详解Java 中的UnitTest 和 PowerMock

2023-07-23 18:44:03 317

学习一门计算机语言，我觉得除了学习它的语法外，最重要的就是要学习怎么在这个语言环境下进行单元测试，因为单元测试能帮你提早发现错误；同时给你的程序加一道防护网，防止你的修改破坏了原有的功能；单元测试还能指引你写出更好的代码，毕竟不能被测试的代码一定不是好代码；除此之外，它还能增加你的自信，能勇敢的说出「我的程序没有bug」。

每个语言都有其常用的单元测试框架，本文主要介绍在Java中，我们如何使用PowerMock，来解决我们在写单元测试时遇到的问题，从Mock这个词可以看出，这类问题主要是解依赖问题。

在写单元测试时，为了让测试工作更简单、减少外部的不确定性，我们一般都会把被测类和其他依赖类进行隔离，不然你的类依赖得越多，你需要做的准备工作就越复杂，尤其是当它依赖网络或外部数据库时，会给测试带来极大的不确定性，而我们的单测一定要满足快速、可重复执行的要求，所以隔离或解依赖是必不可少的步骤。

而Java中的PowerMock库是一个非常强大的解依赖库，下面谈到的3个特性，可以帮你解决绝大多数问题：

1通过PowerMock注入依赖对象

2利用PowerMock来mockstatic函数

3输出参数（outputparameter）怎么mock

通过PowerMock注入依赖对象

假设你有两个类，MyService和MyDao，MyService依赖于MyDao，且它们的定义如下

//MyDao.java
@Mapper
publicinterfaceMyDao{
/**
*根据用户id查看他最近一次操作的时间
*/
DategetLastOperationTime(longuserId);
}

//MyService.java
@Service
publicclassMyService{
	@Autowired
	privateMyDaomyDao;
	
publicbooleanoperate(longuserId,Stringoperation){
DatelastTime=myDao.getLastOperationTime(userId);
//...
}
}

这个服务提供一个operate接口，用户在调用该接口时，会被限制一个操作频次，所以系统会记录每个用户上次操作的时间，通过MyDao.getLastOperationTime(longuserId)接口获取，现在我们要对MyService类的operate做单元测试，该怎么做？

你可能会想到使用SpringBoot，它能自动帮我们初始化myDao对象，但这样做却存在一些问题：

1SpringBoot的启动速度很慢，这会延长单元测试的时间

2因为时间是一个不断变化的量，也许这一次你构造的时间满足测试条件，但下一次运行测试时，可能就不满足了。

由于以上原因，我们一般在做单元测试时，不启动SpringBoot上下文，而是采用PowerMock帮我们注入依赖，对于上面的case，我们的测试用例可以这样写：

//MyServiceTest.java
@RunWith(PowerMockRunner.class)
@PrepareForTest({MyService.class,MyDao.class})
publicclassMyServiceTest{
@Test
publicvoidtestOperate()throwsIllegalAccessException{
//构造一个和当前调用时间永远只差4秒的返回值
	Calendarcalendar=Calendar.getInstance();
calendar.add(Calendar.SECOND,-4);
DateretTime=calendar.getTime();

//spy是对象的“部分mock”
MyServicemyService=PowerMockito.spy(newMyService());
MyDaomd=PowerMockito.mock(MyDao.class);
PowerMockito
.when(md.getLastOperationTime(Mockito.any(long.class)))
.thenReturn(retTime);
//替换myDao成员
MemberModifier.field(MyService.class,"myDao").set(myService,md);
//假设最小操作的间隔是5秒，否则返回false
Assert.assertFalse(myService.operate(1,"testoperation"));
}
}

从上面代码中，我们首先构造了一个返回时间retTime，模拟操作间隔的时间为4秒，保证了每次运行测试时该条件不会变化；然后我们用spy构造一个待测试的MyService对象，spy和mock的区别是，spy只会部分模拟对象，即这里只修改掉myService.myDao成员，其他的保持不变。

