SpringBoot Test及注解详解


一、Spring Boot Test介绍

Spring Test与JUnit等其他测试框架结合起来,提供了便捷高效的测试手段。而Spring Boot Test 是在Spring Test之上的再次封装,增加了切片测试,增强了mock能力。

整体上,Spring Boot Test支持的测试种类,大致可以分为如下三类:

  • 单元测试:一般面向方法,编写一般业务代码时,测试成本较大。涉及到的注解有@Test。
  • 切片测试:一般面向难于测试的边界功能,介于单元测试和功能测试之间。涉及到的注解有@RunWith @WebMvcTest等。
  • 功能测试:一般面向某个完整的业务功能,同时也可以使用切面测试中的mock能力,推荐使用。涉及到的注解有@RunWith @SpringBootTest等。

功能测试过程中的几个关键要素及支撑方式如下:

  • 测试运行环境:通过@RunWith 和 @SpringBootTest启动spring容器。
  • mock能力:Mockito提供了强大mock功能。
  • 断言能力:AssertJ、Hamcrest、JsonPath提供了强大的断言能力。

二、快速开始

增加spring-boot-starter-test依赖,使用@RunWith和@SpringBootTest注解,即可开始测试。

添加依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
  <scope>test</scope>
</dependency>

一旦依赖了spring-boot-starter-test,下面这些类库将被一同依赖进去:

  • JUnit:java测试事实上的标准,默认依赖版本是4.12(JUnit5和JUnit4差别比较大,集成方式有不同)。
  • Spring Test & Spring Boot Test:Spring的测试支持。
  • AssertJ:提供了流式的断言方式。
  • Hamcrest:提供了丰富的matcher。
  • Mockito:mock框架,可以按类型创建mock对象,可以根据方法参数指定特定的响应,也支持对于mock调用过程的断言。
  • JSONassert:为JSON提供了断言功能。
  • JsonPath:为JSON提供了XPATH功能。

1. 单元测试

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringBootApplicationTests {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Test
    public void testAddUser() {
        User user = new User();
        user.setName("john");
        user.setAddress("earth");
        userService.add(user);
    }

}

@RunWith是Junit4提供的注解,将Spring和Junit链接了起来。假如使用Junit5,不再需要使用@ExtendWith注解,@SpringBootTest和其它@*Test默认已经包含了该注解。

@SpringBootTest替代了spring-test中的@ContextConfiguration注解,目的是加载ApplicationContext,启动spring容器。

使用@SpringBootTest时并没有像@ContextConfiguration一样显示指定locations或classes属性,原因在于@SpringBootTest注解会自动检索程序的配置文件,检索顺序是从当前包开始,逐级向上查找被@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration注解的类。

2. 功能测试

一般情况下,使用@SpringBootTest后,Spring将加载所有被管理的bean,基本等同于启动了整个服务,此时便可以开始功能测试。

由于web服务是最常见的服务,且我们对于web服务的测试有一些特殊的期望,所以@SpringBootTest注解中,给出了webEnvironment参数指定了web的environment,该参数的值一共有四个可选值:

  • MOCK:此值为默认值,该类型提供一个mock环境,可以和@AutoConfigureMockMvc或@AutoConfigureWebTestClient搭配使用,开启Mock相关的功能。注意此时内嵌的服务(servlet容器)并没有真正启动,也不会监听web服务端口。
  • RANDOM_PORT:启动一个真实的web服务,监听一个随机端口。
  • DEFINED_PORT:启动一个真实的web服务,监听一个定义好的端口(从application.properties读取)。
  • NONE:启动一个非web的ApplicationContext,既不提供mock环境,也不提供真实的web服务。

注:如果当前服务的classpath中没有包含web相关的依赖,spring将启动一个非web的ApplicationContext,此时的webEnvironment就没有什么意义了。

3. 切片测试

所谓切片测试,官网文档称为 “slice” of your application,实际上是对一些特定组件的称呼。这里的slice并非单独的类(毕竟普通类只需要基于JUnit的单元测试即可),而是介于单元测试和集成测试中间的范围。

slice是指一些在特定环境下才能执行的模块,比如MVC中的Controller、JDBC数据库访问、Redis客户端等,这些模块大多脱离特定环境后不能独立运行,假如spring没有为此提供测试支持,开发者只能启动完整服务对这些模块进行测试,这在一些复杂的系统中非常不方便,所以spring为这些模块提供了测试支持,使开发者有能力单独对这些模块进行测试。

通过@*Test开启具体模块的测试支持,开启后spring仅加载相关的bean,无关内容不会被加载。

使用@WebMvcTest用来校验controllers是否正常工作的示例:

@RunWith(SpringRunner.class)
@WebMvcTest(IndexController.class)
public class SpringBootTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;
    
    @Test
    public void testExample() throws Exception {
        //groupManager访问路径
        //param传入参数
        MvcResult result=mvc.perform(MockMvcRequestBuilders.post("/groupManager").param("pageNum","1").param("pageSize","10")).andReturn();
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        String content = response.getContentAsString();
        List<JtInfoDto> jtInfoDtoList = GsonUtils.toObjects(content, new TypeToken<List<JtInfoDto>>() {}.getType());
        for(JtInfoDto infoDto : jtInfoDtoList){
            System.out.println(infoDto.getJtCode());
        }

