单元测试(四)SpringBoot集成单元测试


1. Spring Boot Test介绍

  Spring TestJUnit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:

1) 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

2) 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。

3) 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:

1) 测试运行环境:通过@RunWith @SpringBootTest启动spring容器。

2) mock能力:Mockito提供了强大mock功能。

3) 断言能力:AssertJHamcrestJsonPath提供了强大的断言能力。

2. Maven引入

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

<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:

1) JUnitjava测试事实上的标准,默认依赖版本是4.12JUnit5JUnit4差别比较大,集成方式有不同)。

2) Spring Test & Spring Boot TestSpring的测试支持。

3) AssertJ:提供了流式的断言方式。

4) Hamcrest:提供了丰富的matcher

5) Mockitomock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。

6) JSONassert:为JSON提供了断言功能。

7) JsonPath:为JSON提供了XPATH功能。

3. 单元测试

@RunWithJunit4提供的注解,将SpringJunit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locationsclasses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@SpringBootConfiguration注解的类。

4. 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webenvironment,该参数的值一共有四个可选值:

1) MOCK:此值为默认值,该类型提供一个mock环境,可以和@AutoConfigureMockMvc@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。

2) RANDOM_PORT:启动一个真实的web服务,监听一个随机端口。

3) 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)。

4) NONE:启动一个非webApplicationContext,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webApplicationContext,此时的webEnvironment就没有什么意义了。

5. 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ControllerJDBC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@WebMvcTestMockMvc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servicedao等则不能这样测试)。

6. 注解

  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。

6.1. 按功能分类

  从功能上讲,Spring Boot Test中的注解主要分如下几类:

1) 配置类型:@TestConfiguration等。提供一些测试相关的配置入口。

2) mock类型:@MockBean等。提供mock支持。

3) 启动测试类型:@SpringBootTest。以Test结尾的注解,具有加载applicationContext的能力。

4) 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。

6.1.1. 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@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

6.1.2. 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MockBeanSpyBeanApplicationContext管理,从而方便使用。

  MockBeanSpyBean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。

6.1.3. 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

6.1.4. 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@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JPAEntityManager

@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:MOCKRANDOM_PORTDEFINED_PORTNONE

 

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webApplicationContext,既不提供mock环境,也不提供真是的web服务。

6.2. 相互之间的搭配组合

@RunWith(SpringRunner.class)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SpringApplicationContext,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@*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。

6.3. 相似注解的区别于联系

6.3.1. @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

6.3.2. @TestConfiguration vs @Configuration

@TestConfigurationSpring Boot Boot Test提供的,@ConfigurationSpring 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。

6.3.3. @SpringBootTest vs @WebMvcTest(或@*Test)

都可以启动SpringApplicationContext

@SpringBootTest自动侦测并加载@SpringBootApplication@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。


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