作者：孙玉昌，昵称【一一哥 】，另外【壹壹哥】也是我哦

千锋教育高级教研员、CSDN博客专家、万粉博主、阿里云专家博主、掘金优质作者

前言

经过前面100多篇文章的讲解，壹哥带着大家实现了从零开始学Java，我相信只要大家认真地看过壹哥的文章，肯定就已经得窥Java门径，算是成功入门了。在前面的这些文章中，我们从编程的概念和Java行业讲起，搭建了Java开发环境，详细讲解了开发工具、数据类型、分支结构、面向对象、集合、常用类、泛型、数据结构、算法、异常处理、IO流、多线程、网络通信、注解、反射、枚举、JSON与XML解析等技术，这些都属于Java SE的核心内容。掌握了这些核心内容，我们就有了继续往下学习的牢固基础。而在继续往下学习之前，壹哥再带大家学习一点测试相关的技能，以便我们之后学习其他的内容。

在上一篇文章中，壹哥给大家讲解了反射的基本使用，但受限于篇幅，我们并没有把反射的知识全都学完。在今天的这篇文章中，壹哥会继续往下讲解反射的高级玩法，希望大家集中精力，继续认真学习哦。

------------------------------前戏已做完，精彩即开始----------------------------

全文大约【6800】 字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图视频，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......

配套开源项目资料

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一. 测试简介

1. 概述

我们知道Java是一种面向对象的编程语言，广泛应用于企业级的项目开发，而为了确保Java程序的质量和稳定性，测试是必不可少的环节。

所谓的测试，其实是对软件质量进行评估的过程，让我们识别和修复程序中的错误和缺陷，从而提高软件质量，减少开发成本，提高软件可靠性、可维护性、安全性等。

无论我们做什么类型的项目开发，在项目开发过程中和上线前，甚至包括上线后，都要进行大量的测试。比如我们都熟悉的游戏开发，更是要做大量的测试，公测、内测这样的词汇相信很多人都听过。公测是把游戏向广大玩家开放，让他们免费试玩游戏，并收集他们的反馈和建议。内测是指将游戏向特定的用户群体开放，如公司员工、游戏爱好者、专业测试人员等，以收集他们的反馈和建议。公测和内测可以帮助开发人员发现和修复游戏中的问题和缺陷，并改进游戏的品质和用户体验。

如果游戏没有进行公测和内测，可能会导致以下问题：

游戏存在严重的问题和缺陷，导致游戏体验差，玩家流失；

游戏没有得到足够的反馈和建议，无法及时改进游戏；

游戏无法吸引足够的玩家参与，导致游戏的品质和稳定性得不到保证。

因此，一个游戏在整个的开发过程中，以及上线前都需要进行多种测试，以确保游戏的质量和稳定性。比如我们要对游戏进行单元测试，来测试游戏项目中各个函数、类等是否有异常；可以对游戏中多个模块之间的交互进行集成测试；通过功能测试检查游戏的各种功能是否正常工作，是否符合需求；通过性能测试来考核游戏在各种极端负载下的性能表现，如响应时间、内存消耗、CPU利用率等；还要测试游戏的安全性和防御外部攻击的能力，看看项目中是否存在XSS、SQL注入、CSRF等各种安全漏洞。

当然，很多时候，这些测试并不是我们程序员要担负的任务，而是由专业的测试人员来负责。对我们程序员来说，我们更关心的是对代码本身的测试，那么在Java开发中到底有哪些测试呢？我们往下看。

