單元測試和集成測試在我們的軟件開(kāi)發(fā)整個(gè)流程中占有舉足輕重的地位，一方面，程序員通過(guò)編寫(xiě)單元測試來(lái)驗證自己程序的有效性，另外一方面，管理者通過(guò)持續自動(dòng)的執行單元測試和分析單元測試的覆蓋率等來(lái)確保軟件本身的質(zhì)量。這里，我們先不談單元測試本身的重要性，對于目前大多數的基于 Java 的企業(yè)應用軟件來(lái)說(shuō)，Spring 已經(jīng)成為了標準配置，一方面它實(shí)現了程序之間的低耦合度，另外也通過(guò)一些配置減少了企業(yè)軟件集成的工作量，例如和 Hibernate、Struts 等的集成。那么，有個(gè)問(wèn)題，在普遍使用 Spring 的應用程序中，我們如何去做單元測試？或者說(shuō)，我們怎么樣能高效的在 Spring 生態(tài)系統中實(shí)現各種單元測試手段？這就是本文章要告訴大家的事情。
單元測試目前主要的框架包括 Junit、TestNG，還有些 MOCK 框架，例如 Jmock、Easymock、PowerMock 等，這些都是單元測試的利器，但是當把他們用在 Spring 的開(kāi)發(fā)環(huán)境中，還是那么高效么？還好，Spring 提供了單元測試的強大支持，主要特性包括：
通過(guò)閱讀本文，您能夠快速的掌握基于 Spring TestContext 框架的測試方法，并了解基本的實(shí)現原理。本文將提供大量測試標簽的使用方法，通過(guò)這些標簽，開(kāi)發(fā)人員能夠極大的減少編碼工作量。OK，現在讓我們開(kāi)始 Spring 的測試之旅吧！
這里先展示一個(gè)基于 Junit 的單元測試，這個(gè)單元測試運行在基于 Spring 的應用程序中，需要使用 Spring 的相關(guān)配置文件來(lái)進(jìn)行測試。相關(guān)類(lèi)圖如下：
假設有一個(gè)員工賬號表，保存了員工的基本賬號信息，表結構如下：
假設表已經(jīng)建好，且內容為空。
在 Eclipse 中，我們可以展開(kāi)工程目錄結構，看到如下圖所示的工程目錄結構和依賴(lài)的 jar 包列表：
假設我們現在有一個(gè)基于 Spring 的應用程序，除了 MVC 層，還包括業(yè)務(wù)層和數據訪(fǎng)問(wèn)層，業(yè)務(wù)層有一個(gè)類(lèi) AccountService，負責處理賬號類(lèi)的業(yè)務(wù)，其依賴(lài)于數據訪(fǎng)問(wèn)層 AccountDao 類(lèi)，此類(lèi)提供了基于 Spring Jdbc Template 實(shí)現的數據庫訪(fǎng)問(wèn)方法，AccountService 和 AccountDao 以及他們之間的依賴(lài)關(guān)系都是通過(guò) Spring 配置文件進(jìn)行管理的。
現在我們要對 AccountService 類(lèi)進(jìn)行測試，在不使用 Spring 測試方法之前，我們需要這樣做：
此類(lèi)代表賬號的基本信息，提供 getter 和 setter 方法。
package domain; public class Account { public static final String SEX_MALE = "male"; public static final String SEX_FEMALE = "female"; private int id; private String name; private int age; private String sex; public String toString() { return String.format("Account[id=%d,name=%s,age:%d,sex:%s]",id,name,age,sex); } public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getSex() { return sex; } public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } public static Account getAccount(int id,String name,int age,String sex) { Account acct = new Account(); acct.setId(id); acct.setName(name); acct.setAge(age); acct.setSex(sex); return acct; } } |
注意上面的 Account 類(lèi)有一個(gè) toString() 方法和一個(gè)靜態(tài)的 getAccount 方法，getAccount 方法用于快速獲取 Account 測試對象。
這個(gè) DAO 我們這里為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，采用 Spring Jdbc Template 來(lái)實(shí)現。
package DAO; import Java.sql.ResultSet; import Java.sql.SQLException; import Java.util.HashMap; import Java.util.List; import Java.util.Map; import org.Springframework.context.ApplicationContext; import org.Springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import org.Springframework.jdbc.core.RowMapper; import org.Springframework.jdbc.core.namedparam.NamedParameterJdbcDaoSupport; import org.Springframework.jdbc.core.simple.ParameterizedRowMapper; import domain.Account; public class AccountDao extends NamedParameterJdbcDaoSupport { public void saveAccount(Account account) { String sql = "insert into tbl_account(id,name,age,sex) " + "values(:id,:name,:age,:sex)"; Map paramMap = new HashMap(); paramMap.put("id", account.getId()); paramMap.put("name", account.getName()); paramMap.put("age", account.getAge()); paramMap.put("sex",account.getSex()); getNamedParameterJdbcTemplate().update(sql, paramMap); } public Account getAccountById(int id) { String sql = "select id,name,age,sex from tbl_account where id=:id"; Map paramMap = new HashMap(); paramMap.put("id", id); List<Account> matches = getNamedParameterJdbcTemplate().query(sql, paramMap,new ParameterizedRowMapper<Account>() { @Override public Account mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException { Account a = new Account(); a.setId(rs.getInt(1)); a.setName(rs.getString(2)); a.setAge(rs.getInt(3)); a.setSex(rs.getString(4)); return a; } }); return matches.size()>0?matches.get(0):null; } } |
