本章导读
上一章介绍的Ant，主要用来构建、包装和发布Java程序，而Java程序的测试则由另外一个工具来完成，那就是JUnit。
本章首先对JUnit进行介绍，阐述为什么要使用JUnit，然后介绍JUnit的下载和安装及使用方法，最后介绍JUnit的新特性。
8.1 JUnit介绍
JUnit是一个开源的Java单元测试框架，由 Erich Gamma 和 Kent Beck 开发完成。
8.1.1 JUnit简介
JUnit主要用来帮助开发人员进行Java的单元测试，其设计非常小巧，但功能却非常强大。
下面是JUnit一些特性的总结：
— 提供的API可以让开发人员写出测试结果明确的可重用单元测试用例。
— 提供了多种方式来显示测试结果，而且可以扩展。
— 提供了单元测试批量运行的功能，而且可以和Ant很容易地整合。
— 对不同性质的被测对象，如Class,JSP,Servlet等，JUnit有不同的测试方法。
8.1.2 为什么要使用JUnit
以前，开发人员写一个方法，如下代码所示：
//******* AddAndSub.java**************
public Class AddAndSub {
public static int add(int m, int n) {
int num = m + n;
return num;
}
public static int sub(int m, int n) {
int num = m - n;
return num;
}
}
如果要对AddAndSub类的add和sub方法进行测试，通常要在main里编写相应的测试方法，如下代码所示：
//******* MathComputer.java**************
public Class AddAndSub {
public static int add(int m, int n) {
int num = m + n;
return num;
}
public static int sub(int m, int n) {
int num = m - n;
return num;
}
public static void main(String args[]) {
if (add (4, 6) == 10)) {
System.out.println(“Test Ok”);
} else {
System.out.println(“Test Fail”);
}
if (sub (6, 4) ==2)) {
System.out.println(“Test Ok”);
} else {
System.out.println(“Test Fail”);
}
}
}
从上面的测试可以看出，业务代码和测试代码放在一起，对于复杂的业务逻辑，一方面代码量会非常庞大，另一方面测试代码会显得比较凌乱，而JUnit就能改变这样的状况，它提供了更好的方法来进行单元测试。使用JUnit来测试前面代码的示例如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
public Class TestAddAndSub extends TestCase {
public void testadd() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(4, 6));
}
public void testsub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(6, 4));
}
public static void main(String args[]){
junit.textui.TestRunner.run(TestAddAndSub .class); }
}
这里先不对JUnit的使用方法进行讲解，从上可以看到，测试代码和业务代码分离开，使得代码比较清晰，如果将JUnit放在Eclipse中，测试起来将会更加方便。
8.2 建立JUnit的开发环境
为了不使读者在环节配置上浪费太多时间，这里将一步一步地讲解如何下载和配置JUnit。具体步骤如下：
8.2.1 下载JUnit
从www.junit.org可以进入到JUnit的首页，JUnit的首页画面如图8.1所示。
本书使用的版本是4.3版本，单击“Junit4.3.zip”即可进入下载JUnit的画面，如图8.2所示。
下载Junit4.3.zip，下载后解压缩即可。
8.2.2 配置JUnit
下载Junit4.3.zip完毕，并解压缩到D盘根目录下后，即可开始配置环境变量。用前面介绍的设定系统变量的方法，设定ClassPath，ClassPath=***;D:"junit"junit.jar，如图8.3所示。
图8.1 JUnit的首页画面
图8.2 下载JUnit的画面
查看是否配置好JUnit，在类里添加如下语句：
import junit.framework.TestCase;
图8.3 设定系统变量ClassPath
如果编译没有错误，则说明配置成功。
8.3 JUnit的使用方法
JUnit的使用非常简单，共有3步：第一步、编写测试类，使其继承TestCase；第二步、编写测试方法，使用test+×××的方式来命名测试方法；第三步、编写断言。如果测试方法有公用的变量等需要初始化和销毁，则可以使用setUp,tearDown方法。
8.3.1 继承TestCase
如果要使用JUnit，则测试类都必须继承TestCase。当然目前的最新版JUnit是不需要继承它的，但并不是说TestCase类就没有用了，它仍然是JUnit工作的基础。这里先讲述继承TestCase类的方式，稍后再介绍不继承的方式。
下面是前面使用JUnit进行测试AddAndSub类的代码，这里进行详细的分析：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
public Class TestAddAndSub extends TestCase {
public void testadd() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(4, 6));
}
public void testsub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(6, 4));
}
public static void main(String args[]){
junit.textui.TestRunner.run(TestAddAndSub .class); }
}
代码说明：
— 这里继承TestCase，表示该类是一个测试类。
— 然后使用junit.textui.TestRunner.run方法来执行这个测试类。
这里给出TestCase的源代码：
//******* TestCase.java**************
package junit.framework;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
public abstract class TestCase extends Assert implements Test {
/**测试案例的名称*/
private String fName;
/**构造函数
*/
public TestCase() {
fName= null;
}
/**带参数的构造函数
*/
public TestCase(String name) {
fName= name;
}
/**获取被run执行的测试案例的数量
*/
