Junit 单元测试之错误和异常处理

错误和异常处理是测试中非常重要的部分。假设我们有一个服务，该服务从数据库中获取用户。现在，我们要考虑的错误场景是：数据库连接断开。

整体代码示例

首先，为了简化，我们让服务层就是简单的类，然后使用Id查找用户，这个和之前测试UserService接口不太一样哦：

java 复制代码

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    public User getUserById(Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElse(null);
    }
}

现在，我们要模拟UserRepository的行为，使其在尝试获取用户时引发一个异常。这里我们使用Mockito进行模拟：

java 复制代码

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

//之前我们是定义了一个UserService接口，现在简化成UserService类了哈
    @InjectMocks
    private UserService userService;

    @Mock
    private UserRepository userRepository;

    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        MockitoAnnotations.initMocks(this);
    }

//重点，后文详解！
    @Test(expected = DatabaseConnectionException.class)
    public void testGetUserByIdWithDbError() {
        when(userRepository.findById(anyLong())).thenThrow(new DatabaseConnectionException("Database connection failed!"));

        userService.getUserById(1L);
    }
}

//重点，后文详解！
class DatabaseConnectionException extends RuntimeException {
    public DatabaseConnectionException(String message) {
        super(message);
    }
}

在上述测试中，我们模拟了userRepository.findById()方法，使其抛出DatabaseConnectionException异常。然后，我们在测试方法上使用@Test(expected = DatabaseConnectionException.class)来表示我们期望该方法引发此异常。

这样，如果getUserById方法在遇到此异常时没有正确处理，测试将失败。这确保了即使在面对意外的数据库问题时，我们的代码仍能按预期的方式运行（在这种情况下，按预期抛出异常）。

到底在模拟什么？到底在测试什么？

下面，我们进一步说明：

测试目标 ：这个测试的目标是确保当userRepository.findById()方法抛出DatabaseConnectionException异常时，userService.getUserById()方法也会抛出同样的异常。
模拟异常 ：在这行代码中，我们指定了当userRepository.findById()被调用时，它应该抛出DatabaseConnectionException异常。
java 复制代码
when(userRepository.findById(anyLong())).thenThrow(new DatabaseConnectionException("Database connection failed!"));
调用Service方法 ：接下来，我们调用了userService.getUserById(1L)。我们期望它在内部调用userRepository.findById()（这在实际的UserService实现中应该是这样的）。因此，由于我们已经模拟了userRepository.findById()来抛出异常，所以userService.getUserById()也应该会抛出这个异常。

验证异常 ：@Test(expected = DatabaseConnectionException.class)注解表示我们期望这个测试方法在执行时会抛出DatabaseConnectionException异常。如果这个方法执行完并没有抛出这个异常，那么测试将会失败。

测试的目的 ：这个测试的目的并不是检查userRepository.findById()本身是否真的会抛出异常，而是**检查当它抛出异常时，userService.getUserById()是否会正确地传递这个异常。这可以帮助我们确保UserService在处理异常时的行为是正确的。**其实本质上来说，抛出异常和预期值的测试逻辑几乎是一样的，都是通过给定下层值，验证上层代码关系。

综上所述，这个测试确保了当底层UserRepository出现数据库连接错误时，上层的UserService可以正确地传递这个错误。这对于后续的异常处理很重要，例如：在Controller层将这个异常转化为一个友好的错误消息返回给用户。

什么时候测试失败？

在正常情况下，只要Service层确实调用了Repository的方法，并且Repository的方法抛出了RuntimeException（或其子类），那么Service层的调用方法也应该会收到并进一步抛出这个异常。

但是，以下几种情况可能导致测试不通过：

异常被吞没 ：如果Service层调用了Repository的方法，但内部捕获了该异常并没有重新抛出，那么测试就会失败。例如：

java 复制代码

public User getUserById(Long id) {
    try {
        return userRepository.findById(id);
    } catch (DatabaseConnectionException e) {
        // 异常被吞没了
        return null;
    }
}

调用的方法不正确 ：如果Service层没有调用预期的Repository方法，而是调用了其他方法，或者完全没有调用，那么模拟的异常就不会被触发，导致测试失败。
模拟的不正确 ：如果在测试中模拟的方法或参数与实际调用的方法或参数不匹配，那么模拟的异常也不会被触发。例如，如果Service实际上是这样调用的：userRepository.findById(2L)，但我们的模拟是这样的：when(userRepository.findById(1L))...，那么异常就不会被触发。
- 其他未预料到的异常：有时可能会有其他的未被预料到的异常被抛出，这也会导致测试失败。