    }
}

使用@WebMvcTest和MockMvc搭配使用,可以在不启动web容器的情况下,对Controller进行测试(注意:仅仅只是对controller进行简单的测试,如果Controller中依赖用@Autowired注入的service、dao等则不能这样测试)。

三、注解详解

Spring为了避免的繁琐难懂的xml配置,引入大量annotation进行系统配置,确实减轻了配置工作量。由此,理解这些annotation变得尤为重要,一定程度上讲,对Spring Boot Test的使用,就是对其相关annotation的使用。

1. 按功能分类

从功能上讲,Spring Boot Test中的注解主要分如下几类:

  • 配置类型:@TestConfiguration等。提供一些测试相关的配置入口。
  • mock类型:@MockBean等。提供mock支持。
  • 启动测试类型:@SpringBootTest。以Test结尾的注解,具有加载applicationContext的能力。
  • 自动配置类型:@AutoConfigureJdbc等。以AutoConfigure开头的注解,具有加载测试支持功能的能力。

(1) 配置类型的注解

  • @TestComponent:该注解是另一种@Component,在语义上用来指定某个Bean是专门用于测试的。该注解适用于测试代码和正式混合在一起时,不加载被该注解描述的Bean,使用不多。
  • @TestConfiguration:该注解是另一种@TestComponent,它用于补充额外的Bean或覆盖已存在的Bean。在不修改正式代码的前提下,使配置更加灵活。
  • @TypeExcludeFilters:用来排除@TestConfiguration和@TestComponent。适用于测试代码和正式代码混合的场景,使用不多。
  • @OverrideAutoConfiguration:可用于覆盖@EnableAutoConfiguration,与ImportAutoConfiguration结合使用,以限制所加载的自动配置类。在不修改正式代码的前提下,提供了修改配置自动配置类的能力。
  • @PropertyMapping:定义@AutoConfigure*注解中用到的变量名称,例如在@AutoConfigureMockMvc中定义名为spring.test.mockmvc.webclient.enabled的变量。一般不使用。

使用@SpringBootApplication启动测试或者生产代码,被@TestComponent描述的Bean会自动被排除掉。如果不是则需要向@SpringBootApplication添加TypeExcludeFilter。

(2) mock类型的注解

  • @MockBean:用于mock指定的class或被注解的属性。
  • @MockBeans:使@MockBean支持在同一类型或属性上多次出现。
  • @SpyBean:用于spy指定的class或被注解的属性。
  • @SpyBeans:使@SpyBean支持在同一类型或属性上多次出现

@MockBean@SpyBean这两个注解,在mockito框架中本来已经存在,且功能基本相同。Spring Boot Test又定义一份重复的注解,目的在于使MockBeanSpyBean被ApplicationContext管理,从而方便使用。

MockBean和SpyBean功能非常相似,都能模拟方法的各种行为。不同之处在于MockBean是全新的对象,跟正式对象没有关系;而SpyBean与正式对象紧密联系,可以模拟正式对象的部分方法,没有被模拟的方法仍然可以运行正式代码。

(3) 自动配置类型的注解(@AutoConfigure*)

  • @AutoConfigureJdbc 自动配置JDBC
  • @AutoConfigureCache 自动配置缓存
  • @AutoConfigureDataLdap 自动配置LDAP
  • @AutoConfigureJson 自动配置JSON
  • @AutoConfigureJsonTesters 自动配置JsonTester
  • @AutoConfigureDataJpa 自动配置JPA
  • @AutoConfigureTestEntityManager 自动配置TestEntityManager
  • @AutoConfigureRestDocs 自动配置Rest Docs
  • @AutoConfigureMockRestServiceServer 自动配置 MockRestServiceServer
  • @AutoConfigureWebClient 自动配置 WebClient
  • @AutoConfigureWebFlux 自动配置 WebFlux
  • @AutoConfigureWebTestClient 自动配置 WebTestClient
  • @AutoConfigureMockMvc 自动配置 MockMvc
  • @AutoConfigureWebMvc 自动配置WebMvc
  • @AutoConfigureDataNeo4j 自动配置 Neo4j
  • @AutoConfigureDataRedis 自动配置 Redis
  • @AutoConfigureJooq 自动配置 Jooq
  • @AutoConfigureTestDatabase 自动配置Test Database,可以使用内存数据库

这些注解可以搭配@\*Test使用,用于开启在@\*Test中未自动配置的功能。例如@SpringBootTest@AutoConfigureMockMvc组合后,就可以注入org.springframework.test.web.servlet.MockMvc

自动配置类型有两种方式:

  • 功能测试(即使用@SpringBootTest)时显示添加。
  • 一般在切片测试中被隐式使用,例如@WebMvcTest注解时,隐式添加了@AutoConfigureCache@AutoConfigureWebMvc@AutoConfigureMockMvc