public int countTestCases() {
return 1;
}
/**创建一个TestResult
* @see TestResult
*/
protected TestResult createResult() {
return new TestResult();
}
/**执行run方法，返回TestResult
* @see TestResult
*/
public TestResult run() {
TestResult result= createResult();
run(result);
return result;
}
/**执行run方法，参数为TestResult
*/
public void run(TestResult result) {
result.run(this);
}
/**执行测试方法，包括初始化和销毁方法
* @throws Throwable if any exception is thrown
*/
public void runBare() throws Throwable {
Throwable exception= null;
setUp();
try {
runTest();
} catch (Throwable running) {
exception= running;
}
finally {
try {
tearDown();
} catch (Throwable tearingDown) {
if (exception == null) exception= tearingDown;
}
}
if (exception != null) throw exception;
}
/**执行测试方法
* @throws Throwable if any exception is thrown
*/
protected void runTest() throws Throwable {
assertNotNull("TestCase.fName cannot be null", fName); // Some VMs crash when calling getMethod(null,null);
Method runMethod= null;
try {
//利用反射机制
runMethod= getClass().getMethod(fName, (Class[])null);
} catch (NoSuchMethodException e) {
fail("Method """+fName+""" not found");
}
if (!Modifier.isPublic(runMethod.getModifiers())) {
fail("Method """+fName+""" should be public");
}
//利用反射机制
try {
runMethod.invoke(this);
}
catch (InvocationTargetException e) {
e.fillInStackTrace();
throw e.getTargetException();
}
catch (IllegalAccessException e) {
e.fillInStackTrace();
throw e;
}
}
/**测试前的初始化方法
*/
protected void setUp() throws Exception {
}
/**测试后的销毁方法
*/
protected void tearDown() throws Exception {
}
/**返回测试案例的名称
* @return the name of the TestCase
*/
public String getName() {
return fName;
}
/**设定测试案例的名称
* @param name the name to set
*/
public void setName(String name) {
fName= name;
}
}
代码说明：
— 该类继承了Assert 类，实现了Test接口。
— 可以看出，TestCase类正是通过runBare实现了在测试方法前初始化相关变量和环境，在测试方法后销毁相关变量和环境。
8.3.2 编写测试方法
测试方法名要以test+方法名来命名，当然最新版的JUnit支持直接以方法名来命名测试方法。这是通过TestCase类里的runTest方法来实现的，主要利用了Java的反射机制，runTest方法的代码如下：
protected void runTest() throws Throwable {
assertNotNull("TestCase.fName cannot be null", fName); // Some VMs crash when calling getMethod(null,null);
Method runMethod= null;
try {
// 获取要测试的方法
runMethod= getClass().getMethod(fName, (Class[])null);
} catch (NoSuchMethodException e) {
fail("Method """+fName+""" not found");
}
//判断要测试的方法是否为公用方法
if (!Modifier.isPublic(runMethod.getModifiers())) {
fail("Method """+fName+""" should be public");
}
//Java的反射机制
try {
runMethod.invoke(this);
}
//抛出调用异常
catch (InvocationTargetException e) {
e.fillInStackTrace();
throw e.getTargetException();
}
catch (IllegalAccessException e) {
e.fillInStackTrace();
throw e;
}
}
8.3.3 编写断言
JUnit主要有以下断言：
— assertEquals（期望值，实际值），检查两个值是否相等。
— assertEquals（期望对象，实际对象），检查两个对象是否相等，利用对象的equals()方法进行判断。
— assertSame（期望对象，实际对象），检查具有相同内存地址的两个对象是否相等，利用内存地址进行判断，注意和上面assertEquals方法的区别。
— assertNotSame（期望对象，实际对象），检查两个对象是否不相等。
— assertNull（对象1，对象2），检查一个对象是否为空。
— assertNotNull（对象1，对象2），检查一个对象是否不为空。
— assertTrue(布尔条件)，检查布尔条件是否为真。
— assertFalse(布尔条件)，检查布尔条件是否为假。
这些断言主要定义在JUnit的Assert类里，Assert类的示例代码如下：
//******* Assert.java**************
package junit.framework;
/**一系列的断言方法
*/
public class Assert {
/**构造函数
*/
protected Assert() {
}
/**断言是否为真，带消息
*/
static public void assertTrue(String message, boolean condition) {
if (!condition)
fail(message);
}
/**断言是否为真
*/