因此，虽然大多数情况下，如果Repository层方法抛出了异常，Service层应该也会抛出，但还是存在一些情况导致测试不通过，这也是进行此类测试的原因。

Exception 异常类定义

java 复制代码

class DatabaseConnectionException extends RuntimeException {
    public DatabaseConnectionException(String message) {
        super(message);
    }
}

DatabaseConnectionException是一个自定义的异常类。在Java中，异常是用来表示程序运行中的问题或异常情况的对象。当某些问题发生时，通常会抛出（throw）一个异常。

这里，我们定义了一个继承自RuntimeException的新异常类DatabaseConnectionException。RuntimeException是Java中所有非检查型异常的基类。所谓"非检查型"是指编译器不强制我们捕获或声明它。这与Exception（检查型异常）相对。

关于DatabaseConnectionException类的解释：

class DatabaseConnectionException extends RuntimeException - 这表示我们正在定义一个名为DatabaseConnectionException的新类，该类是RuntimeException的子类。这意味着DatabaseConnectionException继承了RuntimeException的所有特性。

public DatabaseConnectionException(String message) - 这是DatabaseConnectionException类的构造方法。当我们创建DatabaseConnectionException的新实例时，可以传递一个消息字符串给这个构造函数。

super(message); - 这行代码调用了父类（RuntimeException）的构造方法，并将message传递给它。这样，当异常被抛出并捕获时，我们可以获取并显示这个消息。

这种自定义异常，通常在我们希望为特定的错误情况定义更具描述性的异常名时使用，或者当我们想为特定的异常情况添加更多上下文信息时使用，信息越多，测试反馈的效果越好，所以一般使用自定义异常，继承RuntimeException！下面我们讨论一下，为什么建议使用RuntimeException？

RuntimeException 使用意义

使用RuntimeException（非检查型异常）还是Exception（检查型异常）来自定义数据库异常（或其他异常）是一个设计决策，并且这两者在Java中有不同的含义和用途。

下面是一些选择使用RuntimeException的原因：

不需要显式处理 ：当方法中抛出非检查型异常时，调用该方法的代码不需要显式地处理异常（即不需要使用try-catch或在方法签名中使用throws）。这使得代码更简洁，更易读。

表示编程错误 ：非检查型异常通常用于表示编程错误，例如空指针异常、数组越界等。对于某些数据库异常，如配置错误，这可能是一个编程错误，因此使用RuntimeException可能更合适。

强制开发者考虑异常处理策略 ：使用检查型异常会强制调用者处理异常，这可能会导致过多的try-catch块并使代码复杂化。而使用非检查型异常，开发者可以选择在何处处理异常，这通常会导致更好、更集中的异常处理策略。

与现有框架兼容：许多现代Java框架，如Spring，倾向于使用非检查型异常，因为它们认为异常应该在应用程序的高层（如Controller或Service）中统一处理。

灵活性：有时，在开发过程的后期，可能会发现某些异常不再是关键的，不需要强制处理。对于非检查型异常，这意味着不需要修改方法签名或调用代码。

然而，这并不意味着总是应该选择非检查型异常。有时，如果你希望调用者必须处理某个特定的异常，使用检查型异常可能更合适。选择使用哪种异常是基于特定上下文和需求的决策。但在许多现代Java应用程序中，倾向于使用RuntimeException因为它提供了更大的灵活性和简洁性。

总结

模拟异常的目的

验证代码在遇到异常时是否有正确的响应，例如是否抛出了预期的异常。

确保代码在异常情况下仍然能够维持预期的状态或行为。

单元测试通常关注隔离性，因此模拟异常可以确保在不涉及实际外部依赖的情况下，模拟各种可能的场景。

真正的数据库异常是不是Runtime异常

在Java中，数据库操作可能会抛出多种异常。其中，SQLException 是一个受检异常（checked exception）。

但在很多现代的框架中（如Spring），这些受检异常通常会被转换成运行时异常（runtime exceptions），这样可以使代码更为简洁，避免了过多的try-catch块。