【单元测试】单元测试之Mockito的使用

慈云数据 1年前 (2024-03-25) 技术支持 65 0

目录

  • 一、前期准备
    • 1、准备工作
    • 2、入门知识
    • 3、五分钟入门Demo
    • 二、让我们开始学习吧!
      • 1、行为验证
      • 2、如何做一些测试桩stub
      • 3、参数匹配器
      • 4、执行顺序验证
      • 5、确保交互(interaction)操作不会执行在mock对象上
      • 6、使用注解简化mock对象创建
      • 7、监控真实对象(部分mock)
      • 8、@Mock 和 @Spy的使用
      • 9、ArgumentCaptor(参数捕获器)捕获方法参数进行验证。(可代替参数匹配器使用)
      • 10、简化 ArgumentCaptor 的创建
      • 11、高级特性:自定义验证失败信息
      • 12、高级特性:修改没有测试桩的调用的默认返回
      • 三、学习了这么多,牛刀小试一下!

        一、前期准备

        1、准备工作

        
            org.mockito
            mockito-core
            2.7.19
            test
        
        
        
            junit
            junit
            4.12
            test
        
        

        2、入门知识

        1)Mockito:简单轻量级的做mocking测试的框架;

        【单元测试】单元测试之Mockito的使用
        (图片来源网络,侵删)

        2)mock对象:在调试期间用来作为真实对象的替代品;

        3)mock测试:在测试过程中,对那些不容易构建的对象用一个虚拟对象来代替测试的方法就叫mock测试;

        【单元测试】单元测试之Mockito的使用
        (图片来源网络,侵删)

        4)stub:打桩,就是为mock对象的方法指定返回值(可抛出异常);

        5)verify:行为验证,验证指定方法调用情况(是否被调用,调用次数等);

        3、五分钟入门Demo

        @Test
        public void test0() {
            //1、创建mock对象(模拟依赖的对象)
            final List mock = Mockito.mock(List.class);
            //2、使用mock对象(mock对象会对接口或类的方法给出默认实现)
            System.out.println("mock.add result => " + mock.add("first"));  //false
            System.out.println("mock.size result => " + mock.size());       //0
            //3、打桩操作(状态测试:设置该对象指定方法被调用时的返回值)
            Mockito.when(mock.get(0)).thenReturn("second");
            Mockito.doReturn(66).when(mock).size();
            //3、使用mock对象的stub(测试打桩结果)
            System.out.println("mock.get result => " + mock.get(0));    //second
            System.out.println("mock.size result => " + mock.size());   //66
            //4、验证交互 verification(行为测试:验证方法调用情况)
            Mockito.verify(mock).get(Mockito.anyInt());
            Mockito.verify(mock, Mockito.times(2)).size();
            //5、验证返回的结果(这是JUnit的功能)
            assertEquals("second", mock.get(0));
            assertEquals(66, mock.size());
        }
        

        二、让我们开始学习吧!

        1、行为验证

        一旦mock对象被创建了,mock对象会记住所有的交互,然后你就可以选择性的验证你感兴趣的交互,验证不通过则抛出异常。

        @Test
        public void test1() {
            final List mockList = Mockito.mock(List.class);
            mockList.add("mock1");
            mockList.get(0);
            mockList.size();
            mockList.clear();
            // 验证方法被使用(默认1次)
            Mockito.verify(mockList).add("mock1");
            // 验证方法被使用1次
            Mockito.verify(mockList, Mockito.times(1)).get(0);
            // 验证方法至少被使用1次
            Mockito.verify(mockList, Mockito.atLeast(1)).size();
            // 验证方法没有被使用
            Mockito.verify(mockList, Mockito.never()).contains("mock2");
            // 验证方法至多被使用5次
            Mockito.verify(mockList, Mockito.atMost(5)).clear();
            // 指定方法调用超时时间
            Mockito.verify(mockList, timeout(100)).get(0);
            // 指定时间内需要完成的次数
            Mockito.verify(mockList, timeout(200).atLeastOnce()).size();
        }
        

        2、如何做一些测试桩stub

        默认情况下,所有的函数都有返回值。mock函数默认返回的是null,一个空的集合或者一个被对象类型包装的内置类型,例如0、false对应的对象类型为Integer、Boolean;

