前言
单元测试是编写测试代码，用来检测特定的、明确的、细颗粒的功能。单元测试并不一定保证程序功能是正确的，更不保证整体业务是准备的。
单元测试不仅仅用来保证当前代码的正确性，更重要的是用来保证代码修复、改进或重构之后的正确性。
一般来说，单元测试任务包括
1.接口功能测试：用来保证接口功能的正确性。 2.局部数据结构测试（不常用）：用来保证接口中的数据结构是正确的 1.比如变量有无初始值 2.变量是否溢出 3.边界条件测试 1.变量没有赋值（即为NULL） 2.变量是数值（或字符) 1.主要边界：最小值，最大值，无穷大（对于DOUBLE等） 2.溢出边界（期望异常或拒绝服务）：最小值-1，最大值+1 3.临近边界：最小值+1，最大值-1 3.变量是字符串 1.引用“字符变量”的边界 2.空字符串 3.对字符串长度应用“数值变量”的边界 4.变量是集合 1.空集合 2.对集合的大小应用“数值变量”的边界 3.调整次序：升序、降序 5.变量有规律 1.比如对于Math.sqrt，给出n^2-1，和n^2+1的边界 4.所有独立执行通路测试：保证每一条代码，每个分支都经过测试 1.代码覆盖率 1.语句覆盖：保证每一个语句都执行到了 2.判定覆盖（分支覆盖）：保证每一个分支都执行到 3.条件覆盖：保证每一个条件都覆盖到true和false（即if、while中的条件语句） 4.路径覆盖：保证每一个路径都覆盖到 2.相关软件 1.Cobertura：语句覆盖 2.Emma: Eclipse插件Eclemma 5.各条错误处理通路测试：保证每一个异常都经过测试
JUNIT
JUnit是Java单元测试框架，已经在Eclipse中默认安装。目前主流的有JUnit3和JUnit4。JUnit3中，测试用例需要继承TestCase类。JUnit4中，测试用例无需继承TestCase类，只需要使用@Test等注解。
Junit3
先看一个Junit3的样例
// 测试java.lang.Math // 必须继承TestCase public class Junit3TestCase extends TestCase { public Junit3TestCase() { super(); } // 传入测试用例名称 public Junit3TestCase(String name) { super(name); } // 在每个Test运行之前运行 @Override protected void setUp() throws Exception { System.out.println("Set up"); } // 测试方法。 // 方法名称必须以test开头，没有参数，无返回值，是公开的，可以抛出异常 // 也即类似public void testXXX() throws Exception {} public void testMathPow() { System.out.println("Test Math.pow"); Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0)); } public void testMathMin() { System.out.println("Test Math.min"); Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0)); } // 在每个Test运行之后运行 @Override protected void tearDown() throws Exception { System.out.println("Tear down"); } }
如果采用默认的TestSuite，则测试方法必须是public void testXXX() [throws Exception] {}的形式，并且不能存在依赖关系，因为测试方法的调用顺序是不可预知的。
上例执行后，控制台会输出
Set up Test Math.pow Tear down Set up Test Math.min Tear down
从中，可以猜测到，对于每个测试方法，调用的形式是：
testCase.setUp(); testCase.testXXX(); testCase.tearDown();
运行测试方法
在Eclipse中，可以直接在类名或测试方法上右击，在弹出的右击菜单中选择Run As -> JUnit Test。
在Mvn中，可以直接通过mvn test命令运行测试用例。
也可以通过Java方式调用，创建一个TestCase实例，然后重载runTest()方法，在其方法内调用测试方法（可以多个）。
TestCase test = new Junit3TestCase("mathPow") { // 重载 protected void runTest() throws Throwable { testMathPow(); }; }; test.run();
更加便捷地，可以在创建TestCase实例时直接传入测试方法名称，JUnit会自动调用此测试方法，如
TestCase test = new Junit3TestCase("testMathPow"); test.run();
Junit TestSuite
TestSuite是测试用例套件，能够运行过个测试方法。如果不指定TestSuite，会创建一个默认的TestSuite。默认TestSuite会扫描当前内中的所有测试方法，然后运行。如果不想采用默认的TestSuite，则可以自定义TestSuite。在TestCase中，可以通过静态方法suite()返回自定义的suite。
import junit.framework.Assert; import junit.framework.Test; import junit.framework.TestCase; import junit.framework.TestSuite; public class Junit3TestCase extends TestCase { //... public static Test suite() { System.out.println("create suite"); TestSuite suite = new TestSuite(); suite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow")); return suite; } }
允许上述方法，控制台输出
写道create suiteSet upTest Math.powTear down
并且只运行了testMathPow测试方法，而没有运行testMathMin测试方法。通过显式指定测试方法，可以控制测试执行的顺序。
也可以通过Java的方式创建TestSuite，然后调用TestCase，如
// 先创建TestSuite，再添加测试方法 TestSuite testSuite = new TestSuite(); testSuite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow")); // 或者 传入Class，TestSuite会扫描其中的测试方法。 TestSuite testSuite = new TestSuite(Junit3TestCase.class,Junit3TestCase2.class,Junit3TestCase3.class); // 运行testSuite TestResult testResult = new TestResult(); testSuite.run(testResult);
testResult中保存了很多测试数据，包括运行测试方法数目(runCount)等。
JUnit4
与JUnit3不同，JUnit4通过注解的方式来识别测试方法。目前支持的主要注解有：
