單元測試(四)SpringBoot集成單元測試


1. Spring Boot Test介紹

  Spring TestJUnit等其他測試框架結合起來,提供了便捷高效的測試手段。而Spring Boot Test 是在Spring Test之上的再次封裝,增加了切片測試,增強了mock能力。

整體上,Spring Boot Test支持的測試種類,大致可以分為如下三類:

1) 單元測試:一般面向方法,編寫一般業務代碼時,測試成本較大。涉及到的注解有@Test

2) 切片測試:一般面向難於測試的邊界功能,介於單元測試和功能測試之間。涉及到的注解有@RunWith @WebMvcTest等。

3) 功能測試:一般面向某個完整的業務功能,同時也可以使用切面測試中的mock能力,推薦使用。涉及到的注解有@RunWith @SpringBootTest等。

 

功能測試過程中的幾個關鍵要素及支撐方式如下:

1) 測試運行環境:通過@RunWith @SpringBootTest啟動spring容器。

2) mock能力:Mockito提供了強大mock功能。

3) 斷言能力:AssertJHamcrestJsonPath提供了強大的斷言能力。

2. Maven引入

增加spring-boot-starter-test依賴,使用@RunWith@SpringBootTest注解,即可開始測試。

<dependency>

  <groupId>org.springframework.boot</groupId>

  <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>

  <scope>test</scope>

</dependency>

一旦依賴了spring-boot-starter-test,下面這些類庫將被一同依賴進去:

1) JUnitjava測試事實上的標准,默認依賴版本是4.12JUnit5JUnit4差別比較大,集成方式有不同)。

2) Spring Test & Spring Boot TestSpring的測試支持。

3) AssertJ:提供了流式的斷言方式。

4) Hamcrest:提供了豐富的matcher

5) Mockitomock框架,可以按類型創建mock對象,可以根據方法參數指定特定的響應,也支持對於mock調用過程的斷言。

6) JSONassert:為JSON提供了斷言功能。

7) JsonPath:為JSON提供了XPATH功能。

3. 單元測試

@RunWithJunit4提供的注解,將SpringJunit鏈接了起來。假如使用Junit5,不再需要使用@ExtendWith注解,@SpringBootTest和其它@*Test默認已經包含了該注解。

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

使用@SpringBootTest時並沒有像@ContextConfiguration一樣顯示指定locationsclasses屬性,原因在於@SpringBootTest注解會自動檢索程序的配置文件,檢索順序是從當前包開始,逐級向上查找被@SpringBootApplication@SpringBootConfiguration注解的類。

4. 功能測試

一般情況下,使用@SpringBootTest后,Spring將加載所有被管理的bean,基本等同於啟動了整個服務,此時便可以開始功能測試。

由於web服務是最常見的服務,且我們對於web服務的測試有一些特殊的期望,所以@SpringBootTest注解中,給出了webEnvironment參數指定了webenvironment,該參數的值一共有四個可選值:

1) MOCK:此值為默認值,該類型提供一個mock環境,可以和@AutoConfigureMockMvc@AutoConfigureWebTestClient搭配使用,開啟Mock相關的功能。注意此時內嵌的服務(servlet容器)並沒有真正啟動,也不會監聽web服務端口。

2) RANDOM_PORT:啟動一個真實的web服務,監聽一個隨機端口。

3) DEFINED_PORT:啟動一個真實的web服務,監聽一個定義好的端口(從application.properties讀取)。

4) NONE:啟動一個非webApplicationContext,既不提供mock環境,也不提供真實的web服務。

注:如果當前服務的classpath中沒有包含web相關的依賴,spring將啟動一個非webApplicationContext,此時的webEnvironment就沒有什么意義了。

5. 切片測試

  所謂切片測試,官網文檔稱為 “slice” of your application,實際上是對一些特定組件的稱呼。這里的slice並非單獨的類(畢竟普通類只需要基於JUnit的單元測試即可),而是介於單元測試和集成測試中間的范圍。

  slice是指一些在特定環境下才能執行的模塊,比如MVC中的ControllerJDBC數據庫訪問、Redis客戶端等,這些模塊大多脫離特定環境后不能獨立運行,假如spring沒有為此提供測試支持,開發者只能啟動完整服務對這些模塊進行測試,這在一些復雜的系統中非常不方便,所以spring為這些模塊提供了測試支持,使開發者有能力單獨對這些模塊進行測試。