(4) 启动测试类型的注解(@*Test)

所有的@*Test注解都被@BootstrapWith注解,它们可以启动ApplicationContext,是测试的入口,所有的测试类必须声明一个@*Test注解。

  • @SpringBootTest 自动侦测并加载@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration中的配置,默认web环境为MOCK,不监听任务端口
  • @DataRedisTest 测试对Redis操作,自动扫描被@RedisHash描述的类,并配置Spring Data Redis的库
  • @DataJpaTest 测试基于JPA的数据库操作,同时提供了TestEntityManager替代JPA的EntityManager 
  • @DataJdbcTest 测试基于Spring Data JDBC的数据库操作
  • @JsonTest 测试JSON的序列化和反序列化
  • @WebMvcTest 测试Spring MVC中的controllers
  • @WebFluxTest 测试Spring WebFlux中的controllers
  • @RestClientTest 测试对REST客户端的操作
  • @DataLdapTest 测试对LDAP的操作
  • @DataMongoTest 测试对MongoDB的操作
  • @DataNeo4jTest 测试对Neo4j的操作

除了@SpringBootTest之外的注解都是用来进行切面测试的,他们会默认导入一些自动配。

一般情况下,推荐使用@SpringBootTest而非其它切片测试的注解,简单有效。若某次改动仅涉及特定切片,可以考虑使用切片测试。

@SpringBootTest是这些注解中最常用的一个,其中包含的配置项如下:

  • value 指定配置属性
  • properties 指定配置属性,和value意义相同
  • classes 指定配置类,等同于@ContextConfiguration中的class,若没有显示指定,将查找嵌套的@Configuration类,然后返回到SpringBootConfiguration搜索配置
  • webEnvironment 指定web环境,可选值有:MOCK、RANDOM_PORT、DEFINED_PORT、NONE

webEnvironment详细说明:

  • MOCK 此值为默认值,该类型提供一个mock环境,此时内嵌的服务(servlet容器)并没有真正启动,也不会监听web端口。
  • RANDOM_PORT 启动一个真实的web服务,监听一个随机端口。
  • DEFINED_PORT 启动一个真实的web服务,监听一个定义好的端口(从配置中读取)。
  • NONE 启动一个非web的ApplicationContext,既不提供mock环境,也不提供真是的web服务。

2. 相互之间的搭配组合

package sample.test;

import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import sample.test.domain.VehicleIdentificationNumber;
import sample.test.service.VehicleDetails;
import sample.test.service.VehicleDetailsService;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.jdbc.AutoConfigureTestDatabase;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest.WebEnvironment;
import org.springframework.boot.test.mock.mockito.MockBean;
import org.springframework.boot.test.web.client.TestRestTemplate;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import static org.mockito.BDDMockito.given;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT)
@AutoConfigureTestDatabase
public class SampleTestApplicationWebIntegrationTests {

    private static final VehicleIdentificationNumber VIN = new VehicleIdentificationNumber(
            "01234567890123456");

    @Autowired
    private TestRestTemplate restTemplate;

    @MockBean
    private VehicleDetailsService vehicleDetailsService;

    @Before
    public void setup() {
        given(this.vehicleDetailsService.getVehicleDetails(VIN))
                .willReturn(new VehicleDetails("Honda", "Civic"));
    }

    @Test
    public void test() {
        this.restTemplate.getForEntity("/{username}/vehicle", String.class, "sframework");
    }

}
  • @RunWith(SpringRunner.class)是JUnit的注解,作用是关联Spring Boot Test,使运行JUnit时同时启动Spring
  • @SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT) 作用是启动Spring的ApplicationContext,参数webEnvironment指定了运行的web环境
  • @AutoConfigureTestDatabase 作用是启动一个内存数据库,不使用真实的数据库

其中@RunWith和@*Test必须存在,@AutoConfigure*可以同时配置任意多个,而配置类型的注解可以在需要时添加。

3. 相似注解的区别于联系

(1) @TestComment vs @Comment

  • @TestComponent是另一种@Component,在语义上用来指定某个Bean是专门用于测试的
  • 使用@SpringBootApplication服务时,@TestComponent会被自动排除

(2) @TestConfiguration vs @Configuration

  • @TestConfiguration是Spring Boot Boot Test提供的,@Configuration是Spring Framework提供的。
  • @TestConfiguration实际上是也是一种@TestComponent,只是这个@TestComponent专门用来做配置用。
  • @TestConfiguration@Configuration不同,它不会阻止@SpringBootTest的查找机制,相当于是对既有配置的补充或覆盖。

(3) @SpringBootTest vs @WebMvcTest(或@*Test)

  • 都可以启动Spring的ApplicationContext
  • @SpringBootTest自动侦测并加载@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration中的配置,@WebMvcTest不侦测配置,只是默认加载一些自动配置。
  • @SpringBootTest测试范围一般比@WebMvcTest大。

转自:沉迷思考的鱼 http://ypk1226.com/2018/11/20/spring-boot/spring-boot-test-2/

 

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