AccountDao 定義了幾個(gè)賬號對象的數據庫訪(fǎng)問(wèn)方法：
package service; import org.apache.commons.logging.Log; import org.apache.commons.logging.LogFactory; import org.Springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import DAO.AccountDao; import domain.Account; public class AccountService { private static final Log log = LogFactory.getLog(AccountService.class); @Autowired private AccountDao accountDao; public Account getAccountById(int id) { return accountDao.getAccountById(id); } public void insertIfNotExist(Account account) { Account acct = accountDao.getAccountById(account.getId()); if(acct==null) { log.debug("No "+account+" found,would insert it."); accountDao.saveAccount(account); } acct = null; } } |
AccountService 包括下列方法：
其依賴(lài)的 DAO 對象 accountDao 是通過(guò) Spring 注釋標簽 @Autowired 自動(dòng)注入的。
上述幾個(gè)類(lèi)的依賴(lài)關(guān)系是通過(guò) Spring 進(jìn)行管理的，配置文件如下：
<beans xmlns="http://www.Springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.Springframework.org/schema/context" xsi:schemaLocation="http://www.Springframework.org/schema/beans http://www.Springframework.org/schema/beans/Spring-beans-3.0.xsd http://www.Springframework.org/schema/context http://www.Springframework.org/schema/context/Spring-context-3.0.xsd "> <context:annotation-config/> <bean id="datasource" class=" org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"> <property name="driverClassName" value="org.hsqldb.jdbcDriver" /> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:hsql://localhost" /> <property name="username" value="sa" /> <property name="password" value="" /> </bean> <bean id="initer" init-method="init" class="service.Initializer"> </bean> <bean id="accountDao" depends-on="initer" class="DAO.AccountDao"> <property name="dataSource" ref="datasource" /> </bean> <bean id="accountService" class="service.AccountService"> </bean> </beans> |
注意其中的“<context:annotation-config/>”的作用，這個(gè)配置啟用了 Spring 對 Annotation 的支持，這樣在我們的測試類(lèi)中 @Autowired 注釋才會(huì )起作用（如果用了 Spring 測試框架，則不需要這樣的配置項，稍后會(huì )演示）。另外還有一個(gè) accountDao 依賴(lài)的 initer bean, 這個(gè) bean 的作用是加載 log4j 日志環(huán)境，不是必須的。
另外還有一個(gè)要注意的地方，就是 datasource 的定義，由于我們使用的是 Spring Jdbc Template，所以只要定義一個(gè) org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource 類(lèi)型的 datasource 即可。這里我們使用了簡(jiǎn)單的數據庫 HSQL、Single Server 運行模式，通過(guò) JDBC 進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。實(shí)際測試中，大家可以選擇 Oracle 或者 DB2、Mysql 等。
好，萬(wàn)事具備，下面我們來(lái)用 Junit4 框架測試 accountService 類(lèi)。代碼如下：
package service; import static org.Junit.Assert.assertEquals; import org.Junit.BeforeClass; import org.Junit.Test; import org.Springframework.context.ApplicationContext; import org.Springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext; import domain.Account; public class AccountServiceOldTest { private static AccountService service; @BeforeClass public static void init() { ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("config/Spring-db-old.xml"); service = (AccountService)context.getBean("accountService"); } @Test public void testGetAcccountById() { Account acct = Account.getAccount(1, "user01", 18, "M"); Account acct2 = null; try { service.insertIfNotExist(acct); acct2 = service.getAccountById(1); assertEquals(acct, acct2); } catch (Exception ex) { fail(ex.getMessage()); } finally { service.removeAccount(acct); } } } |
