单元测试实战（一）Controller 的测试

ioriogami2023-11-18 20:26

为鼓励单元测试，特分门别类示例各种组件的测试代码并进行解说，供开发人员参考。

本文中的测试均基于JUnit5。

单元测试实战（一）Controller 的测试

单元测试实战（二）Service 的测试

单元测试实战（三）JPA 的测试

单元测试实战（四）MyBatis-Plus 的测试

单元测试实战（五）普通类的测试

单元测试实战（六）其它

概述

Controller的测试，要点在于模拟一个HTTP请求过来，相应的handler方法能正确处理之。

测试应遵循经典三段式：given、when、then；即：假设xxx......那么当yyy时......应该会zzz。

测试类推荐使用@WebMvcTest注解，并传入要测试的Controller类作为参数。

在每个测试之前应清理/重置测试数据，即模拟前端发过来的请求参数或请求体。

断言应主要检查响应对象（包括返回码）。

依赖

测试使用JUnit以及Spring Boot自带的测试工具集，如Mockito、Hamcrest、Assertj等，后续章节也一样。依赖如下：

XML 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>

示例1

以下是一个控制器，UserController，主要完成对User实体的CRUD功能：

java 复制代码 
package com.aaa.api.auth.controller;
 
import com.aaa.api.auth.entity.User;
import com.aaa.api.auth.service.UserService;
import com.aaa.sdk.rest.global.EnableGlobalResult;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
 
import java.util.List;
 
@RestController
@RequestMapping("/users")
@EnableGlobalResult
public class UserController {
    private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(UserController.class);
 
    private final UserService service;
 
    public UserController(UserService service) {
        this.service = service;
    }
 
    @GetMapping("/{id}")
    public User getUser(@PathVariable("id") Long id) {
        return service.findById(id);
    }
 
    @GetMapping("/q")
    public User findUser(@RequestParam("userCode") String userCode) {
        return service.findByUserCode(userCode);
    }
 
    @GetMapping
    public List<User> getAll() {
        return service.findAll();
    }
 
    @PostMapping
    public User save(@RequestBody User user) {
        return service.save(user);
    }
}

以下是对UserController进行测试的测试类：

java 复制代码 
package com.aaa.api.auth.controller;
 
import com.aaa.api.auth.entity.User;
import com.aaa.api.auth.service.UserService;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.WebMvcTest;
import org.springframework.boot.test.mock.mockito.MockBean;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.ResultActions;
 
import java.util.List;
 
import static org.hamcrest.CoreMatchers.is;
import static org.hamcrest.CoreMatchers.equalTo;
import static org.mockito.ArgumentMatchers.any;
import static org.mockito.BDDMockito.given;
import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.get;
import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.post;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultHandlers.print;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.jsonPath;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.status;
 
 
@WebMvcTest(UserController.class)
class UserControllerTest {
 
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;
 
    @MockBean
    private UserService svc;
 
    @Autowired
    private ObjectMapper objectMapper;
 
    private final User u1 = new User();
    private final User u2 = new User();
    private final User u3 = new User();
 
    @BeforeEach
    void setUp() {
        u1.setName("张三");
        u1.setUserCode("zhangsan");
        u1.setRole(User.ADMIN);
        u1.setEmail("zhangsan@aaa.net.cn");
        u1.setMobile("13600001234");
 
        u2.setName("李四");
        u2.setUserCode("lisi");
        u2.setRole(User.ADMIN);
        u2.setEmail("lisi@aaa.net.cn");
        u2.setMobile("13800001234");
 
        u3.setName("王五");
        u3.setUserCode("wangwu");
        u3.setRole(User.USER);
        u3.setEmail("wangwu@aaa.net.cn");
        u3.setMobile("13900001234");
    }
 
    @Test
    void testGetUser() throws Exception {
        // given - precondition or setup
        long id = 1L;
        given(svc.findById(id)).willReturn(u1);
 
        // when -  action or the behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/users/{id}", id));
 
        // then - verify the output
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$.userCode", is(u1.getUserCode())))
                .andExpect(jsonPath("$.name", is(u1.getName())))
                .andExpect(jsonPath("$.email", is(u1.getEmail())));
    }
 
    @Test
    void testFindUser() throws Exception {
        // given - precondition or setup
        given(svc.findByUserCode(any())).willReturn(u1);
 
        // when -  action or the behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/users/q?userCode=zhangsan"));
 
        // then - verify the output
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$.userCode", is(u1.getUserCode())));
    }
 
    @Test
    void testGetAll() throws Exception {
        // given - precondition or setup
        List<User> listOfUsers = List.of(u1, u2, u3);
        given(svc.findAll()).willReturn(listOfUsers);
 