        一旦测试桩函数被调用,该函数将会一致返回固定的值;

        对于 static 和 final 方法, Mockito 无法对其 when(…).thenReturn(…) 操作。

        @Test
        public void test2() {
            //静态导入,减少代码量:import static org.mockito.Mockito.*;
            final ArrayList mockList = mock(ArrayList.class);
            // 设置方法调用返回值
            when(mockList.add("test2")).thenReturn(true);
            doReturn(true).when(mockList).add("test2");
            System.out.println(mockList.add("test2"));  //true
            // 设置方法调用抛出异常
            when(mockList.get(0)).thenThrow(new RuntimeException());
            doThrow(new RuntimeException()).when(mockList).get(0);
            System.out.println(mockList.get(0));    //throw RuntimeException
            // 无返回方法打桩
            doNothing().when(mockList).clear();
            // 为回调做测试桩(对方法返回进行拦截处理)
            final Answer answer = new Answer() {
                @Override
                public String answer(InvocationOnMock invocationOnMock) throws Throwable {
                    final List mock = (List) invocationOnMock.getMock();
                    return "mock.size result => " + mock.size();
                }
            };
            when(mockList.get(1)).thenAnswer(answer);
            doAnswer(answer).when(mockList).get(1);
            System.out.println(mockList.get(1));    //mock.size result => 0
            // 对同一方法多次打桩,以最后一次为准
            when(mockList.get(2)).thenReturn("test2_1");
            when(mockList.get(2)).thenReturn("test2_2");
            System.out.println(mockList.get(2));    //test2_2
            System.out.println(mockList.get(2));    //test2_2
            // 设置多次调用同类型结果
            when(mockList.get(3)).thenReturn("test2_1", "test2_2");
            when(mockList.get(3)).thenReturn("test2_1").thenReturn("test2_2");
            System.out.println(mockList.get(3));    //test2_1
            System.out.println(mockList.get(3));    //test2_2
            // 为连续调用做测试桩(为同一个函数调用的不同的返回值或异常做测试桩)
            when(mockList.get(4)).thenReturn("test2").thenThrow(new RuntimeException());
            doReturn("test2").doThrow(new RuntimeException()).when(mockList).get(4);
            System.out.println(mockList.get(4));    //test2
            System.out.println(mockList.get(4));    //throw RuntimeException
            // 无打桩方法,返回默认值
            System.out.println(mockList.get(99));    //null
        }
        

        3、参数匹配器

        参数匹配器使验证和测试桩变得更灵活;

        为了合理的使用复杂的参数匹配,使用equals()与anyX() 的匹配器会使得测试代码更简洁、简单。有时,会迫使你重构代码以使用equals()匹配或者实现equals()函数来帮助你进行测试;

        如果你使用参数匹配器,所有参数都必须由匹配器提供;

        支持自定义参数匹配器;

        @Test
         public void test3() {
             final Map mockMap = mock(Map.class);
             // 正常打桩测试
             when(mockMap.get("key")).thenReturn("value1");
             System.out.println(mockMap.get("key"));     //value1
             // 为灵活起见,可使用参数匹配器
             when(mockMap.get(anyString())).thenReturn("value2");
             System.out.println(mockMap.get(anyString()));   //value2
             System.out.println(mockMap.get("test_key"));    //value2
             System.out.println(mockMap.get(0)); //null
             // 多个入参时,要么都使用参数匹配器,要么都不使用,否则会异常
             when(mockMap.put(anyString(), anyInt())).thenReturn("value3");
             System.out.println(mockMap.put("key3", 3));     //value3
             System.out.println(mockMap.put(anyString(), anyInt()));     //value3
             System.out.println(mockMap.put("key3", anyInt()));    //异常
             // 行为验证时,也支持使用参数匹配器
             verify(mockMap, atLeastOnce()).get(anyString());
             verify(mockMap).put(anyString(), eq(3));
         }
        

        4、执行顺序验证

        验证执行顺序是非常灵活的-你不需要一个一个的验证所有交互,只需要验证你感兴趣的对象即可;

        你可以仅通过那些需要验证顺序的mock对象来创建InOrder对象;