注意上面的 Junit4 注釋標簽，第一個(gè)注釋標簽 @BeforeClass，用來(lái)執行整個(gè)測試類(lèi)需要一次性初始化的環(huán)境，這里我們用 Spring 的 ClassPathXmlApplicationContext 從 XML 文件中加載了上面定義的 Spring 配置文件，并從中獲得了 accountService 的實(shí)例。第二個(gè)注釋標簽 @Test 用來(lái)進(jìn)行實(shí)際的測試。
測試過(guò)程：我們先獲取一個(gè) Account 實(shí)例對象，然后通過(guò) service bean 插入數據庫中，然后通過(guò) getAccountById 方法從數據庫再查詢(xún)這個(gè)記錄，如果能獲取，則判斷兩者的相等性；如果相同，則表示測試成功。成功后，我們嘗試刪除這個(gè)記錄，以利于下一個(gè)測試的進(jìn)行，這里我們用了 try-catch-finally 來(lái)保證賬號信息會(huì )被清除。
執行測試：（在 Eclipse 中，右鍵選擇 AccountServiceOldTest 類(lèi)，點(diǎn)擊 Run as Junit test 選項），得到的結果如下：
在 Eclipse 的 Junit 視圖中，我們可以看到如下的結果：
對于這種不使用 Spring test 框架進(jìn)行的單元測試，我們注意到，需要做這些工作：
另外，在這個(gè)測試類(lèi)中，我們還不能使用 Spring 的依賴(lài)注入特性。一切都靠手工編碼實(shí)現。好，那么我們看看 Spring test 框架能做到什么。
首先我們修改一下 Spring 的 XML 配置文件，刪除 <context:annotation-config/> 行，其他不變。
<beans xmlns="http://www.Springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.Springframework.org/schema/beans http://www.Springframework.org/schema/beans/Spring-beans-3.2.xsd"> <bean id="datasource" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"> <property name="driverClassName" value="org.hsqldb.jdbcDriver" /> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:hsql://localhost" /> <property name="username" value="sa"/> <property name="password" value=""/> </bean> <bean id="transactionManager" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"> <property name="dataSource" ref="datasource"></property> </bean> <bean id="initer" init-method="init" class="service.Initializer"> </bean> <bean id="accountDao" depends-on="initer" class="DAO.AccountDao"> <property name="dataSource" ref="datasource"/> </bean> <bean id="accountService" class="service.AccountService"> </bean> </beans> |
其中的 transactionManager 是 Spring test 框架用來(lái)做事務(wù)管理的管理器。
package service; import static org.Junit.Assert.assertEquals; import org.Junit.Test; import org.Junit.runner.RunWith; import org.Springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.Springframework.test.context.ContextConfiguration; import org.Springframework.test.context.Junit4.SpringJUnit4ClassRunner; import org.Springframework.transaction.annotation.Transactional; import domain.Account; @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) @ContextConfiguration("/config/Spring-db1.xml") @Transactional public class AccountServiceTest1 { @Autowired private AccountService service; @Test public void testGetAcccountById() { Account acct = Account.getAccount(1, "user01", 18, "M"); service.insertIfNotExist(acct); Account acct2 = service.getAccountById(1); assertEquals(acct,acct2); } } |
對這個(gè)類(lèi)解釋一下：
在 Eclipse 的 Junit 視圖中，我們可以看到如下的結果：
如果您希望在 Spring 環(huán)境中進(jìn)行單元測試，那么可以做如下配置：
另外您不再需要：
我們已經(jīng)看到利用 Spring test framework 來(lái)進(jìn)行基于 Junit4 的單元測試是多么的簡(jiǎn)單，下面我們來(lái)看一下前面遇到的各種注釋標簽的一些可選用法。
@ContextConfiguration 和 @Configuration 的使用
剛才已經(jīng)介紹過(guò)，可以輸入 Spring xml 文件的位置，Spring test framework 會(huì )自動(dòng)加載 XML 文件，得到 application context，當然也可以使用 Spring 3.0 新提供的特性 @Configuration，這個(gè)注釋標簽允許您用 Java 語(yǔ)言來(lái)定義 bean 實(shí)例，舉個(gè)例子：
現在我們將前面定義的 Spring-db1.xml 進(jìn)行修改，我們希望其中的三個(gè) bean：initer、accountDao、accountService 通過(guò)配置類(lèi)來(lái)定義，而不是 XML，則我們需要定義如下配置類(lèi)：
注意：如果您想使用 @Configuration，請在 classpath 中加入 cglib 的 jar 包（cglib-nodep-2.2.3.jar），否則會(huì )報錯。