@BeforeClass 全局只会执行一次，而且是第一个运行 @Before 在测试方法运行之前运行 @Test 测试方法 @After 在测试方法运行之后允许 @AfterClass 全局只会执行一次，而且是最后一个运行 @Ignore 忽略此方法
下面举一个样例：
import org.junit.After; import org.junit.AfterClass; import org.junit.Assert; import org.junit.Before; import org.junit.BeforeClass; import org.junit.Ignore; import org.junit.Test; public class Junit4TestCase { @BeforeClass public static void setUpBeforeClass() { System.out.println("Set up before class"); } @Before public void setUp() throws Exception { System.out.println("Set up"); } @Test public void testMathPow() { System.out.println("Test Math.pow"); Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0), 0.0); } @Test public void testMathMin() { System.out.println("Test Math.min"); Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0), 0.0); } // 期望此方法抛出NullPointerException异常 @Test(expected = NullPointerException.class) public void testException() { System.out.println("Test exception"); Object obj = null; obj.toString(); } // 忽略此测试方法 @Ignore @Test public void testMathMax() { Assert.fail("没有实现"); } // 使用“假设”来忽略测试方法 @Test public void testAssume(){ System.out.println("Test assume"); // 当假设失败时，则会停止运行，但这并不会意味测试方法失败。 Assume.assumeTrue(false); Assert.fail("没有实现"); } @After public void tearDown() throws Exception { System.out.println("Tear down"); } @AfterClass public static void tearDownAfterClass() { System.out.println("Tear down After class"); } }
如果细心的话，会发现Junit3的package是junit.framework，而Junit4是org.junit。执行此用例后，控制台会输出
写道Set up before classSet upTest Math.powTear downSet upTest Math.minTear downSet upTest exceptionTear downSet upTest assumeTear downTear down After class
可以看到，执行次序是@BeforeClass -> @Before -> @Test -> @After -> @Before -> @Test -> @After -> @AfterClass。@Ignore会被忽略。
运行测试方法
与Junit3类似，可以在Eclipse中运行，也可以通过mvn test命令运行。
Assert
Junit3和Junit4都提供了一个Assert类（虽然package不同，但是大致差不多）。Assert类中定义了很多静态方法来进行断言。列表如下：
assertTrue(String message, boolean condition) 要求condition == true assertFalse(String message, boolean condition) 要求condition == false fail(String message) 必然失败，同样要求代码不可达 assertEquals(String message, XXX expected,XXX actual) 要求expected.equals(actual) assertArrayEquals(String message, XXX[] expecteds,XXX [] actuals) 要求expected.equalsArray(actual) assertNotNull(String message, Object object) 要求object!=null assertNull(String message, Object object) 要求object==null assertSame(String message, Object expected, Object actual) 要求expected == actual assertNotSame(String message, Object unexpected,Object actual) 要求expected != actual assertThat(String reason, T actual, Matcher matcher) 要求matcher.matches(actual) == true
Mock/Stub
Mock和Stub是两种测试代码功能的方法。Mock测重于对功能的模拟。Stub测重于对功能的测试重现。比如对于List接口，Mock会直接对List进行模拟，而Stub会新建一个实现了List的TestList，在其中编写测试的代码。
强烈建议优先选择Mock方式，因为Mock方式下，模拟代码与测试代码放在一起，易读性好，而且扩展性、灵活性都比Stub好。
比较流行的Mock有：
JMock
EasyMock
Mockito
powermock
其中EasyMock和Mockito对于Java接口使用接口代理的方式来模拟，对于Java类使用继承的方式来模拟（也即会创建一个新的Class类）。Mockito支持spy方式，可以对实例进行模拟。但它们都不能对静态方法和final类进行模拟，powermock通过修改字节码来支持了此功能。
EasyMock
EasyMock把测试过程分为三步：录制、运行测试代码、验证期望。
录制过程大概就是：期望method(params)执行times次（默认一次），返回result（可选），抛出exception异常（可选）。
验证期望过程将会检查方法的调用次数。
一个简单的样例是：
@Test public void testListInEasyMock() { List list = EasyMock.createMock(List.class); // 录制过程 // 期望方法list.set(0,1)执行2次，返回null，不抛出异常 expect1: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(null).times(2); // 期望方法list.set(0,1)执行1次，返回null，不抛出异常 expect2: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(1); // 执行测试代码 EasyMock.replay(list); // 执行list.set(0,1)，匹配expect1期望，会返回null Assert.assertNull(list.set(0, 1)); // 执行list.set(0,1)，匹配expect1（因为expect1期望执行此方法2次），会返回null Assert.assertNull(list.set(0, 1)); // 执行list.set(0,1)，匹配expect2，会返回1 Assert.assertEquals(1, list.set(0, 1)); // 验证期望 EasyMock.verify(list); }