        @Test
        public void test4() {
            // 验证同一个对象多个方法的执行顺序
            final List mockList = mock(List.class);
            mockList.add("first");
            mockList.add("second");
            final InOrder inOrder = inOrder(mockList);
            inOrder.verify(mockList).add("first");
            inOrder.verify(mockList).add("second");
            // 验证多个对象多个方法的执行顺序
            final List mockList1 = mock(List.class);
            final List mockList2 = mock(List.class);
            mockList1.get(0);
            mockList1.get(1);
            mockList2.get(0);
            mockList1.get(2);
            mockList2.get(1);
            final InOrder inOrder1 = inOrder(mockList1, mockList2);
            inOrder1.verify(mockList1).get(0);
            inOrder1.verify(mockList1).get(2);
            inOrder1.verify(mockList2).get(1);
        }
        

        5、确保交互(interaction)操作不会执行在mock对象上

        一些用户可能会在频繁地使用verifyNoMoreInteractions(),甚至在每个测试函数中都用。但是verifyNoMoreInteractions()并不建议在每个测试函数中都使用;

        verifyNoMoreInteractions()在交互测试套件中只是一个便利的验证,它的作用是当你需要验证是否存在冗余调用时;

        @Test
        public void test5() {
            // 验证某个交互是否从未被执行
            final List mock = mock(List.class);
            mock.add("first");
            verify(mock, never()).add("test5");   //通过
            verify(mock, never()).add("first");  //异常
            // 验证mock对象没有交互过
            final List mock1 = mock(List.class);
            final List mock2 = mock(List.class);
            verifyZeroInteractions(mock1);  //通过
            verifyNoMoreInteractions(mock1, mock2); //通过
            verifyZeroInteractions(mock, mock2);  //异常
            // 注意:可能只想验证前面的逻辑,但是加上最后一行,会导致出现异常。建议使用方法层面的验证,如:never();
            //      在验证是否有冗余调用的时候,可使用此种方式。如下:
            final List mockList = mock(List.class);
            mockList.add("one");
            mockList.add("two");
            verify(mockList).add("one");    // 通过
            verify(mockList, never()).get(0);    //通过
            verifyZeroInteractions(mockList);   //异常
        }
        

        6、使用注解简化mock对象创建

        注意!下面这句代码需要在运行测试函数之前被调用,一般放到测试类的基类或者test runner中:

        MockitoAnnotations.initMocks(this);
        

        也可以使用内置的runner: MockitoJUnitRunner 或者一个rule : MockitoRule;

        // 代替 mock(ArgumentTestService.class) 创建mock对象;
        @Mock
        private ArgumentTestService argumentTestService;
        // 若改注解修饰的对象有成员变量,@Mock定义的mock对象会被自动注入;
        @InjectMocks
        private MockitoAnnotationServiceImpl mockitoAnnotationService;
        @Test
        public void test6() {
            // 注意!下面这句代码需要在运行测试函数之前被调用,一般放到测试类的基类或者test runner中;
            MockitoAnnotations.initMocks(this);
            when(argumentTestService.argumentTestMethod(new ArgumentTestRequest())).thenReturn("success");
            System.out.println(argumentTestService.argumentTestMethod(new ArgumentTestRequest()));  //success
            System.out.println(mockitoAnnotationService.mockitoAnnotationTestMethod()); //null
        }
        

        7、监控真实对象(部分mock)

        可以为真实对象创建一个监控(spy)对象。当你使用这个spy对象时真实的对象也会也调用,除非它的函数被stub了;

        尽量少使用spy对象,使用时也需要小心形式,例如spy对象可以用来处理遗留代码;

        stub语法中同样提供了部分mock的方法,可以调用真实的方法;

        完全mock:

        上文讲的内容是完全mock,即创建的mock对象与真实对象无关,mock对象的方法默认都是基本的实现,返回基本类型。可基于接口、实现类创建mock对象。

        部分mock:

        所谓部分mock,即创建的mock对象时基于真实对象的,mock对象的方法都是默认使用真实对象的方法,除非stub之后,才会以stub为准。基于实现类创建mock对象,否则在没有stub的情况下,调用真实方法时,会出现异常。