static public void assertTrue(boolean condition) {
assertTrue(null, condition);
}
/**断言是否为假，带消息
*/
static public void assertFalse(String message, boolean condition) {
assertTrue(message, !condition);
}
/**断言是否为假
*/
static public void assertFalse(boolean condition) {
assertFalse(null, condition);
}
/**断言是否为失败
*/
static public void fail(String message) {
throw new AssertionFailedError(message);
}
/**断言是否为失败
*/
static public void fail() {
fail(null);
}
/**是否相等的断言，带消息Object
*/
static public void assertEquals(String message, Object expected, Object actual) {
if (expected == null && actual == null)
return;
if (expected != null && expected.equals(actual))
return;
failNotEquals(message, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，Object
*/
static public void assertEquals(Object expected, Object actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息String
*/
static public void assertEquals(String message, String expected, String actual) {
if (expected == null && actual == null)
return;
if (expected != null && expected.equals(actual))
return;
throw new ComparisonFailure(message, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，String
*/
static public void assertEquals(String expected, String actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息double
*/
static public void assertEquals(String message, double expected, double actual, double delta) {
if (Double.compare(expected, actual) == 0)
return;
if (!(Math.abs(expected-actual) <= delta))
failNotEquals(message, new Double(expected), new Double(actual));
}
/**是否相等的断言，double
*/
static public void assertEquals(double expected, double actual, double delta) {
assertEquals(null, expected, actual, delta);
}
/**是否相等的断言，带消息float
*/
static public void assertEquals(String message, float expected, float actual, float delta) {
if (Float.compare(expected, actual) == 0)
return;
if (!(Math.abs(expected - actual) <= delta))
failNotEquals(message, new Float(expected), new Float(actual));
}
/**是否相等的断言， float
*/
static public void assertEquals(float expected, float actual, float delta) {
assertEquals(null, expected, actual, delta);
}
/**是否相等的断言，带消息long
*/
static public void assertEquals(String message, long expected, long actual) {
assertEquals(message, new Long(expected), new Long(actual));
}
/**是否相等的断言， long
*/
static public void assertEquals(long expected, long actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息boolean
*/
static public void assertEquals(String message, boolean expected, boolean actual) {
assertEquals(message, Boolean.valueOf(expected), Boolean.valueOf(actual));
}
/**是否相等的断言，boolean
*/
static public void assertEquals(boolean expected, boolean actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息byte
*/
static public void assertEquals(String message, byte expected, byte actual) {
assertEquals(message, new Byte(expected), new Byte(actual));
}
/**是否相等的断言， byte
*/
static public void assertEquals(byte expected, byte actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息char
*/
static public void assertEquals(String message, char expected, char actual) {
assertEquals(message, new Character(expected), new Character(actual));
}
/**是否相等的断言，char
*/
static public void assertEquals(char expected, char actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息short
*/