        // when -  action or the behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/users"));
 
        // then - verify the output
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$.size()", is(listOfUsers.size())));
    }
 
    @Test
    void testSave() throws Exception {
        // given - precondition or setup
        given(svc.save(any())).willAnswer((invocation)-> invocation.getArgument(0));
 
        // when - action or behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(post("/users")
                .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                .content(objectMapper.writeValueAsString(u1)));
 
        // then - verify the result or output using assert statements
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isOk()) // it's NOT 'created', as our controller is returning 200.
                .andExpect(jsonPath("$.userCode", is(u1.getUserCode())))
                .andExpect(jsonPath("$.name", is(u1.getName())))
                .andExpect(jsonPath("$.role", equalTo(u1.getRole().intValue())));
    }
}

测试类说明：

第28行我们声明这是个WebMvcTest，并且是对UserController类进行测试。

第32行我们声明了一个MockMvc对象，并标注为@AutoWired，这是Spring提供的MVC测试组件，通常每个Controller测试类都需要。

第35行我们声明了一个@MockBean，是个Service。因为UserController会注入一个UserService对象，所以这里我们Mock了一个（@MockBean注解会将Mock出的对象加入测试application context）。

第38行的ObjectMapper则是我们测试中用来进行对象-JSON转换的工具，使用@AutoWired是因为测试框架本身就提供这种Bean。

第40-42行提供了三个测试数据，并在setUp()方法中进行初始化/重置。@BeforeEach注解使得setUp()方法在每个测试之前都会执行一遍。

接下来，从65行开始，是测试方法；每个方法都遵循given - when - then三段式。

testGetUser方法是测试根据id获取User对象的。它假设service组件的findById(1)会返回对象u1；那么当访问"/users/1"这个路径时（即调用UserController的getUser方法时）；返回的响应体就应该是转成JSON串的u1对象。注意我们使用jsonPath来取返回对象的属性，'$'代表根对象。

testFindUser方法是测试根据用户编码查询User对象的。它假设service组件的findByUserCode()无论传什么参数都会返回对象u1；那么当访问"/users/q?userCode=zhangsan"这个路径时（即调用UserController的findUser方法时）；返回的响应体就应该是转成JSON串的u1对象。

testGetAll方法是测试获取所有User对象的。它假设service组件的findAll()会返回对象u1、u2、u3；那么当访问"/users"这个路径时（即调用UserController的getAll方法时）；返回的响应体就应该是转成JSON串的u1、u2、u3对象集合。

testSave方法是测试保存User对象的。它假设service组件在save()任何User对象时都会返回该对象本身；那么当对"/users"这个路径进行POST时（即调用UserController的save方法时）；返回的响应体就应该是转成JSON串该User对象。

示例2

以下是集成SSO的Controller（即实现code换token功能的redirect_uri端点，以及logout端点），SSOIntegrationController：

java 复制代码 
package com.aaa.api.auth.controller;
 
import com.aaa.sdk.auth.sso.OAuth2Token;
import com.aaa.sdk.auth.sso.OAuth2TokenHelper;
import com.aaa.sdk.rbac.RbacCacheNames;
import com.aaa.sdk.rest.global.GlobalResult;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.cache.CacheManager;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
 
import java.io.IOException;
import java.util.Map;
 
 
/**
 * 与集团SSO的集成。提供code换token（即所谓的redirect_uri）端点、logout端点。
 */
@RestController
@RequestMapping("/oauth")
public class SSOIntegrationController {
 
    private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(SSOIntegrationController.class);
 
    private final OAuth2TokenHelper oAuth2TokenHelper;
    private final CacheManager cacheManager;
 
    public SSOIntegrationController(OAuth2TokenHelper oAuth2TokenHelper, CacheManager cacheManager) {
        this.oAuth2TokenHelper = oAuth2TokenHelper;
        this.cacheManager = cacheManager;
    }
 