        注意点:

        Mockito并不会为真实对象代理函数调用,实际上它会拷贝真实对象。因此如果你保留了真实对象并且与之交互,不要期望从监控对象得到正确的结果。 当你在监控对象上调用一个没有被stub的函数时并不会调用真实对象的对应函数,你不会在真实对象上看到任何效果

        @Test
        public void test7() {
            // stub部分mock(stub中使用真实调用)。注意:需要mock实现类,否则会有异常
            final StubTestService stubTestService = mock(StubTestServiceImpl.class);
            when(stubTestService.stubTestMethodA("paramA")).thenCallRealMethod();
            doCallRealMethod().when(stubTestService).stubTestMethodB();
            System.out.println(stubTestService.stubTestMethodA("paramA"));  //stubTestMethodA is called, param = paramA
            System.out.println(stubTestService.stubTestMethodB());  //stubTestMethodB is called
            System.out.println(stubTestService.stubTestMethodC());  //null
            // spy部分mock
            final LinkedList linkedList = new LinkedList();
            final LinkedList spy = spy(linkedList);
            spy.add("one");
            spy.add("two");
            doReturn(100).when(spy).size();
            when(spy.get(0)).thenReturn("one_test");
            System.out.println(spy.size()); //100
            System.out.println(spy.get(0)); //one_test
            System.out.println(spy.get(1)); //two
            // spy可以类比AOP。在spy中,由于默认是调用真实方法,所以第二种写法不等价于第一种写法,不推荐这种写法。
            doReturn("two_test").when(spy).get(2);
            when(spy.get(2)).thenReturn("two_test"); //异常 java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 2, Size: 2
            System.out.println(spy.get(2));   //two_test
            // spy对象只是真实对象的复制,真实对象的改变不会影响spy对象
            final List arrayList = new ArrayList();
            final List spy1 = spy(arrayList);
            spy1.add(0, "one");
            System.out.println(spy1.get(0));    //one
            arrayList.add(0, "list1");
            System.out.println(arrayList.get(0));   //list1
            System.out.println(spy1.get(0));    //one
            // 若对某个方法stub之后,又想调用真实的方法,可以使用reset(spy)
            final ArrayList arrayList1 = new ArrayList();
            final ArrayList spy2 = spy(arrayList1);
            doReturn(100).when(spy2).size();
            System.out.println(spy2.size());    //100
            reset(spy2);
            System.out.println(spy2.size());    //0
        }
        

        8、@Mock 和 @Spy的使用

        @Mock 等价于 Mockito.mock(Object.class);

        @Spy 等价于 Mockito.spy(obj);

        区分是mock对象还是spy对象:
        Mockito.mockingDetails(someObject).isMock();
        Mockito.mockingDetails(someObject).isSpy();
        @Mock
        private StubTestService stubTestService;
        @Spy
        private StubTestServiceImpl stubTestServiceImpl;
        @Spy
        private StubTestService stubTestServiceImpl1 = new StubTestServiceImpl();
        @Test
        public void test8() {
            MockitoAnnotations.initMocks(this);
            // mock对象返回默认
            System.out.println(stubTestService.stubTestMethodB());  //null
            // spy对象调用真实方法
            System.out.println(stubTestServiceImpl.stubTestMethodC());  //stubTestMethodC is called
            System.out.println(stubTestServiceImpl1.stubTestMethodA("spy"));  //stubTestMethodA is called, param = spy
            // 区分是mock对象还是spy对象
            System.out.println(mockingDetails(stubTestService).isMock());   //true
            System.out.println(mockingDetails(stubTestService).isSpy());    //false
            System.out.println(mockingDetails(stubTestServiceImpl).isSpy());    //true
        }
        

        9、ArgumentCaptor(参数捕获器)捕获方法参数进行验证。(可代替参数匹配器使用)

        在某些场景中,不光要对方法的返回值和调用进行验证,同时需要验证一系列交互后所传入方法的参数。那么我们可以用参数捕获器来捕获传入方法的参数进行验证,看它是否符合我们的要求。