static public void assertEquals(String message, short expected, short actual) {
assertEquals(message, new Short(expected), new Short(actual));
}
/**是否相等的断言，short
static public void assertEquals(short expected, short actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否相等的断言，带消息int
*/
static public void assertEquals(String message, int expected, int actual) {
assertEquals(message, new Integer(expected), new Integer(actual));
}
/**是否相等的断言，int
*/
static public void assertEquals(int expected, int actual) {
assertEquals(null, expected, actual);
}
/**是否不为null的断言 Object
*/
static public void assertNotNull(Object object) {
assertNotNull(null, object);
}
/**是否不为null的断言，带消息Object
*/
static public void assertNotNull(String message, Object object) {
assertTrue(message, object != null);
}
/**是否为null的断言Object
*/
static public void assertNull(Object object) {
assertNull(null, object);
}
/**是否为null的断言，带消息Object
*/
static public void assertNull(String message, Object object) {
assertTrue(message, object == null);
}
/**是否相同的断言，带消息*/
static public void assertSame(String message, Object expected, Object actual) {
if (expected == actual)
return;
failNotSame(message, expected, actual);
}
/**是否相同的断言，Object
*/
static public void assertSame(Object expected, Object actual) {
assertSame(null, expected, actual);
}
/**是否不相同的断言，带消息
*/
static public void assertNotSame(String message, Object expected, Object actual) {
if (expected == actual)
failSame(message);
}
/**是否不相同的断言Object
*/
static public void assertNotSame(Object expected, Object actual) {
assertNotSame(null, expected, actual);
}
/**相同时失败
*/
static public void failSame(String message) {
String formatted= "";
if (message != null)
formatted= message+" ";
fail(formatted+"expected not same");
}
/**不相同时失败
*/
static public void failNotSame(String message, Object expected, Object actual) {
String formatted= "";
if (message != null)
formatted= message+" ";
fail(formatted+"expected same:<"+expected+"> was not:<"+actual+">");
}
/**不相等时失败
*/
static public void failNotEquals(String message, Object expected, Object actual) {
fail(format(message, expected, actual));
}
/**格式化消息
*/
public static String format(String message, Object expected, Object actual) {
String formatted= "";
if (message != null)
formatted= message+" ";
return formatted+"expected:<"+expected+"> but was:<"+actual+">";
}
}
从上述代码中，读者可以研读JUnit中有关断言的实现方式，其实，最终都是使用后面的几个static方法来实现的。
8.4 JUnit的新特性
Java 5的发布为JUnit带来了新的特性。自JUnit 4.0之后，JUnit大量使用了annotations特性，使编写单元测试变得更加简单。
8.4.1 改变测试方法的命名方式
前面讲过，使用JUnit 4.0以上版本可以不用遵循以前JUnit约定的测试方法命名方法，以前命名方法的示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
public class TestAddAndSub extends TestCase {
public void testadd() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(4, 6));
}
public void testsub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(6, 4));
}
public static void main(String args[]){
junit.textui.TestRunner.run(TestAddAndSub .class); }
}
JUnit 4.0以上版本的命名方式，是在测试方法前使用@Test注释，示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
import org.junit.*;
public class TestAddAndSub extends TestCase {
@Test public void add() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(4, 6));
}
@Test public void sub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(6, 4));
}
}
这个时候，测试方法的命名将不再重要，开发人员可以按照自己的命名方式来命名。
8.4.2 不再继承TestCase