package config; import org.Springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.Springframework.context.annotation.Bean; import org.Springframework.context.annotation.Configuration; import org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource; import service.AccountService; import service.Initializer; import DAO.AccountDao; @Configuration public class SpringDb2Config { private @Autowired DriverManagerDataSource datasource; @Bean public Initializer initer() { return new Initializer(); } @Bean public AccountDao accountDao() { AccountDao DAO = new AccountDao(); DAO.setDataSource(datasource); return DAO; } @Bean public AccountService accountService() { return new AccountService(); } } |
注意上面的注釋標簽：
注意，我們采用的是 XML+config bean 的方式進(jìn)行配置，這種方式比較符合實(shí)際項目的情況。相關(guān)的 Spring 配置文件也要做變化，如下清單所示：
<beans xmlns="http://www.Springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.Springframework.org/schema/context" xsi:schemaLocation="http://www.Springframework.org/schema/beans http://www.Springframework.org/schema/beans/Spring-beans-3.0.xsd http://www.Springframework.org/schema/context http://www.Springframework.org/schema/context/Spring-context-3.0.xsd"> <context:annotation-config/> <bean id="datasource" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"> <property name="driverClassName" value="org.hsqldb.jdbcDriver" /> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:hsql://localhost" /> <property name="username" value="sa"/> <property name="password" value=""/> </bean> <bean id="transactionManager" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"> <property name="dataSource" ref="datasource"></property> </bean> <bean class="config.SpringDb2Config"/> </beans> |
注意里面的 context 命名空間的定義，如代碼中黑體字所示。另外還必須有 <context:annotaiton-config/> 的定義，這個(gè)定義允許采用注釋標簽的方式來(lái)控制 Spring 的容器，最后我們看到 beans 已經(jīng)沒(méi)有 initer、accountDao 和 accountService 這些 bean 的定義，取而代之的是一個(gè) SpringDb2Config bean 的定義，注意這個(gè) bean 沒(méi)有名稱(chēng)，因為不需要被引用。
現在有了這些配置，我們的測試類(lèi)只要稍稍修改一下，即可實(shí)現加載配置類(lèi)的效果，如下：
@ContextConfiguration("/config/Spring-db2.xml") |
通過(guò)上面的配置，測試用例就可以實(shí)現加載 Spring 配置類(lèi)，運行結果也是成功的 green bar。
缺省情況下，Spring 測試框架一旦加載 applicationContext 后，將一直緩存，不會(huì )改變，但是，
由于 Spring 允許在運行期修改 applicationContext 的定義，例如在運行期獲取 applicationContext，然后調用 registerSingleton 方法來(lái)動(dòng)態(tài)的注冊新的 bean，這樣的情況下，如果我們還使用 Spring 測試框架的被修改過(guò) applicationContext，則會(huì )帶來(lái)測試問(wèn)題，我們必須能夠在運行期重新加載 applicationContext，這個(gè)時(shí)候，我們可以在測試類(lèi)或者方法上注釋?zhuān)篅DirtiesContext，作用如下：
@TransactionConfiguration 和 @Rollback
缺省情況下，Spring 測試框架將事務(wù)管理委托到名為 transactionManager 的 bean 上，如果您的事務(wù)管理器不是這個(gè)名字，那需要指定 transactionManager 屬性名稱(chēng)，還可以指定 defaultRollback 屬性，缺省為 true，即所有的方法都 rollback，您可以指定為 false，這樣，在一些需要 rollback 的方法，指定注釋標簽 @Rollback（true）即可。
看了上面 Spring 測試框架的注釋標簽，我們來(lái)看看一些常見(jiàn)的基于 Junit4 的注釋標簽在 Spring 測試環(huán)境中的使用方法。
此注釋標簽的含義是，這是一個(gè)測試，期待一個(gè)異常的發(fā)生，期待的異常通過(guò) xxx.class 標識。例如，我們修改 AccountService.Java 的 insertIfNotExist 方法，對于傳入的參數如果為空，則拋出 IllegalArgumentException，如下：
public void insertIfNotExist(Account account) { if(account==null) throw new IllegalArgumentException("account is null"); Account acct = accountDao.getAccountById(account.getId()); if(acct==null) { log.debug("No "+account+" found,would insert it."); accountDao.saveAccount(account); } acct = null; } |
然后，在測試類(lèi)中增加一個(gè)測試異常的方法，如下：
@Test(expected=IllegalArgumentException.class) public void testInsertException() { service.insertIfNotExist(null); } |
運行結果是 green bar。
可以給測試方法指定超時(shí)時(shí)間（毫秒級別），當測試方法的執行時(shí)間超過(guò)此值，則失敗。
比如在 AccountService 中增加如下方法：
public void doSomeHugeJob() { try { Thread.sleep(2*1000); } catch (InterruptedException e) { } } |
上述方法模擬任務(wù)執行時(shí)間 2 秒，則測試方法如下：
@Test(timeout=3000) public void testHugeJob() { service.doSomeHugeJob(); } |
上述測試方法期待 service.doSomeHugeJob 方法能在 3 秒內結束，執行測試結果是 green bar。