    /**
     * 此为用授权码换token的端点，即redirect_uri。
     * @param code 授权码
     * @param state 获取token之后，经过Base64编码的重定向url。
     * @param request http请求
     * @param response http响应
     * @return 一个包含"username"和"access_token"两个键值对的Map。
     */
    @GetMapping({"/token", "callback"})
    public GlobalResult<Map<String, String>> getTokenByCode(@RequestParam(name = "code", required = false) String code,
                                                            @RequestParam(name = "state", required = false) String state,
                                                            HttpServletRequest request,
                                                            HttpServletResponse response) throws IOException {
        // 如果没有指定redirectUri，则使用当前的URI
        String fallbackRedirectUri = getFullURL(request);
 
        if (!StringUtils.hasText(code)) {
            // 如果授权码为空，则先请求授权码
            String authorizeCodeUri = oAuth2TokenHelper.buildAuthorizeCodeUri(state, fallbackRedirectUri);
            response.sendRedirect(authorizeCodeUri);
            return null;
        }
        // 使用授权码换取token
        OAuth2Token oAuth2Token = oAuth2TokenHelper.getAccessToken(code, fallbackRedirectUri);
        if (oAuth2Token == null) {
            log.error("Failed in exchanging token with code!");
            return GlobalResult.fail(101001, "获取token失败");
        }
 
        // 清除登录用户权限的缓存
        RbacCacheNames.evictUserCache(cacheManager, oAuth2Token.getUsername());
 
        // 重定向当前url到指定redirectUri
        String loginRedirectUri = oAuth2TokenHelper.getLoginRedirectUri(state, oAuth2Token.getAccessToken());
        log.debug("Will redirect user to {}", loginRedirectUri);
        response.sendRedirect(loginRedirectUri);
        log.info("User {}/{} login", oAuth2Token.getUserId(), oAuth2Token.getUsername());
        return GlobalResult.succeed(Map.of(
                "username",     oAuth2Token.getUsername(),
                "access_token", oAuth2Token.getAccessToken()));
    }
 
    /**
     * 用户登出。
     * @param state 获取token之后，经过Base64编码的重定向url
     * @param request http请求
     * @param response http响应
     */
    @GetMapping("/logout")
    public void logout(@RequestParam(name = "state", required = false) String state,
                       HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response) throws IOException {
        String fallbackRedirectUri = getFullURL(request).replaceAll("/logout", "/token");
        String logoutUri = oAuth2TokenHelper.buildLogoutUri(state, fallbackRedirectUri);
        response.sendRedirect(logoutUri);
    }
 
    private String getFullURL(HttpServletRequest request) {
        StringBuilder requestURL = new StringBuilder(request.getRequestURL().toString());
        String queryString = request.getQueryString();
        if (queryString == null) {
            return requestURL.toString();
        } else {
            return requestURL.append('?').append(queryString).toString();
        }
    }
 
}

以下是对SSOIntegrationController进行测试的测试类：

java 复制代码 
package com.aaa.api.auth.controller;
 
import com.aaa.sdk.auth.sso.OAuth2Token;
import com.aaa.sdk.auth.sso.OAuth2TokenHelper;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.WebMvcTest;
import org.springframework.boot.test.mock.mockito.MockBean;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.MvcResult;
import org.springframework.test.web.servlet.ResultActions;
 
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.hamcrest.CoreMatchers.is;
import static org.hamcrest.CoreMatchers.not;
import static org.mockito.ArgumentMatchers.any;
import static org.mockito.BDDMockito.given;
import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.get;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultHandlers.print;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.*;
 
 
@WebMvcTest(SSOIntegrationController.class)
class SSOIntegrationControllerTest {
 
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;
 
    @MockBean
    private OAuth2TokenHelper tokenHelper;
 
    private final OAuth2Token oauth2Token = new OAuth2Token();
 
    {
        oauth2Token.setAccessToken("123");
        oauth2Token.setRefreshToken("456");
        oauth2Token.setJti("abc");
        oauth2Token.setTokenType("jwt");
        oauth2Token.setExpiresIn(3600 * 1000);
        oauth2Token.setUserId("zhangsan");
        oauth2Token.setUsername("zhangsan");
    }
 
    @Test
    void testGetTokenByCode() throws Exception {
        // given - precondition or setup
        given(tokenHelper.getAccessToken(any(), any())).willReturn(oauth2Token);
        given(tokenHelper.getLoginRedirectUri(any(), any())).willReturn("https://foo/bar");
 
        // when - action or behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/oauth/token?code=mycode&state=mystate"));
 
        // then - verify the result or output using assert statements
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isFound())
                .andExpect(header().string("Location", "https://foo/bar"))
                .andExpect(jsonPath("$.code", is(0)))
                .andExpect(jsonPath("$.success", is(true)))
                .andExpect(jsonPath("$.data.username", is("zhangsan")))
                .andExpect(jsonPath("$.data.access_token", is("123")));
    }
 
    @Test
    void testGetTokenByCode_EmptyCode() throws Exception {
        // given - precondition or setups
        given(tokenHelper.buildAuthorizeCodeUri(any(), any())).willReturn("https://foo/oauth/token");
 
        // when - action or behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/oauth/token?state=mystate"));
 