2. 分类

实际上，测试作为一个独立的技术方向，是有很多种类型的，一般情况下，主要包括以下几种大类：

功能测试 ：测试程序的功能是否符合需求，包括黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等。

非功能测试 ：测试程序的非功能特征是否符合要求，包括性能测试、安全测试、可靠性测试、兼容性测试、可用性测试等。

回归测试：针对修改后的程序重新进行测试，以确保没有引入新的问题。

用户验收测试：由用户或客户进行的测试，以确保软件符合用户的需求和要求。

以上是测试的几大分类，如果我们再进行细分，又可以细分为以下几种情况。其中，功能测试包括以下子类：

黑盒测试：测试人员不需要了解程序的内部结构和实现方式，只需测试程序是否按照用户需求和规格说明书的要求进行工作。

白盒测试：测试人员需要了解程序的内部结构和实现方式，以测试程序的各个组件是否按照设计要求进行工作。

灰盒测试：介于白盒测试和黑盒测试之间，测试人员需要部分了解程序的内部结构来进行测试。

单元测试：测试程序的最小可测试单元，如某个方法、类等。

集成测试：测试多个单元组合而成的功能，一般是多个方法或类共同实现的某项大功能。

系统测试：测试整个系统是否按照了用户的需求和规格说明书进行工作。

冒烟测试：测试系统的主要功能是否正常工作，一般是进行比较暴力的测试，比如进行快速高频次的按钮点击。

非功能测试包括以下子类：

性能测试：测试程序的性能是否达到了预期要求。

安全测试：测试程序的安全性以及对外部攻击的抵抗能力。

可靠性测试：测试程序是否稳定可靠，是否容易出现故障。

兼容性测试：测试程序在不同的硬件和软件环境下是否正常工作。

可用性测试：测试程序的易用性和用户体验。

回归测试包括以下子类：

回归测试：针对修改后的程序重新进行测试，以确保没有引入新的问题。

退化测试：测试程序的性能是否随着时间的推移而降低。

逆向测试：测试程序的异常处理能力。

安全测试：测试程序的安全性以及对外部攻击的抵抗能力。

兼容性测试：测试程序在不同的硬件和软件环境下是否正常工作。

用户验收测试包括以下子类：

系统验收测试：由用户或客户进行的测试，以确保软件符合用户的需求和要求。

Alpha测试：由软件开发人员在开发过程中进行的测试，以发现和修复问题。

Beta测试：由广大用户进行的测试，以收集用户的反馈和建议，以及发现和修复问题。

验证测试：测试程序是否按照用户需求和规格说明书的要求工作。

接口测试：测试程序的接口是否按照设计要求工作。

安全测试：测试程序的安全性以及对外部攻击的抵抗能力。

兼容性测试：测试程序在不同的硬件和软件环境下是否正常工作。

可用性测试：测试程序的易用性和用户体验。

像上文中，壹哥给大家说的游戏开发时的公测、内测，主要是为了发现和修复问题，以及收集用户的反馈和建议而进行的测试，所以都属于是功能测试的一种。而从另一个角度来说，公测也属于用户验收测试中的Beta测试。实际上，这些不同的测试分类，它们的归属可能是重合的，很多时候从不同的角度进行考察，可能会归于不同的类型。这就好比一个人，从性别上来说是男人，根据年龄来分属于年轻人，根据职业来分又是工程师等。

3. 测试工具

针对以上这些测试分类，我们不可能靠自己手动进行操作，目前各种测试类型其实都有对应的测试工具或框架，接下来壹哥再跟大家说几种常见的测试工具：

单元测试框架 ：JUnit 、TestNG、Mockito、PowerMock等；

集成测试框架 ：Selenium、Cucumber、Fitnesse、SoapUI等；

性能测试工具 ：JMeter、Gatling、LoadRunner等；

安全测试工具：Burp Suite、WebInspect、AppScan等；

可靠性测试工具：Fault Injection、Chaos Monkey等；

兼容性测试工具：BrowserStack、Sauce Labs等；

用户体验测试工具：UserTesting、UsabilityHub、Optimizely等。

以上这些测试工具可以帮助测试人员实现自动化测试，提高测试效率和测试质量。不同的测试种类需要使用不同的测试工具，我们要根据具体的情况选择合适的测试工具进行测试。

但是大家要注意，以上这些测试分类和测试工具，大部分都是专业的测试人员需要掌握的。测试作为一个独立的技术岗位，其实也是需要进行专门的学习的，千锋教育也有很专业的测试课程，如果大家对测试刚兴趣，可以来学习哦。本文不会讲解其他太多的测试内容，接下来我们主要是学习如何在Java中实现单元测试和集成测试。

二. 单元测试

1. 概念

单元测试是编程过程中很常见的一种测试方法，属于是功能测试，它是把程序分解成最小的可测试单元进行测试，一般是测试某个方法或类的功能是否符合预期。

2. 常用框架

在Java中，JUnit是最流行的单元测试框架，该框架可以帮助我们编写出自动化的单元测试用例，并给我们提供测试结果的详细报告。除了JUnit框架之外，还有TestNG、Mockito、PowerMock等也可以实现单元测试。我们来看看这几种测试框架的区别：