        ArgumentCaptor介绍

        通过ArgumentCaptor对象的forClass(Class

        ArgumentCaptor的Api

        argument.capture() 捕获方法参数

        argument.getValue() 获取方法参数值,如果方法进行了多次调用,它将返回最后一个参数值

        argument.getAllValues() 方法进行多次调用后,返回多个参数值

        @Test
        public void test9() {
            List mock = mock(List.class);
            List mock1 = mock(List.class);
            mock.add("John");
            mock1.add("Brian");
            mock1.add("Jim");
            // 获取方法参数
            ArgumentCaptor argument = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
            verify(mock).add(argument.capture());
            System.out.println(argument.getValue());    //John
            // 多次调用获取最后一次
            ArgumentCaptor argument1 = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
            verify(mock1, times(2)).add(argument1.capture());
            System.out.println(argument1.getValue());    //Jim
            // 获取所有调用参数
            System.out.println(argument1.getAllValues());    //[Brian, Jim]
        }
        

        10、简化 ArgumentCaptor 的创建

        @Mock
        private List captorList;
        @Captor
        private ArgumentCaptor argumentCaptor;
        @Test
        public void test10() {
            MockitoAnnotations.initMocks(this);
            captorList.add("cap1");
            captorList.add("cap2");
            System.out.println(captorList.size());
            verify(captorList, atLeastOnce()).add(argumentCaptor.capture());
            System.out.println(argumentCaptor.getAllValues());
        }
        

        11、高级特性:自定义验证失败信息

        @Test
        public void test11() {
            final ArrayList arrayList = mock(ArrayList.class);
            arrayList.add("one");
            arrayList.add("two");
            verify(arrayList, description("size()没有调用")).size();
            // org.mockito.exceptions.base.MockitoAssertionError: size()没有调用
            verify(arrayList, timeout(200).times(3).description("验证失败")).add(anyString());
            //org.mockito.exceptions.base.MockitoAssertionError: 验证失败
        }
        

        12、高级特性:修改没有测试桩的调用的默认返回值

        可以指定策略来创建mock对象的返回值。这是一个高级特性,通常来说,你不需要写这样的测试;

        它对于遗留系统来说是很有用处的。当你不需要为函数调用打桩时你可以指定一个默认的answer;

        @Test
        public void test12(){
            // 创建mock对象、使用默认返回
            final ArrayList mockList = mock(ArrayList.class);
            System.out.println(mockList.get(0));    //null
            // 这个实现首先尝试全局配置,如果没有全局配置就会使用默认的回答,它返回0,空集合,null,等等。
            // 参考返回配置:ReturnsEmptyValues
            mock(ArrayList.class, Answers.RETURNS_DEFAULTS);
            // ReturnsSmartNulls首先尝试返回普通值(0,空集合,空字符串,等等)然后它试图返回SmartNull。
            // 如果最终返回对象,那么会简单返回null。一般用在处理遗留代码。
            // 参考返回配置:ReturnsMoreEmptyValues
            mock(ArrayList.class, Answers.RETURNS_SMART_NULLS);
            // 未stub的方法,会调用真实方法。
            //    注1:存根部分模拟使用时(mock.getSomething ()) .thenReturn (fakeValue)语法将调用的方法。对于部分模拟推荐使用doReturn语法。
            //    注2:如果模拟是序列化反序列化,那么这个Answer将无法理解泛型的元数据。
            mock(ArrayList.class, Answers.CALLS_REAL_METHODS);
            // 深度stub,用于嵌套对象的mock。参考:https://www.cnblogs.com/Ming8006/p/6297333.html
            mock(ArrayList.class, Answers.RETURNS_DEEP_STUBS);
            // ReturnsMocks首先尝试返回普通值(0,空集合,空字符串,等等)然后它试图返回mock。
            // 如果返回类型不能mocked(例如是final)然后返回null。
            mock(ArrayList.class, Answers.RETURNS_MOCKS);
            //  mock对象的方法调用后,可以返回自己(类似builder模式)
            mock(ArrayList.class, Answers.RETURNS_SELF);
            // 自定义返回
            final Answer answer = new Answer() {
                @Override
                public String answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {
                    return "test_answer";
                }
            };
            final ArrayList mockList1 = mock(ArrayList.class, answer);
            System.out.println(mockList1.get(0));   //test_answer
        }
        

        三、学习了这么多,牛刀小试一下!