  通過@*Test開啟具體模塊的測試支持,開啟后spring僅加載相關的bean,無關內容不會被加載。

  使用@WebMvcTestMockMvc搭配使用,可以在不啟動web容器的情況下,對Controller進行測試(注意:僅僅只是對controller進行簡單的測試,如果Controller中依賴用@Autowired注入的servicedao等則不能這樣測試)。

6. 注解

  Spring為了避免的繁瑣難懂的xml配置,引入大量annotation進行系統配置,確實減輕了配置工作量。由此,理解這些annotation變得尤為重要,一定程度上講,對Spring Boot Test的使用,就是對其相關annotation的使用。

6.1. 按功能分類

  從功能上講,Spring Boot Test中的注解主要分如下幾類:

1) 配置類型:@TestConfiguration等。提供一些測試相關的配置入口。

2) mock類型:@MockBean等。提供mock支持。

3) 啟動測試類型:@SpringBootTest。以Test結尾的注解,具有加載applicationContext的能力。

4) 自動配置類型:@AutoConfigureJdbc等。以AutoConfigure開頭的注解,具有加載測試支持功能的能力。

6.1.1. 配置類型的注解

@TestComponent:該注解是另一種@Component,在語義上用來指定某個Bean是專門用於測試的。該注解適用於測試代碼和正式混合在一起時,不加載被該注解描述的Bean,使用不多。

@TestConfiguration:該注解是另一種@TestComponent,它用於補充額外的Bean或覆蓋已存在的Bean。在不修改正式代碼的前提下,使配置更加靈活。

@TypeExcludeFilters:用來排除@TestConfiguration@TestComponent。適用於測試代碼和正式代碼混合的場景,使用不多。

@OverrideAutoConfiguration:可用於覆蓋@EnableAutoConfiguration,與ImportAutoConfiguration結合使用,以限制所加載的自動配置類。在不修改正式代碼的前提下,提供了修改配置自動配置類的能力。

@PropertyMapping:定義@AutoConfigure*注解中用到的變量名稱,例如在@AutoConfigureMockMvc中定義名為spring.test.mockmvc.webclient.enabled的變量。一般不使用。

使用@SpringBootApplication啟動測試或者生產代碼,被@TestComponent描述的Bean會自動被排除掉。如果不是則需要向@SpringBootApplication添加TypeExcludeFilter

6.1.2. mock類型的注解

@MockBean:用於mock指定的class或被注解的屬性。

@MockBeans:使@MockBean支持在同一類型或屬性上多次出現。

@SpyBean:用於spy指定的class或被注解的屬性。

@SpyBeans:使@SpyBean支持在同一類型或屬性上多次出現

 

  @MockBean@SpyBean這兩個注解,在mockito框架中本來已經存在,且功能基本相同。Spring Boot Test又定義一份重復的注解,目的在於使MockBeanSpyBeanApplicationContext管理,從而方便使用。

  MockBeanSpyBean功能非常相似,都能模擬方法的各種行為。不同之處在於MockBean是全新的對象,跟正式對象沒有關系;而SpyBean與正式對象緊密聯系,可以模擬正式對象的部分方法,沒有被模擬的方法仍然可以運行正式代碼。

6.1.3. 自動配置類型的注解(@AutoConfigure*)

@AutoConfigureJdbc 自動配置JDBC

@AutoConfigureCache 自動配置緩存

@AutoConfigureDataLdap 自動配置LDAP

@AutoConfigureJson 自動配置JSON

@AutoConfigureJsonTesters 自動配置JsonTester

@AutoConfigureDataJpa 自動配置JPA

@AutoConfigureTestEntityManager 自動配置TestEntityManager

@AutoConfigureRestDocs 自動配置Rest Docs

@AutoConfigureMockRestServiceServer 自動配置 MockRestServiceServer

@AutoConfigureWebClient 自動配置 WebClient

@AutoConfigureWebFlux 自動配置 WebFlux

@AutoConfigureWebTestClient 自動配置 WebTestClient

@AutoConfigureMockMvc 自動配置 MockMvc

@AutoConfigureWebMvc 自動配置WebMvc

@AutoConfigureDataNeo4j 自動配置 Neo4j

@AutoConfigureDataRedis 自動配置 Redis

@AutoConfigureJooq 自動配置 Jooq

@AutoConfigureTestDatabase 自動配置Test Database,可以使用內存數據庫

這些注解可以搭配@\*Test使用,用於開啟在@\*Test中未自動配置的功能。例如@SpringBootTest@AutoConfigureMockMvc組合后,就可以注入org.springframework.test.web.servlet.MockMvc

