关于java:Java中的单元测试JUnit5实践指南

第 1 章：引言

大家好，我是小黑，在 Java 里，单元测试不仅仅是查看代码是否失常运行的形式，它更是保障软件品质、促成设计优化的重要工具。JUnit，作为 Java 最风行的测试框架之一，曾经随同着有数 Java 开发者走过了好几个版本的迭代。到了 JUnit5，这个框架不仅仅是做了简略的降级，而是带来了一系列革命性的扭转，让单元测试变得更加灵便、更容易应用。

对于小黑来说，JUnit5 的到来意味着更多的可能性。不仅因为它的新个性让测试更加弱小，更因为它让测试过程变得更加舒心。设想一下，一个反对 Lambda 表达式的测试框架，加上更灵便的测试实例治理和动静测试能力，这不仅仅是技术上的提高，更是对测试哲学的一种进化。

小黑记得在应用 JUnit4 的时候，经常会因为一些框架的限度而不得不采取一些不那么优雅的形式来组织测试代码。然而 JUnit5 的设计理念，让这所有都变得不同了。它不仅让测试更加的灵便和弱小，还更加重视于开发者的应用体验。

第 2 章：JUnit5 概览

谈到 JUnit5，小黑感觉有必要先给咱们搞清楚 JUnit5 相比于旧版本到底带来了哪些扭转。JUnit5 能够说是由三大次要局部组成的：Jupiter、Vintage 和 Platform。

• Jupiter 提供了 JUnit5 的新的测试引擎，用于编写测试和扩大。比方，咱们当初能够欢快地应用 Lambda 表达式来写测试了。
• Vintage 确保了对旧版本 JUnit 测试的兼容性。也就是说，即便咱们的我的项目中还有 JUnit4 的测试代码，也齐全没有问题。
• Platform 是在底层反对不同测试框架的一种机制。这意味着咱们能够在同一个我的项目中同时应用 JUnit4 和 JUnit5 进行测试。

集成 JUnit5 到咱们的我的项目中也相当简略。如果咱们是用 Maven，只须要在 pom.xml 中增加对应的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
    <version>5.7.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>
    <version>5.7.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

或者如果咱们是用 Gradle 的话，能够在 build.gradle 文件中退出：

testImplementation('org.junit.jupiter:junit-jupiter-api:5.7.0')
testRuntimeOnly('org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.7.0')

有了这些配置，就能够开始享受 JUnit5 带来的测试之旅了。在理论编写测试代码时，咱们会发现 JUnit5 让测试不仅仅是一种责任，更是一种乐趣。通过更简洁的 API、更灵便的测试写法，甚至能够说 JUnit5 从新定义了 Java 的单元测试。

第 3 章：根本测试用例编写

小黑首先想和咱们分享的是如何编写一个根本的测试用例。在 JUnit5 中，编写测试用例变得异样简略，但同时也更加弱小和灵便。咱们来看一个简略的例子，假如小黑当初有一个十分根底的计算器类，提供了加法和减法的性能。

首先，咱们定义一个 Calculator 类：

public class Calculator {public int add(int a, int b) {return a + b;}

    public int subtract(int a, int b) {return a - b;}
}

接下来，咱们用 JUnit5 来编写测试这个类的代码。在 JUnit5 中，咱们用 @Test 注解来标记一个测试方法。而且，JUnit5 对测试方法的命名没有特地的限度，咱们能够用更加描述性的名称来进步测试代码的可读性。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;

class CalculatorTests {

    @Test
    void 加法后果应该正确() {Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(2, calculator.add(1, 1), "1 加 1 应该等于 2");
    }

    @Test
    void 减法后果应该正确() {Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(0, calculator.subtract(1, 1), "1 减 1 应该等于 0");
    }
}

在下面的代码中，咱们应用 assertEquals 办法来验证计算结果是否合乎预期。这是 JUnit 提供的断言办法之一，用于比拟预期值和理论值。如果两者不相等，测试将会失败。此外，咱们还能够看到，测试方法的命名采纳了中文，这齐全没有问题，JUnit5 反对这样做，这样能够让测试代码更加直观易懂。

通过这个简略的例子，咱们能够看到 JUnit5 让测试编写变得非常灵活和不便。不仅如此，JUnit5 还提供了大量的注解和断言办法，让咱们能够针对不同的测试场景编写出更加精准和高效的测试代码。而且，因为 JUnit5 的设计准则是向后兼容，所以即使是在现有的 JUnit4 我的项目中引入 JUnit5，也可能平滑过渡，无需放心兼容性问题。