        // then - verify the result or output using assert statements
        MvcResult result = response.andDo(print())
                .andExpect(status().isFound())
                .andReturn();
 
        String content = result.getResponse().getContentAsString();
        assertThat(content.length()).isEqualTo(0);
    }
 
    @Test
    void testGetTokenByCode_NullAccessToken() throws Exception {
        // given - precondition or setups
        given(tokenHelper.getAccessToken(any(), any())).willReturn(null);
 
        // when - action or behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/oauth/token?code=mycode&state=mystate"));
 
        // then - verify the result or output using assert statements
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$.success", is(false)))
                .andExpect(jsonPath("$.code", not(0)));
    }
 
    @Test
    void testLogout() throws Exception {
        // given - precondition or setups
        given(tokenHelper.buildLogoutUri(any(), any())).willReturn("https://foo/bar/login");
 
        // when - action or behaviour that we are going test
        ResultActions response = mockMvc.perform(get("/oauth/logout?state=mystate"));
 
        // then - verify the result or output using assert statements
        response.andDo(print())
                .andExpect(status().isFound())
                .andExpect(header().string("Location", "https://foo/bar/login"));
    }
}

测试类说明：

第23行，我们声明这是个WebMvcTest，并且是对SSOIntegrationController类进行测试。

第27行，我们同样需要一个MockMvc组件，不再赘述。

第30行，我们有一个类型为OAuth2TokenHelper的MockBean，这是因为SSOIntegrationController里有这个组件，我们需要mock其行为。

第32行，我们定义了一个OAuth2Token类型的测试数据oauth2Token，并且在34行的初始化块中初始化其各个属性。这是个测试中会用到的JWT令牌对象。

接下来，从第44行开始，是测试方法；每个方法都遵循given - when - then三段式。

testGetTokenByCode方法是测试code换token。它假设tokenHelper.getAccessToken会返回我们的测试数据oauth2Token，且tokenHelper.getLoginRedirectUri会返回"https://foo/bar"；那么当访问"/oauth/token?code=mycode\&state=mystate"这个路径时（即调用SSOIntegrationController的getTokenByCode方法时）；返回的响应体就应该是转成JSON串的oauth2Token对象，且响应会指示浏览器重定向到"https://foo/bar"。该测试覆盖了getTokenByCode方法的正常分支。

testGetTokenByCode_EmptyCode方法同样是测试code换token。它假设tokenHelper.buildAuthorizeCodeUri会返回"https://foo/oauth/token"；那么当访问"/oauth/token?state=mystate"这个路径时（即调用SSOIntegrationController的getTokenByCode方法但code为空时）；返回的响应体是空。该测试覆盖了SSOIntegrationController第55行的if分支。注意在这个方法里我们取了response内容来进行assert，没有用jsonPath。

testGetTokenByCode_NullAccessToken方法仍旧测试code换token。它假设tokenHelper.getAccessToken会返回null；那么当访问"/oauth/token?code=mycode&state=mystate"这个路径时（即调用SSOIntegrationController的getTokenByCode方法时）；返回的响应体是一个不成功的GlobalResult。该测试覆盖了SSOIntegrationController第63行的if分支。

testLogout方法是测试登出功能。它假设tokenHelper.buildLogoutUri返回"https://foo/bar/login"；那么当访问"/oauth/logout?state=mystate"这个路径时（即调用SSOIntegrationController的logout方法时）；返回的响应体会指示浏览器重定向到"https://foo/bar/login"。

总结

对于一个@WebMvcTest，我们一般都注入一个MockMvc组件。

对于待测类依赖的组件（典型的如Service），我们通常使用@MockBean来模拟出一个。如果不是组件（不是Spring Bean），我们可以直接用@Mock模拟。对于方便new出来的，也可以直接new出来（比如我们的三个user实体和oauth2Token对象）。Mockito还有一个@Spy注解，可以监控被注解的对象（该对象通常new出来，但Spy也可以像Mock那样对其行为进行打桩）。总之，@Mock、@Spy、@MockBean、@SpyBean、@Autowired以及new出来的对象，都是为了模拟、订制该Controller所依赖的各种对象及其行为，方便我们测试。这种模拟，或曰打桩，是为了让我们能专注于待测试类的行为，而不致被其依赖的东西转移了注意力。假如我们都用真实的依赖，比如UserService，那么UserService自身的bug会导致我们的UserControllerTest失败，进一步而言，UserService又依赖于UserRepositoy，如果这个UserRepository有bug，那它又会同时导致UserServiceTest和UserControllerTest都失败------这就不是单元测试而是集成测试了；单元测试通常只关注单一类。

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