单元测试框架	特点	优点	缺点
JUnit	注释驱动，灵活性高，易于集成	简单易用，学习成本低；易于集成到开发环境中；提供了多种断言方法，可以根据需要选择；提供了详细的测试报告，方便查看测试结果	不支持并发测试；不能很好地处理测试用例之间的依赖关系
TestNG	注释驱动，支持并发测试	支持多线程测试，可以更快地运行测试用例；提供了丰富的配置和扩展选项	学习成本相对较高；集成不如JUnit广泛
Mockito	可以模拟对象和行为	简化测试用例编写；可以模拟不易构造或访问的对象	对于没有接口或虚方法的类，无法使用Mockito

综合对比下来，JUnit相对来说易学易用且性能优良，所以是目前Java中最流行的单元测试框架。

三. JUnit框架

1. 简介

壹哥在上面说过，JUnit凭借自身的良好特性，是目前Java中最流行的单元测试框架。该框架可以帮助我们编写出自动化的单元测试用例，并给我们提供测试结果的详细报告。

JUnit框架具有如下特性：

注解驱动：使用注解标记测试方法，而不是继承特定的类或实现特定的接口。

灵活性高：提供了多种断言方法，可以根据需要选择使用，同时也提供了很多用于设置和清理测试环境的方法。

易于集成：可以与Eclipse、IntelliJ IDEA等Java IDE集成，也可以与Maven、Gradle等构建工具集成。

2. 特点

JUnit框架作为一个流行的单元测试框架，既有优点，也存在不足，总的来说具有如下优缺点。

2.1 优点

简单易用，学习成本低；

易于集成到开发环境中；

提供了多种断言方法，可以根据需要选择；

提供了详细的测试报告，方便查看测试结果。

2.2 缺点

不支持并发测试；

不能很好地处理测试用例之间的依赖关系。

3. 使用场景

基于以上特点，我们通常是在以下场景中使用JUnit：

单元测试

集成测试

回归测试

后面壹哥会利用JUnit框架，给大家讲解如何进行单元测试。

4. 常用注解

壹哥在前面说过，JUnit是基于注解驱动的单元测试框架，主要是使用注解来标记测试方法，而不是继承特定的类或实现特定的接口。所以接下来壹哥要先给大家讲解JUnit框架中，常用的注解及其作用和用法：

@Test

作用：标记一个测试方法。这是最常用的一个注解。

用法：将@Test注解标记在测试方法的上面。注意：测试方法必须是public修饰，返回值类型必须是void，参数列表必须为空。

@Before

作用：标记在测试方法之前要执行的方法。

用法：将@Before注解标记在测试方法之前需要执行的方法上方。

@After

作用：标记在测试方法之后执行的方法。

用法：将@After注解标记在测试方法之后需要执行的方法上方。

@BeforeClass

作用：标记在测试类中所有的测试方法执行之前只执行一次的方法。

用法：将@BeforeClass注解标记在需要在所有测试方法执行之前执行的方法上方。该方法必须是public static类型的。

@AfterClass

作用：标记在测试类中所有的测试方法执行之后只执行一次的方法。

用法：将@AfterClass注解标记在需要在所有测试方法执行之后执行的方法上方。该方法必须是public static类型的。

@Ignore

作用：标记一个测试方法被忽略。

用法：将@Ignore注解标记在需要被忽略的测试方法上方，被忽略的测试方法不会被执行。

@RunWith

作用：指定测试运行器，该方法也比较常用。

用法：将@RunWith注解标记在测试类上方，并指定运行器类。JUnit提供了多个运行器，包括BlockJUnit4ClassRunner、Parameterized、Suite等。

除了上述注解，JUnit还给我们提供了一些其他的注解，如@Parameters、@Category、@Rule等，用于进行参数化测试、测试分类、测试规则等。

5. 测试用例

了解了JUnit之后，接下来我们就要看看如何利用JUnit来编写一个测试用例了。

5.1 概念

所谓的测试用例，是指测试人员通过代码编写的一组测试步骤，用于验证软件是否在按照用户的需求和规格说明书进行工作。测试用例通常要包括输入数据、预期结果和实际结果等信息，以及测试用例的执行者、执行时间、执行结果等元数据。一个好的测试用例可以帮助测试人员检测出程序中存在的问题，并提供详细的测试报告，以便开发人员及时修复问题。而利用JUnit编写的测试用例，通常要包括以下内容：