通过实际 JUnit5，小黑置信咱们能够更加深刻地了解 Java 程序的运行机制和逻辑构造，同时也能晋升咱们解决问题的能力。编写测试代码不再是一件枯燥无味的工作，而是一个充斥挑战和乐趣的过程。在下一章中，小黑将带咱们深入探讨 JUnit5 中的高级个性，让咱们的测试能力再上一个新的台阶。

第 4 章：了解和利用生命周期注解

在深刻 JUnit5 的摸索旅程中，了解测试的生命周期是至关重要的。JUnit5 通过一系列的生命周期注解，提供了对测试执行过程的精密管制。这些注解让小黑能够在测试前后执行特定的代码，帮忙咱们筹备测试环境和清理资源，确保每次测试都在一个洁净的状态下运行。

4.1 @BeforeEach 和 @AfterEach

设想一下，如果咱们的测试须要针对数据库进行操作，每个测试运行前都须要建设数据库连贯，测试实现后须要断开连接。这时，@BeforeEach和 @AfterEach 就派上用场了。

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class DatabaseTests {

    private DatabaseConnection dbConnection;

    @BeforeEach
    void 建设数据库连贯() {dbConnection = new DatabaseConnection("咱们的数据库 URL");
        dbConnection.connect();}

    @AfterEach
    void 断开数据库连贯() {dbConnection.disconnect();
    }

    @Test
    void 数据库连贯应该胜利() {assertTrue(dbConnection.isConnected(), "数据库应该曾经胜利连贯");
    }
}

在上述代码中，@BeforeEach注解的办法会在每个测试方法执行前运行，而 @AfterEach 注解的办法会在每个测试方法执行后运行。这样确保了每次测试都在一个预期的环境中执行，无论之前的测试是否胜利。

4.2 @BeforeAll 和 @AfterAll

有时，咱们可能遇到一种状况，某些筹备工作十分耗时，但它们对于所有测试来说只需执行一次即可。比方，加载一个大型的数据集到内存中。这时候，@BeforeAll和 @AfterAll 就显得十分有用。

import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import org.junit.jupiter.api.AfterAll;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertTrue;

class HeavyResourceTests {

    private static HeavyResource resource;

    @BeforeAll
    static void 加载重资源() {resource = new HeavyResource();
        resource.load();}

    @AfterAll
    static void 清理重资源() {resource.cleanup();
    }

    @Test
    void 重资源应该加载胜利() {assertTrue(resource.isLoaded(), "重资源应该曾经加载胜利");
    }
}

须要留神的是，因为 @BeforeAll 和@AfterAll注解的办法在所有测试前后只执行一次，这些办法必须是动态的（static）。这是因为在没有测试实例创立的状况下就须要执行这些办法。

通过应用这些生命周期注解，小黑可能更好地治理测试资源，使测试代码更加清晰和易于保护。同时，这也使得测试过程更加牢靠，因为咱们能够确保每个测试都在一个已知且稳固的环境中执行。在接下来的章节中，小黑将持续带咱们深入探讨 JUnit5 中的更多高级个性，让咱们的测试技能更上一层楼。

第 5 章：把握断言和假如

在 JUnit5 中，断言（Assert）和假如（Assume）是测试验证逻辑不可或缺的一部分。通过应用断言，小黑能够验证代码的行为是否合乎预期。而假如则容许在不满足某些条件时跳过测试。这一章节，咱们将深入探讨如何无效地应用这两种工具来进步测试的品质和灵活性。

5.1 断言的力量

在 JUnit5 中，断言是测试后果验证的外围。JUnit5 提供了一系列的断言办法，笼罩了从简略的等值比拟到简单的对象状态验证。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class SampleTests {

    @Test
    void 当值相等时测试应通过() {assertEquals(4, 2 + 2, "两数相加的后果应该等于 4");
    }

    @Test
    void 当对象为空时测试应通过() {
        Object obj = null;
        assertNull(obj, "对象应该为空");
    }
}

在这个例子中，assertEquals用来验证两个值是否相等，而 assertNull 用来验证一个对象是否为空。JUnit5 中的断言办法都有一个可选的音讯参数，当断言失败时，这个音讯将被显示，帮忙了解测试失败的起因。

5.2 利用假如进行条件测试

假如容许在不满足某些前提条件时跳过测试。这对于只有在特定条件下能力运行的测试特地有用。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assumptions.*;

class ConditionalTests {

    @Test
    void 只在特定条件下运行的测试() {assumeTrue(System.getenv("TEST_ENV") != null, "这个测试只在设置了 TEST_ENV 环境变量时运行");
        // 假如满足，接下来是测试逻辑
    }
}