        测试实体类

        @Data
        @AllArgsConstructor
        @NoArgsConstructor
        public class User {
            /**
             * 姓名,登录密码
             */
            private String name;
            private String password;
        }
        

        持久层DAO

        public interface UserDao {
            /**
             * 根据name查找user
             * @param name
             * @return
             */
            User getUserByName(String name);
            /**
             * 保存user
             * @param user
             * @return
             */
            Integer saveUser(User user);
        }
        

        业务层Service接口

        public interface UserService {
            /**
             * 根据name查找user
             * @param name
             * @return
             */
            User getUserByName(String name);
            /**
             * 保存user
             * @param user
             * @return
             */
            Integer saveUser(User user);
        }
        

        业务层Serive实现类

        @Service
        public class UserServiceImpl implements UserService {
            //userDao
            @Resource
            private UserDao userDao;
            /**
             * 根据name查找user
             * @param name
             * @return
             */
            @Override
            public User getUserByName(String name) {
                try {
                    return userDao.getUserByName(name);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException("查询user异常");
                }
            }
            /**
             * 保存user
             * @param user
             * @return
             */
            @Override
            public Integer saveUser(User user) {
                if (userDao.getUserByName(user.getName()) != null) {
                    throw new RuntimeException("用户名已存在");
                }
                try {
                    return userDao.saveUser(user);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException("保存用户异常");
                }
            }
        }
        

        现在我们的Service写好了,想要单元测试一下,但是Dao是其他人开发的,目前还没有写好,那我们如何测试呢?

        public class UserServiceTest {
            /**
             * Mock测试:根据name查询user
             */
            @Test
            public void getUserByNameTest() {
                // mock对象
                final UserDao userDao = mock(UserDao.class);
                final UserServiceImpl userService = new UserServiceImpl();
        //        userService.setUserDao(userDao);
                // stub调用
                final User user = new User();
                user.setName("admin");
                user.setPassword("pass");
                when(userDao.getUserByName("admin")).thenReturn(user);
                // 执行待测试方法
                final User user1 = userService.getUserByName("admin");
                System.out.println("查询结果:" + JacksonUtil.obj2json(user1));  //查询结果:{"name":"admin","password":"pass"}
                // 验证mock对象交互
                verify(userDao).getUserByName(anyString());
                // 验证查询结果
                Assert.assertNotNull("查询结果为空!", user1);
                Assert.assertEquals("查询结果错误!", "admin", user1.getName());
            }
            /**
             * Mock测试:保存user
             */
            @Mock
            private UserDao userDao;
            @InjectMocks
            private UserServiceImpl userService;
            @Test
            public void saveUserTest() throws Exception{
                // 执行注解初始化
                MockitoAnnotations.initMocks(this);
                // mock对象stub操作
                final User user = new User();
                user.setName("admin");
                user.setPassword("pass");
                when(userDao.getUserByName("admin")).thenReturn(user).thenReturn(null);
                when(userDao.saveUser(any(User.class))).thenReturn(1);
                // 验证用户名重复的情况
                try {
                    userService.saveUser(user);
                    throw new Exception();  //走到这里说明验证失败
                } catch (RuntimeException e) {
                    System.out.println("重复用户名保存失败-测试通过");   //重复用户名保存失败-测试通过
                }
                verify(userDao).getUserByName("admin");
                // 验证正常保存的情况
                user.setName("user");
                final Integer integer = userService.saveUser(user);
                System.out.println("保存结果:" + integer);  //保存结果:1
                Assert.assertEquals("保存失败!", 1, integer.longValue());
                verify(userDao).saveUser(any(User.class));
                verify(userDao, times(2)).getUserByName(anyString());
            }
        }
        

        根据以上代码我们可以知道,当我们的待测类开发完成而依赖的类的实现还没有开发完成。此时,我们就可以用到我们的Mock测试,模拟我们依赖类的返回值,使我们的待测类与依赖类解耦。这样,我们就可以对我们的待测类进行单元测了。

        Jnuit文章见《【单元测试】一文读懂java单元测试》

        代码地址GitHub

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