请给 SpringBoot 写一个优雅的单元测试吧？

什么是单元测试

当一个测试满足下面任意一点时，测试就不是单元测试 (by Michael Feathers in 2005)：

1. 与数据库交流
2. 与网络交流
3. 与文件系统交流
4. 不能与其他单元测试在同一时间运行
5. 不得不为运行它而作一些特别的事

如果一个测试做了上面的任何一条，那么它就是一个集成测试。

不要用 Spring 编写单元测试

@SpringBootTest
class OrderServiceTests {
    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;
    @Autowired
    private OrderService orderService;

    @Test
    void payOrder() {
        Order order = new Order(1L, false);
        orderRepository.save(order);

        Payment payment = orderService.pay(1L, "4532756279624064");

        assertThat(payment.getOrder().isPaid()).isTrue();
        assertThat(payment.getCreditCardNumber()).isEqualTo("4532756279624064");
    }
}

这是一个单元测试吗？首先@SpringBootTest注解加载了整个应用上下文，而仅仅是为了注入两个 Bean。

另一个问题是我们需要读取和写入订单到数据库，这也是集成测试的范畴。

Spring Framework 文档对于单元测试的描述

真正的单元测试运行的非常快，因为不需要运行时去装配基础设施。强调将真正的单元测试作为开发方法的一部分可以提高你的生产力。

编写 "可单元测试" 的 Service

Spring Framework 文档对于单元测试的另一描述

依赖注入可以让你的代码减少依赖。POJO 可以让你的应用可以通过new操作符在 JUnit 或 TestNG 上进行测试，不需要任何的 Spring 和其他容器

考虑如果编写这样的 Service，它方便进行单元测试吗！？

@Service
public class BookService {
    @Autowired
    private BookRepository repository;

    // ... service methods

}

不方便，因为BookRepository通过@Autowired被注入到 Service 中，并且repository是一个私有变量，这就限定了外界只能通过 Spring 或其它依赖注入容器（或反射）设置这个值，那么单元测试如果不想加载整个 Spring 容器，那么它就无法使用这个 Service。

而如果这样写，使用构造方法注入，外界也可以通过new去自行传递Repository，这样即使没有 Spring，外界也能进行快速的测试。这可能也是 Spring 不推荐属性注入的原因。

@Service
public class BookService {
    private BookRepository repository;

    @Autowired
    public BookService(BookRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }
}

编写单元测试

Mockito 介绍

前面的知识表明，单元测试就是对一个系统中的某个最小单元的逻辑正确性的测试，通常是对一个方法来进行测试，因为只测试逻辑正确性，所以这个测试是独立的，不与任何外界环境相关，比如不需要连接数据库，不访问网络和文件系统，不依赖其他单元测试。但是现实的业务逻辑中往往有很多复杂错综的依赖关系，比如你想对 Service 进行单元测试，那么它要依赖一个数据库持久层的 Repository 对象，这时候就难办了，若创建了一个 Repository 便连接了数据库，连接了数据库便不是一个独立的单元测试。

Mockito 是一个用来在单元测试中快速模拟那些需要与外界环境沟通的对象，以便我们快速的、方便的进行单元测试而不用启动整个系统。

下面的代码就是 Mockito 的一个基础使用，Mock 意为伪造。

// 通过mock方法伪造一个orderRepository的实现，这个实现目前什么都不会做
orderRepository = mock(OrderRepository.class);
// 通过mock方法伪造一个paymentRepository的实现，这个实现目前什么都不会做
paymentRepository = mock(PaymentRepository.class)

// 创建一个Order对象以便一会儿使用
Order order = new Order(1L, false);
// 使用when方法，定义当orderRepository.findById(1L)被调用时的行为，直接返回刚刚创建的order对象
when(orderRepository.findById(1L)).thenReturn(Optional.of(order));
// 使用when方法，定义当paymentRepository.save(任何参数)被调用时的行为，直接返回传入的参数。
when(paymentRepository.save(any())).then(returnsFirstArg());

编写单元测试

class OrderServiceTests {
    private OrderRepository orderRepository;
    private PaymentRepository paymentRepository;
    private OrderService orderService;

    @BeforeEach
    void setupService() {
        orderRepository = mock(OrderRepository.class);
        paymentRepository = mock(PaymentRepository.class);
        orderService = new OrderService(orderRepository, paymentRepository);
    }
    
    @Test
    void payOrder() {
        Order order = new Order(1L, false);
        when(orderRepository.findById(1L)).thenReturn(Optional.of(order));
        when(paymentRepository.save(any())).then(returnsFirstArg());

        Payment payment = orderService.pay(1L, "4532756279624064");

        assertThat(payment.getOrder().isPaid()).isTrue();
        assertThat(payment.getCreditCardNumber()).isEqualTo("4532756279624064");
    }
}

现在我们即使不想连接数据库，也可以通过mock来给定一个 Repository 的其他实现，这样这个方法可以在毫秒内完成。

也可以使用Mockito

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class OrderServiceTests {
    @Mock
    private OrderRepository orderRepository;
    @Mock
    private PaymentRepository paymentRepository;
    @InjectMocks
    private OrderService orderService;
    
    // ...
}