在这个例子中，assumeTrue查看环境变量 TEST_ENV 是否被设置。如果没有设置，测试将不会执行上来，JUnit 将这个测试视为跳过（skipped），而不是失败（failed）。

5.3 断言与假如的抉择

断言和假如尽管性能类似，但用处齐全不同。断言用于验证测试的预期后果，而假如用于确定是否应该运行测试。小黑在编写测试时应依据测试的具体需要抉择应用断言还是假如。

通过把握断言和假如，小黑不仅可能验证代码的正确性，还能依据运行环境的不同灵便地管制测试的执行。这样既进步了测试的准确性，也减少了测试的适用性和灵活性。

第 6 章：深刻参数化测试

参数化测试是 JUnit5 中一个弱小的个性，容许小黑应用不同的参数屡次运行同一个测试。这样不仅能够缩小反复的测试代码，还能确保测试的全面性。这一章节，咱们来摸索如何无效地应用参数化测试来加强测试的能力。

6.1 基本概念

参数化测试的核心思想是将测试数据与测试逻辑拆散。通过为测试方法提供多组数据，能够反复执行该办法，每次应用不同的数据。这样，小黑能够用较少的代码测试更多的场景。

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;

class ParameterizedTests {

    @ParameterizedTest
    @ValueSource(ints = {1, 2, 3, 4, 5})
    void 测试多个不同的值(int number) {assertTrue(number > 0, "数字应该大于 0");
    }
}

在这个例子中，@ParameterizedTest注解表明这是一个参数化测试，@ValueSource提供了一组数字作为测试参数。这个测试将会被执行五次，每次 number 的值都不同。

6.2 应用不同的参数提供者

JUnit5 提供了多种形式来提供测试数据，@ValueSource只是其中的一种。还有 @CsvSource、@MethodSource 等，它们能够提供更简单的测试数据。

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.MethodSource;

class ComplexParameterizedTest {static Stream<String> 字符串提供者() {return Stream.of("小黑", "JUnit", "测试");
    }

    @ParameterizedTest
    @MethodSource("字符串提供者")
    void 应用办法源作为参数(String input) {assertNotNull(input, "输出值不应该为空");
    }
}

这个例子应用 @MethodSource 注解，它援用了一个办法名，该办法返回一个流，流中蕴含了要测试的数据。这种形式非常灵活，能够生成简单的测试数据集。

6.3 参数化测试的高级利用

参数化测试不仅限于简略的场景。通过联合应用 @CsvSource 或@MethodSource，小黑能够针对简单的数据结构进行测试，甚至能够实现基于动静生成的测试数据的测试。

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.CsvSource;

class AdvancedParameterizedTest {

    @ParameterizedTest
    @CsvSource({"小黑, true", ", false", "'', false"})
    void 字符串非空验证(String input, boolean expected) {assertEquals(expected, input != null && !input.isEmpty(), "验证字符串是否非空");
    }
}

这个例子展现了如何应用 @CsvSource 来提供一组字符串和预期的验证后果，从而测试不同输出条件下的验证逻辑。

通过把握参数化测试的应用，小黑可能更高效地笼罩各种输出条件，进步测试的品质和完整性。参数化测试使得测试更加灵便和弱小，是晋升测试效率的重要伎俩。在后续的章节中，小黑将持续摸索 JUnit5 的其余高级个性，进一步加深对 JUnit5 的了解和利用。

第 7 章：依赖注入和 Mocking

在 JUnit5 中，依赖注入（DI）和 Mocking 是两个弱小的个性，它们可能帮忙小黑编写更灵便、更易于保护的测试代码。通过依赖注入，咱们能够在测试方法中间接应用测试所需的对象，而不是在每个测试方法或测试类中手动创立它们。Mocking 则容许咱们模仿简单的依赖，以便于在隔离的环境中测试特定的代码逻辑。

7.1 了解 JUnit5 的依赖注入

JUnit5 通过其扩大模型反对依赖注入。与 JUnit4 相比，这一新模型提供了更多的灵活性和弱小的性能。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtendWith;
import org.mockito.junit.jupiter.MockitoExtension;
import org.mockito.Mock;

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class DependencyInjectionTest {

    @Mock
    private Dependency dependency;

    @Test
    void 测试方法能够应用 Mock 对象() {assertNotNull(dependency, "依赖应该被 Mockito 注入");
    }
}