创建测试类：每个测试类都会与一个被测试的类相关联，一个测试类中可以包含一个或多个测试方法。

定义测试方法：测试方法必须是public修饰的，且用@Test注解进行标记，并返回void类型的结果。

编写测试代码：测试方法应该包含我们要测试的代码，及检查测试结果是否正确的代码。

5.2 开发规范

我们在编写JUnit单元测试用例时，并不是随心所欲的，应该遵循以下规范要求：

测试类名应与被测试类名相同，但要在测试类名后添加"Test"后缀；

测试方法名应以"test"开头，以表明该方法是一个测试方法；

测试方法应该使用@Test注解进行标记；

测试方法必须用public修饰，返回值是void类型，且方法中不能带有任何参数；

测试方法应尽可能地独立于其他测试方法，以便在测试失败时更容易地确定问题所在；

测试方法应该使用Assert类中的断言方法来验证测试结果是否正确；

测试方法应该使用@Before和@After注解来设置和清理测试环境；

测试方法应该使用@BeforeClass和@AfterClass注解来设置和清理测试环境，这些方法只会在测试类的所有测试方法执行之前或之后执行一次；

测试方法应该使用@Ignore注解来忽略某些测试方法，这些测试方法不会被执行。

5.3 实现案例

说了这么多理论内容，还是让我们来看一个简单的测试用例吧，代码如下：

java 复制代码

//静态导包，引入Assert类
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import com.yyg.work.Calculator;

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 */
public class CalculatorTest {
    //测试方法以public修饰，返回值void,不带任何参数。方法名以test开头
    @Test
    public void testAddition() {
        //创建Calculator对象
        Calculator calculator = new Calculator();
        //assertEquals是Assert静态类中的方法，我们可以通过静态导包引入该方法，然后直接调用
        //assert-->断言，判断2+2的结果是否等于4，如果等于则执行通过，否则报错
        assertEquals(4, calculator.add(2, 2));
    }
}

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 */
public class Calculator {
	//定义一个add加法
	public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

在上面的示例中，壹哥使用JUnit编写了一个名为CalculatorTest的测试类，并使用@Test注解标记了一个名为testAddition的测试方法。在测试方法中，我们创建了一个Calculator对象，并使用assertEquals断言方法来验证add方法的结果是否正确。如果测试失败，则JUnit将在报告中提供错误信息和堆栈跟踪。在测试类中运行测试方法，可以把鼠标的光标定位在测试方法的名称上，或者双击选中方法名也行，然后右键选择Run As即可，如下图所示：

然后执行过程及结果如下图所示：

此时如果我们把断言的参数修改一下，断言2+2=3，就会出现如下图所示的结果：

6. 异常处理

在单元测试中，我们也需要测试程序在异常情况下的行为。JUnit给我们提供了多种处理异常的方法，包括使用@Test标注的expected属性、使用@Test标注的timeout属性、使用@Rule标注的ExpectedException、使用@Test(expected=Exception.class)等。其中，使用@Rule注解的ExpectedException是最常用的处理异常的方法之一。下面是一个使用ExpectedException的示例：

java 复制代码

//静态导包，引入Assert类
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.Rule;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.rules.ExpectedException;
import com.yyg.work.Calculator;

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 */
public class CalculatorTest {
    //处理异常
    //制定异常的处理规则
    @Rule
    public ExpectedException exceptionRule = ExpectedException.none();

    @Test
    public void testDivideByZero() {
        //期待该异常由算术异常来处理
        exceptionRule.expect(ArithmeticException.class);
        //期待预料会产生除零错误
        exceptionRule.expectMessage("/ by zero");
        Calculator calculator = new Calculator();
        //调用方法
        calculator.divide(1, 0);
    }
}

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 */
public class Calculator {
	//除法
	public int divide(int x, int y) {
        return x / y;
    }
}

在上面的示例中，我们使用了ExpectedException来测试程序在除零的情况下，是否会抛出ArithmeticException异常，且异常信息是否为/ by zero。如果测试失败，JUnit就会在报告中提供错误信息和堆栈跟踪报告，如下图所示：