通過(guò) @Repeat，您可以輕松的多次執行測試用例，而不用自己寫(xiě) for 循環(huán)，使用方法：
@Repeat(3) @Test(expected=IllegalArgumentException.class) public void testInsertException() { service.insertIfNotExist(null); } |
這樣，testInsertException 就能被執行 3 次。
在測試類(lèi)中基于 profile 加載測試 bean
從 Spring 3.2 以后，Spring 開(kāi)始支持使用 @ActiveProfiles 來(lái)指定測試類(lèi)加載的配置包，比如您的配置文件只有一個(gè)，但是需要兼容生產(chǎn)環(huán)境的配置和單元測試的配置，那么您可以使用 profile 的方式來(lái)定義 beans，如下：
<beans xmlns="http://www.Springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.Springframework.org/schema/beans http://www.Springframework.org/schema/beans/Spring-beans-3.2.xsd"> <beans profile="test"> <bean id="datasource" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"> <property name="driverClassName" value="org.hsqldb.jdbcDriver" /> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:hsql://localhost" /> <property name="username" value="sa"/> <property name="password" value=""/> </bean> </beans> <beans profile="production"> <bean id="datasource" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource"> <property name="driverClassName" value="org.hsqldb.jdbcDriver" /> <property name="url" value="jdbc:hsqldb:hsql://localhost/prod" /> <property name="username" value="sa"/> <property name="password" value=""/> </bean> </beans> <beans profile="test,production"> <bean id="transactionManager" class="org.Springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager"> <property name="dataSource" ref="datasource"></property> </bean> <bean id="initer" init-method="init" class="service.Initializer"> </bean> <bean id="accountDao" depends-on="initer" class="DAO.AccountDao"> <property name="dataSource" ref="datasource"/> </bean> <bean id="accountService" class="service.AccountService"> </bean> <bean id="envSetter" class="EnvSetter"/> </beans> </beans> |
上面的定義，我們看到：
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) @ContextConfiguration("/config/Spring-db.xml") @Transactional @ActiveProfiles("test") public class AccountServiceTest { ... } |
注意上面的 @ActiveProfiles，可以指定一個(gè)或者多個(gè) profile，這樣我們的測試類(lèi)就僅僅加載這些名字的 profile 中定義的 bean 實(shí)例。
Spring 2.5 以后，就開(kāi)始支持 TestNG 了，支持的方法包括：
這里我們演示一下如何使用 Spring 提供的 TestNG 父類(lèi)來(lái)進(jìn)行測試。
package testng; import static org.Junit.Assert.assertEquals; import org.Springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.Springframework.test.context.ActiveProfiles; import org.Springframework.test.context.ContextConfiguration; import org.Springframework.test.context.testng. AbstractTransactionalTestNGSpringContextTests; import org.Springframework.transaction.annotation.Transactional; import service.AccountService; import domain.Account; @ContextConfiguration("/config/Spring-db.xml") @Transactional @ActiveProfiles("test") public class AccountServiceTestNGTest extends AbstractTransactionalTestNGSpringContextTests { @Autowired private AccountService service; @org.testng.annotations.Test public void testGetAcccountById() { Account acct = Account.getAccount(1, "user01", 18, "M"); service.insertIfNotExist(acct); Account acct2 = service.getAccountById(1); assertEquals(acct,acct2); } } |
執行測試，我們將看到測試成功。
搜索數據庫對應的表，我們看到里面沒(méi)有數據，說(shuō)明自動(dòng)事務(wù)起作用了。
Spring test framework 主要位于 org.Springframework.test.context 包中，主要包括下面幾個(gè)類(lèi)：
Spring 通過(guò) AOP hook 了測試類(lèi)的實(shí)例創(chuàng )建、beforeClass、before、after、afterClass 等事件入口，執行順序主要如下：
根據上面的例子和介紹，我們可以看到，Spring 測試框架的主要特點(diǎn)如下：
總之，如果您的程序中使用了 Spring，且對用 Junit 或者 testNG 來(lái)對他們進(jìn)行單元測試感到力不從心，可以考慮使用 Spring test framework，它將使您的應用程序的質(zhì)量上一個(gè)新的臺階。
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