EasyMock还支持严格的检查，要求执行的方法次序与期望的完全一致。
Mockito
Mockito是Google Code上的一个开源项目，Api相对于EasyMock更好友好。与EasyMock不同的是，Mockito没有录制过程，只需要在“运行测试代码”之前对接口进行Stub，也即设置方法的返回值或抛出的异常，然后直接运行测试代码，运行期间调用Mock的方法，会返回预先设置的返回值或抛出异常，最后再对测试代码进行验证。
官方提供了很多样例，基本上包括了所有功能，可以去看看。
这里从官方样例中摘录几个典型的：
验证调用行为
import static org.mockito.Mockito.*; //创建Mock List mockedList = mock(List.class); //使用Mock对象 mockedList.add("one"); mockedList.clear(); //验证行为 verify(mockedList).add("one"); verify(mockedList).clear();
对Mock对象进行Stub
//也可以Mock具体的类，而不仅仅是接口 LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class); //Stub when(mockedList.get(0)).thenReturn("first"); // 设置返回值 when(mockedList.get(1)).thenThrow(new RuntimeException()); // 抛出异常 //第一个会打印 "first" System.out.println(mockedList.get(0)); //接下来会抛出runtime异常 System.out.println(mockedList.get(1)); //接下来会打印"null",这是因为没有stub get(999) System.out.println(mockedList.get(999)); // 可以选择性地验证行为，比如只关心是否调用过get(0)，而不关心是否调用过get(1) verify(mockedList).get(0);
代码覆盖率
比较流行的工具是Emma和Jacoco,Ecliplse插件有eclemma。eclemma2.0之前采用的是Emma，之后采用的是Jacoco。这里主要介绍一下Jacoco。Eclmama由于是Eclipse插件，所以非常易用，就不多做介绍了。
Jacoco
Jacoco可以嵌入到Ant、Maven中，也可以使用Java Agent技术监控任意Java程序，也可以使用Java Api来定制功能。
Jacoco会监控JVM中的调用，生成监控结果（默认保存在jacoco.exec文件中），然后分析此结果，配合源代码生成覆盖率报告。
需要注意的是：监控和分析这两步，必须使用相同的Class文件，否则由于Class不同，而无法定位到具体的方法，导致覆盖率均为0%。
Java Agent嵌入
首先，需要下载jacocoagent.jar文件，然后在Java程序启动参数后面加上 -javaagent:[yourpath/]jacocoagent.jar=[option1]=[value1],[option2]=[value2]，具体的options可以在此页面找到。默认会在JVM关闭时（注意不能是kill -9），输出监控结果到jacoco.exec文件中，也可以通过socket来实时地输出监控报告（可以在Example代码中找到简单实现）。
Java Report
可以使用Ant、Mvn或Eclipse来分析jacoco.exec文件，也可以通过API来分析。
public void createReport() throws Exception { // 读取监控结果 final FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("jacoco.exec")); final ExecutionDataReader executionDataReader = new ExecutionDataReader(fis); // 执行数据信息 ExecutionDataStore executionDataStore = new ExecutionDataStore(); // 会话信息 SessionInfoStore sessionInfoStore = new SessionInfoStore(); executionDataReader.setExecutionDataVisitor(executionDataStore); executionDataReader.setSessionInfoVisitor(sessionInfoStore); while (executionDataReader.read()) { } fis.close(); // 分析结构 final CoverageBuilder coverageBuilder = new CoverageBuilder(); final Analyzer analyzer = new Analyzer(executionDataStore, coverageBuilder); // 传入监控时的Class文件目录，注意必须与监控时的一样 File classesDirectory = new File("classes"); analyzer.analyzeAll(classesDirectory); IBundleCoverage bundleCoverage = coverageBuilder.getBundle("Title"); // 输出报告 File reportDirectory = new File("report"); // 报告所在的目录 final HTMLFormatter htmlFormatter = new HTMLFormatter(); // HTML格式 final IReportVisitor visitor = htmlFormatter.createVisitor(new FileMultiReportOutput(reportDirectory)); // 必须先调用visitInfo visitor.visitInfo(sessionInfoStore.getInfos(), executionDataStore.getContents()); File sourceDirectory = new File("src"); // 源代码目录 // 遍历所有的源代码 // 如果不执行此过程，则在报告中只能看到方法名，但是无法查看具体的覆盖（因为没有源代码页面） visitor.visitBundle(bundleCoverage, new DirectorySourceFileLocator(sourceDirectory, "utf-8", 4)); // 执行完毕 visitor.visitEnd(); }
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。
本文标题: 深入学习Java单元测试(Junit+Mock+代码覆盖率)
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