoneyTest("simple add") {
// public void runTest() {
// testAdd();
// }
// };
// junit.textui.TestRunner.run(test);
// }
public static void main(String[] args) {
TestCase test=new MoneyTest("testAdd");
junit.textui.TestRunner.run(test);
}
}


再給一個靜態方法用整合測試的例子:
public static Test suite() {
TestSuite suite= new TestSuite();
suite.addTest(
new testCar("getWheels") {
protected void runTest() { testGetWheels(); }
}
);

suite.addTest(
new testCar("getSeats") {
protected void runTest() { testGetSeats(); }
}
);
return suite;
}


5、應用案例


Junit Primer例程,執行如下:
java com.hedong.JunitLearning.Primer.ShoppingCartTest


Ant+Junit+Mailto實現自動編譯、除錯併發送結果的build.xml

JUnit實施,寫得很棒,理解也深刻。例程執行如下:
java com.hedong.JunitLearning.car.testCarNoJunit
java junit.swingui.TestRunner com.hedong.JunitLearning.car.testCar


Junit與log4j結合,阿菜的例程執行:
cd acai
ant junit











6、一些問題
  有人在實踐基礎上總結出一些非常有價值的使用技巧,我沒有經過一一“測試”,暫列在此。

不要用TestCase的建構函式初始化Fixture,而要用setUp()和tearDown()方法。

不要依賴或假定測試執行的順序,因為JUnit利用Vector儲存測試方法。所以不同的平臺會按不同的順序從Vector中取出測試方法。不知3.8中是不是還是如此,不過它提供的例子有一個是指定用VectorSuite的,如果不指定呢?

避免編寫有副作用的TestCase。例如:如果隨後的測試依賴於某些特定的交易資料,就不要提交交易資料。簡單的回滾就可以了。

當繼承一個測試類時,記得呼叫父類的setUp()和tearDown()方法。

將測試程式碼和工作程式碼放在一起,一邊同步編譯和更新。(使用Ant中有支援junit的task.)

測試類和測試方法應該有一致的命名方案。如在工作類名前加上test從而形成測試類名。

確保測試與時間無關,不要依賴使用過期的資料進行測試。導致在隨後的維護過程中很難重現測試。

如果你編寫的軟體面向國際市場,編寫測試時要考慮國際化的因素。不要僅用母語的Locale進行測試。

儘可能地利用JUnit提供地assert/fail方法以及異常處理的方法,可以使程式碼更為簡潔。

測試要儘可能地小,執行速度快。

把測試程式建立在與被測物件相同的包中

在你的原始程式碼目錄中避免測試碼出現,可在一個原始碼映象目錄中放測試碼

在自己的應用程式包中包含一個TestSuite測試類





7、相關資源下載
以下jar包,我只是做了打包、編譯和除錯的工作,供下載學習之用,相關的權利屬於原作者。

可執行例程.jar

Build.xml

阿菜的例程

Junit API 漢譯(pdf)


8、未完成的任務


httpunit

cactus

將Junit用連結池測試