7. 处理条件

在单元测试中，我们还可以测试一个程序在不同参数情况下的行为。JUnit给我们提供了多种处理条件的方法，包括使用@RunWith注释的Parameterized、使用@Test注解的Assume、使用@Rule注解的ExternalResource等。其中，使用Parameterized处理条件是最常用的方法之一。但是因为JUnit框架目前流行的版本有JUnit4和JUnit5两大版本，且两个版本中的API稍有不同，所以接下来壹哥针对这两个版本分别讲解。

我们在执行时，需要选择合适的Runner版本。执行参数化测试时，要选择合适的JUnit版本，否则可能会产生异常。运行测试时的版本选择可以按下图所示：

7.1 JUnit4处理方案

下面是JUnit4版本中使用Parameterized的示例：

java 复制代码

//静态导包，引入Assert类
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import org.junit.Rule;
import org.junit.Test;
import org.junit.rules.ExpectedException;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.Parameterized;
import com.yyg.work.Calculator;

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 */ 
//@RunWith(JUnitParamsRunner.class)
@RunWith(Parameterized.class)
public class CalculatorTest {
    private int x;
    private int y;
    private int expected;

    public CalculatorTest(int x, int y, int expected) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.expected = expected;
    }

    //参数化处理，定义方法中要使用的参数
    @Parameterized.Parameters
    public static Collection<Object[]> data() {
        //定义几个待测试的参数
        return Arrays.asList(new Object[][]{
            {2, 2, 4},
            {1, 1, 3},
            {0, 0, 0},
            {-1, -1, -2},
            {-1, 1, 0},
            {1, -1, 0}
        });
    }

    @Test
    public void testAddition() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(expected, calculator.add(x, y));
    }
}

在上面的示例中，我们使用了Parameterized来测试程序在不同情况下的行为。在这个案例中，壹哥给大家定义了一个名为data的静态方法来提供测试数据，然后使用@Parameterized.Parameters注解将其与测试方法关联。在测试方法中，我们创建了一个Calculator对象，并使用assertEquals断言方法验证add方法的结果是否正确。另外大家还有在类上添加一个@RunWith(Parameterized.class)注解，指明该类要进行参数化测试。

如果我们的参数都没问题，则会执行如下结果：

如果我们的参数有问题，则会产生如下结果：

7.2 JUnit5处理方案

JUnit 5中进行参数化处理，使用了与JUnit 4不同的注解来处理参数化测试。具体地说，我们需要在测试类上使用@RunWith(JUnitParamsRunner.class)注解，并将测试方法标记为@ParameterizedTest，而不是@Test，然后还需要使用@ValueSource注解提供测试数据。以下是一个使用JUnit 5的示例：

java 复制代码

//静态导包，引入Assert类
import static org.junit.Assert.assertEquals;
import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;
import com.yyg.work.Calculator;

/**
 * @author 一一哥Sun
 * @company 千锋教育
 * 
 * 适用于JUnit5版本
 */ 
public class CalculatorTest2 {
    /**
    * @ParameterizedTest、@ValueSource：JUnit5中的API
    */
    @ParameterizedTest
    @ValueSource(ints = {2, 3, 4})
    public void testAddition(int i) {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(i + 2, calculator.add(2, i));
    }
}

在上面的示例中，我们使用了JUnit 5的@ParameterizedTest注解来测试程序在不同情况下的行为。我们使用@ValueSource注解提供了一个整数数组，然后在测试方法中，我们创建了一个Calculator对象，并使用assertEquals断言方法来验证add方法的结果是否正确。如果测试失败，则JUnit会在报告中提供错误信息和堆栈跟踪。

------------------------------正片已结束，来根事后烟----------------------------

四. 结语

至此，壹哥就带大家学习了该如何对Java程序进行单元测试。当然，实际上测试的内容还有很多，比如集成测试、性能测试等，但这些内容并不是初级阶段适合学习的。请大家持续关注壹哥，后面我会输出更多内容回馈大家。另外如果你独自学习觉得有很多困难，可以加入壹哥的学习互助群，大家一起交流学习。

从零开始学Java之单元测试简介

前言

配套开源项目资料

一. 测试简介

1. 概述

2. 分类

3. 测试工具

二. 单元测试

1. 概念

2. 常用框架

三. JUnit框架

1. 简介

2. 特点

2.1 优点

2.2 缺点

3. 使用场景

4. 常用注解

5. 测试用例

5.1 概念

5.2 开发规范

5.3 实现案例

6. 异常处理

7. 处理条件

7.1 JUnit4处理方案

7.2 JUnit5处理方案

四. 结语