 

自動配置類型有兩種方式:

   功能測試(即使用@SpringBootTest)時顯示添加。

  一般在切片測試中被隱式使用,例如@WebMvcTest注解時,隱式添加了@AutoConfigureCache@AutoConfigureWebMvc@AutoConfigureMockMvc

6.1.4. 啟動測試類型的注解(@*Test)

所有的@*Test注解都被@BootstrapWith注解,它們可以啟動ApplicationContext,是測試的入口,所有的測試類必須聲明一個@*Test注解。

@SpringBootTest 自動偵測並加載@SpringBootApplication@SpringBootConfiguration中的配置,默認web環境為MOCK,不監聽任務端口

@DataRedisTest 測試對Redis操作,自動掃描被@RedisHash描述的類,並配置Spring Data Redis的庫

@DataJpaTest 測試基於JPA的數據庫操作,同時提供了TestEntityManager替代JPAEntityManager

@DataJdbcTest 測試基於Spring Data JDBC的數據庫操作

@JsonTest 測試JSON的序列化和反序列化

@WebMvcTest 測試Spring MVC中的controllers

@WebFluxTest 測試Spring WebFlux中的controllers

@RestClientTest 測試對REST客戶端的操作

@DataLdapTest 測試對LDAP的操作

@DataMongoTest 測試對MongoDB的操作

@DataNeo4jTest 測試對Neo4j的操作

除了@SpringBootTest之外的注解都是用來進行切面測試的,他們會默認導入一些自動配。

一般情況下,推薦使用@SpringBootTest而非其它切片測試的注解,簡單有效。若某次改動僅涉及特定切片,可以考慮使用切片測試。

 

@SpringBootTest是這些注解中最常用的一個,其中包含的配置項如下:

value 指定配置屬性

properties 指定配置屬性,和value意義相同

classes 指定配置類,等同於@ContextConfiguration中的class,若沒有顯示指定,將查找嵌套的@Configuration類,然后返回到SpringBootConfiguration搜索配置

webEnvironment 指定web環境,可選值有:MOCKRANDOM_PORTDEFINED_PORTNONE

 

webEnvironment詳細說明:

MOCK 此值為默認值,該類型提供一個mock環境,此時內嵌的服務(servlet容器)並沒有真正啟動,也不會監聽web端口。

RANDOM_PORT 啟動一個真實的web服務,監聽一個隨機端口。

DEFINED_PORT 啟動一個真實的web服務,監聽一個定義好的端口(從配置中讀取)。

NONE 啟動一個非webApplicationContext,既不提供mock環境,也不提供真是的web服務。

6.2. 相互之間的搭配組合

@RunWith(SpringRunner.class)JUnit的注解,作用是關聯Spring Boot Test,使運行JUnit時同時啟動Spring

@SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT) 作用是啟動SpringApplicationContext,參數webEnvironment指定了運行的web環境

@AutoConfigureTestDatabase 作用是啟動一個內存數據庫,不使用真實的數據庫

其中@RunWith@*Test必須存在,@AutoConfigure*可以同時配置任意多個,而配置類型的注解可以在需要時添加。

6.3. 相似注解的區別於聯系

6.3.1. @TestComment vs @Comment

@TestComponent是另一種@Component,在語義上用來指定某個Bean是專門用於測試的

使用@SpringBootApplication服務時,@TestComponent會被自動排除

6.3.2. @TestConfiguration vs @Configuration

@TestConfigurationSpring Boot Boot Test提供的,@ConfigurationSpring Framework提供的。

@TestConfiguration實際上是也是一種@TestComponent,只是這個@TestComponent專門用來做配置用。

@TestConfiguration@Configuration不同,它不會阻止@SpringBootTest的查找機制,相當於是對既有配置的補充或覆蓋。

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

都可以啟動SpringApplicationContext

@SpringBootTest自動偵測並加載@SpringBootApplication@SpringBootConfiguration中的配置,@WebMvcTest不偵測配置,只是默認加載一些自動配置。

@SpringBootTest測試范圍一般比@WebMvcTest大。


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