然后我们定义了被mock的对象MyDaomd的调用行为，当md.getLastOperationTime函数被调用时，返回我们构造的时间retTime，此时测试环境就设置完毕了，这样做之后，你就可以很容易的测试operate函数了。

利用PowerMock来mockstatic函数

上文所说的使用PowerMock进行依赖注入，可以覆盖测试中绝大多数的解依赖场景，而另一种常见的依赖是static函数，例如我们自己写的一些CommonUtil工具类中的函数。

还是使用上面的例子，假设我们要计算当前时间和用户上一次操作时间之间的间隔，并使用publicstaticlonggetTimeInterval(DatelastTime)实现该功能，如下：

//CommonUtil.java
classCommonUtil{
publicstaticlonggetTimeInterval(DatelastTime){
longduration=Duration.between(lastTime.toInstant(),
newDate().toInstant()).getSeconds();
returnduration;
}
}

我们的operator函数修改如下

//MyService.java
//...
publicbooleanoperate(longuserId,Stringoperation){
DatelastTime=myDao.getLastOperationTime(userId);
longduration=CommonUtil.getTimeInterval(lastTime);
if(duration>=5){
System.out.println("user:"+userId+""+operation);
returntrue;
}else{
returnfalse;
}
}
//...

这里先从myDao获取上次操作的时间，再调用CommonUtil.getTimeInterval计算操作间隔，如果小于5秒，就返回false，否则执行操作，并返回true。那么我的问题是，如何解掉这里static函数的依赖呢？我们直接看测试代码吧

//MyServiceTest.java
@PrepareForTest({MyService.class,MyDao.class,CommonUtil.class})
publicclassMyServiceTest{
//...
@Test
publicvoidtestOperateWithStatic()throwsIllegalAccessException{
//...
PowerMockito.spy(CommonUtil.class);
PowerMockito.doReturn(5L).when(CommonUtil.class);
CommonUtil.getTimeInterval(Mockito.anyObject());
//...
}
}

首先在注解@PrepareForTest中增加CommonUtil.class，依然使用spy对类CommonUtil进行mock，如果不这么做，这个类中所有静态函数的行为都会发生变化，这会给你的测试带来麻烦。spy下面的两行代码你应该放在一起解读，意为当调用CommonUtil.getTimeInterval时，返回5；这种写法比较奇怪，但却是PowerMock要求的。至此，你已经掌握了mockstatic函数的技巧。

输出参数（outputparameter）怎么mock

有些函数会通过修改参数所引用的对象作为输出，例如下面的这个场景，假设我们的operation是一个长时间执行的任务，我们需要不断轮训该任务的状态，更新到内存，并对外提供查询接口，如下代码：到内存，并对外提供查询接口，如下代码：

//MyTask.java
//...
publicbooleanrun()throwsInterruptedException{
while(true){
updateStatus(operation);

if(operation.getStatus().equals("success")){
returntrue;
}else{
Thread.sleep(1000);
}
}
}

publicvoidupdateStatus(Operationoperation){
Stringstatus=myDao.getStatus(operation.getOperationId());
operation.setStatus(status);
}
//...

上面的代码中，run()是一个轮询任务，它会不断更新operation的状态，并在状态达到"success"时停止，可以看到，updateStatus就是我们所说的函数，虽然它没有返回值，但它会修改参数所引用的对象，所以这种参数也被称作输出参数。

现在我们要测试run()函数的行为，看它是否会在"success"状态下退出，那么我们就需要mockupdateStatus函数，该怎么做？下面是它的测试代码：

@Test
publicvoidtestUpdateStatus()throwsInterruptedException{
//初始化被测对象
MyTaskmyTask=PowerMockito.spy(newMyTask());
myTask.setOperation(newMyTask.Operation());
//使用doAnswer来mockupdateStatus函数的行为
PowerMockito.doAnswer(newAnswer

详解Java 中的UnitTest 和 PowerMock

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