在这个例子中，@ExtendWith注解通知 JUnit5 应用 Mockito 扩大来解决测试类的生命周期。@Mock注解则用于申明一个 Mock 对象，Mockito 扩大会主动注入这个 Mock 对象，使其在测试方法中可用。

7.2 利用 Mocking 简化测试

在单元测试中，常常须要模仿某些简单的依赖，以确保测试的独立性。Mockito 是 Java 界宽泛应用的 Mocking 框架之一，它能够轻松地与 JUnit5 集成，提供了弱小的 Mocking 性能。

import static org.mockito.Mockito.*;

class MockingTest {

    @Test
    void 应用 Mockito 模仿行为(@Mock Dependency mockDependency) {
        // 配置 mock 对象的行为
        when(mockDependency.someMethod()).thenReturn("模仿的返回值");

        // 在测试中应用 mock 对象
        assertEquals("模仿的返回值", mockDependency.someMethod(), "mock 对象的行为应该被模仿");
    }
}

通过应用 Mockito，小黑能够定义一个依赖的行为，而后在测试中应用这个模仿的依赖。这样，咱们就能够专一于测试特定的业务逻辑，而不必放心依赖的具体实现。

7.3 联合依赖注入和 Mocking 的最佳实际

联合应用依赖注入和 Mocking，能够让测试代码更加简洁和弱小。小黑应该遵循以下最佳实际：

• 尽量应用结构器注入，这样做能够放弃代码的清晰和一致性。
• 明智地应用 Mocking，防止适度 Mocking。过多地应用 Mocking 可能会导致测试与理论运行环境的偏差增大。
• 在测试前明确 Mock 对象的行为，确保测试的可预测性和可重复性。

通过把握 JUnit5 中的依赖注入和 Mocking 个性，小黑能够编写出更加灵便和弱小的测试，无效地晋升软件品质和开发效率。在接下来的章节中，小黑将持续摸索 JUnit5 的其余高级个性，进一步晋升测试的深度和广度。

第 8 章：测试套件与标签

随着我的项目的增长，小黑可能会发现自己领有了大量的测试用例。治理这些测试用例，以及确保在正确的机会运行正确的测试汇合变得尤为重要。JUnit5 通过提供测试套件（Test Suites）和标签（Tags）性能，为此提供了解决方案。

8.1 应用测试套件组织测试

测试套件容许小黑将多个测试类组织在一起，作为一个整体进行执行。这在须要对特定模块或性能进行集中测试时十分有用。

import org.junit.platform.suite.api.SelectClasses;
import org.junit.platform.suite.api.Suite;

@Suite
@SelectClasses({CalculatorTests.class, ParameterizedTests.class})
class FeatureTestSuite {// 这里不须要增加任何测试方法，仅通过注解抉择须要执行的测试类}

通过应用 @Suite 和@SelectClasses注解，小黑能够指定哪些测试类被蕴含在这个测试套件中。当运行这个套件时，JUnit5 会主动执行所有选定的测试类。

8.2 利用标签过滤测试

标签提供了一种更灵便的形式来组织和抉择测试用例。通过给测试方法或测试类增加标签，小黑能够依据不同的场景（如“疾速”、“慢速”、“集成测试”等）来过滤和运行测试。能够了解为分组。

import org.junit.jupiter.api.Tag;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class TaggedTests {

    @Test
    @Tag("疾速")
    void 疾速测试() {// 疾速运行的测试逻辑}

    @Test
    @Tag("慢速")
    void 慢速测试() {// 耗时较长的测试逻辑}
}

在构建工具（如 Maven 或 Gradle）中，小黑能够配置只运行带有特定标签的测试，这样就能够依据以后的测试需要灵便地运行测试集。

### maven 只运行带有 疾速 Tag 的
mvn clean test -Dgroups="疾速"

8.3 测试套件与标签的最佳实际

• 明智地应用测试套件：测试套件非常适合于组织和运行相干的测试汇合，但应防止创立过大或过于简单的套件，免得治理成本上升。
• 正当应用标签：通过为测试用例和类增加适当的标签，能够极大地减少测试执行的灵活性。但标签的应用应放弃一致性，以便于了解和保护。
• 联合套件和标签：在大型项目中，联合应用测试套件和标签能够无效地治理和执行测试，确保在正确的环境下运行正确的测试汇合。

通过无效地应用测试套件和标签，小黑能够进步测试的组织性和执行效率，确保在开发过程中可能疾速地取得反馈，进而晋升软件品质。随着对 JUnit5 性能的深刻了解和利用，小黑将可能更加自信高空对日益增长的测试需要，编写出更加强壮和可保护的测试代码。