新版本的JUnit将不再强制继承TestCase，但需要import org.junit.Assert来实现断言，示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.*;
public class TestAddAndSub{
@Test public void add() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(4, 6));
}
@Test public void sub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(6, 4));
}
}
8.4.3 改变初始化和销毁方式
以前，JUnit使用SetUp和TearDown方法来进行初始化和销毁动作，JUnit 4.0以上版本将不再强制使用SetUp和TearDown方法来进行初始化和销毁，原来使用SetUp和TearDown方法的示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
public class TestAddAndSub extends TestCase {
private int m = 0;
private int n = 0;
//初始化
protected void setUp() {
m = 4;
n = 6;
}
public void testadd() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(m, n));
}
public void testsub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(n, m));
}
//销毁
protected void tearDown() {
m = 0;
n = 0;
}
}
不使用SetUp和TearDown方法的示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.*;
public class TestAddAndSub {
protected int m = 0;
protected int n = 0;
//初始化
@Before public void init() {
m = 4;
n = 6;
}
@Test public void add() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(m, n));
}
@Test public void sub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(n, m));
}
//销毁
@After public void destory() {
m = 0;
n = 0;
}
}
上面示例中的初始化和销毁都是针对一个方法来说的，每个方法执行前都要进行初始化，执行完毕都要进行销毁。而JUnit的最新版本则提供了新的特性，针对类进行初始化和销毁。也就是说，该类中的方法只进行一次初始化和销毁，方法就是使用@Before和@After，示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.*;
public class TestAddAndSub {
protected int m = 0;
protected int n = 0;
//初始化
@BeforeClass public void init() {
m = 4;
n = 6;
}
@Test public void add() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(m, n));
}
@Test public void sub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(n, m));
}
//销毁
@AfterClass public void destory() {
m = 0;
n = 0;
}
}
上述初始化和销毁动作，只执行一次即可。
8.4.4 改变异常处理的方式
以前，使用JUnit进行单元测试时，如果遇到异常情况，需要使用try…catch的形式来捕捉异常，示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import junit.framework.TestCase;
public class TestAddAndSub extends TestCase {
private int m = 0;
private int n = 0;
//初始化
protected void setUp() {
m = 4;
n = 6;
}
public void testadd() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(m, n));
}
public void testsub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(n, m));
}
public void testdiv() {
//断言除数为0
try {
int n = 2 / 0;
fail("Divided by zero!");
}
catch (ArithmeticException success) {
assertNotNull(success.getMessage());
}
}
//销毁
protected void tearDown() {
m = 0;
n = 0;
}
}
JUnit4.0以后的版本将不再使用try…catch的方式来捕捉异常，示例代码如下：
//******* TestAddAndSub.java**************
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.*;
public class TestAddAndSub {
protected int m = 0;
protected int n = 0;
//初始化
@Before public void init() {
m = 4;
n = 6;
}
@Test public void add() {
//断言计算结果与10是否相等
assertEquals(10, AddAndSub.add(m, n));
}
@Test public void sub() {
//断言计算结果与2是否相等
assertEquals(2, AddAndSub.sub(n, m));
}
@Test t(expected=ArithmeticException.class) public void div() {
//断言除数是否为0
int n = 2 / 0;
}
//销毁
@After public void destory() {
m = 0;
n = 0;
}
}
当然，JUnit还有许多新的特性，限于篇幅原因，这里只对比较重要的特性进行讲解，其余将不再多讲，想要了解的读者可以到JUnit的相关网站进行学习。
8.5 小结
本章首先讲述了JUnit的下载和安装，接着又讲解了JUnit的相关知识，最后讲解了JUnit的新特性。
JUnit对开发人员进行大规模的单元测试来说，是非常有用的，但对于大量的代码如何来管理就只有靠CVS了。CVS是一个版本控制系统，主要用来管理开发人员代码的历史，下一章主要讲如何使用CVS。