Spring6-单元测试：JUnit

程序员雨空集2024-04-02 8:48

1. 概念

在进行单元测试时，特别是针对使用了Spring框架的应用程序，我们通常需要与Spring容器交互以获取被测试对象及其依赖。传统做法是在每个测试方法中手动创建Spring容器并从中获取所需的Bean。以下面的两行常见代码为例：

ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("xxx.xml");
Xxxx xxx = context.getBean(Xxxx.class);

这段代码做了两件事：

  1. 创建Spring容器 ：使用 ClassPathXmlApplicationContext 类的构造函数创建一个Spring容器实例。这个构造函数接受一个字符串参数，即Spring配置文件（通常是XML格式）的路径。在这个例子中，配置文件名为 "xxx.xml"，位于类路径（classpath）下。ClassPathXmlApplicationContext 是Spring众多容器实现之一，它能从类路径加载XML配置文件，并据此创建和管理Bean。
  2. 从容器中获取Bean ：调用容器实例（context）的 getBean 方法，传入想要获取的Bean的类型或名称（这里是 Xxxx.class）。getBean 方法会查找并返回与指定类型或名称匹配的Bean实例。这样，我们就得到了需要测试的 Xxxx 类的实例。

然而，每次编写单元测试时都重复这两行代码不仅显得冗余，还增加了维护成本。尤其是在大型项目中，可能会有多个测试类需要与Spring容器交互，重复的容器创建和Bean获取逻辑会使测试代码变得复杂且不易管理。

为了解决这个问题，Spring提供了与JUnit的集成方案，允许我们在不手动创建容器的情况下，让测试框架自动处理Spring容器的创建和Bean的注入。具体而言，Spring提供了一个运行器（Runner） ，如 SpringJUnit4ClassRunner 或更新的 SpringExtension（对于JUnit 5），这些运行器可以配合特定的注解（如 @ContextConfiguration）来指示测试框架使用哪个配置文件（或注解配置类）来初始化Spring容器。

以下是使用Spring整合JUnit后的简化测试代码示例：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) // 或 @ExtendWith(SpringExtension.class) for JUnit 5
@ContextConfiguration(locations = {"classpath:xxx.xml"})
public class XxxxTest {

    @Autowired
    private Xxxx xxx; // 直接注入待测试的Bean

    @Test
    public void testSomeMethod() {
        // 在这里直接使用注入的xxx对象进行测试，无需手动创建容器和获取Bean
        // ...
    }
}

通过这种方式：

  • 使用 @RunWith 或 @ExtendWith 注解指定Spring提供的运行器，告知JUnit使用Spring的方式来运行测试。
  • 使用 @ContextConfiguration 注解指定了Spring配置文件的位置（同样可以是注解配置类），现在无需在测试代码中显式创建 ApplicationContext。
  • 利用 @Autowired 注解直接在测试类的字段上声明需要注入的Bean，Spring会在容器初始化后自动将对应的Bean注入到该字段。

如此一来，可以简单理解为：

以前，每次编写单元测试时，都需要手动创建Spring容器并从中获取被测试对象。这既繁琐又容易出错。

现在，通过集成Spring与JUnit，我们可以利用Spring提供的运行器和注解来自动化容器创建和Bean注入过程。测试类只需关注具体的测试逻辑，无需关心容器管理细节，代码更加简洁、易于维护。

2. JUnit4 & JUnit5

JUnit4 和 JUnit5 都是帮助Java程序员写单元测试的工具。简单来说：

JUnit4 是一款很老但很经典的单元测试框架。它使用注解（比如 @Test、@Before、@After）来标记测试方法和设置测试前后的操作。你写好测试代码，然后JUnit4帮你运行这些测试，告诉你哪些通过了，哪些失败了。它还有断言方法（如 assertEquals），让你检查程序的实际输出是否符合预期。

JUnit5 是JUnit家族的最新版本，比JUnit4更新、更强大。它继承了JUnit4的好东西（如注解），但改进了很多地方，让写测试变得更方便、更灵活：

  • 新特性 ：JUnit5添加了更多有用的注解（如 @BeforeEach、@AfterEach、@DisplayName），让测试代码更易读、更结构化。还支持参数化测试（一个测试方法跑多种输入情况），条件执行测试，以及嵌套测试（测试里面套测试）。
  • 更好兼容：JUnit5全面支持现代Java版本（如Java 8及以上），能用到Lambda表达式、Stream等新特性。它还自带一个平台，不仅能跑JUnit5的测试，还能跑JUnit4甚至其他测试框架的测试。
  • 更强大扩展 ：JUnit5提供了扩展机制（Extension API），让你可以更方便地定制测试行为，比如控制测试环境、模拟依赖、自定义报告等。这比JUnit4的"规则"更强大、更易于使用。

所以，如果你刚开始学习写Java单元测试，直接学JUnit5是个不错的选择，因为它是最新的、功能最全的。如果你看到一些旧代码还在用JUnit4，也不用担心，大部分基础知识是相通的，而且JUnit5也能很好地兼容运行JUnit4的测试。

3. 整合JUnit5

beans.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                           http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">
    <context:component-scan base-package="com.sakurapaid.spring6.bean"/>
</beans>

3.1. 搭建子模块

创建一个名为 spring-junit 的子模块，用于存放相关的测试代码和配置。

3.2. 引入依赖

在子模块的构建文件（如pom.xml或build.gradle）中添加必要的依赖项：

<dependencies>
    <!--spring context依赖-->
    <!--当你引入Spring Context依赖之后，表示将Spring的基础依赖引入了-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-context</artifactId>
        <version>6.0.2</version>
    </dependency>

    <!--spring对junit的支持相关依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-test</artifactId>
        <version>6.0.2</version>
    </dependency>

    <!--junit5测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>5.9.0</version>
    </dependency>

    <!--log4j2的依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-core</artifactId>
        <version>2.19.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
        <artifactId>log4j-slf4j2-impl</artifactId>
        <version>2.19.0</version>
    </dependency>
</dependencies>
  • Spring Context：提供Spring的核心功能，如依赖注入（DI）、AOP等，是使用Spring进行应用开发的基础。
  • Spring Test：包含了Spring对单元测试和集成测试的支持，其中包含与JUnit5集成的SpringJUnit5ClassRunner等工具。
  • JUnit Jupiter API：JUnit5的核心API包，包含编写单元测试所需的基本注解和断言。
  • Log4j2：一个流行的日志框架，以及与SLF4J（Simple Logging Facade for Java）适配的实现，用于记录和管理测试过程中的日志信息。

3.3. 添加配置文件

创建一个名为 beans.xml 的Spring配置文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
                           http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- 扫描指定包下的@Component、@Service、@Repository、@Controller等注解标记的类 -->
    <context:component-scan base-package="com.sakurapaid.spring6.bean"/>

</beans>

此配置文件中，context:component-scan 标签用于自动扫描指定包（com.atguigu.spring6.bean）下的带有Spring组件注解（如@Component）的类，并将其注册为Spring管理的Bean。

同时，复制一个名为 log4j2.xml 的日志配置文件到项目中，用于配置Log4j2的日志记录行为。

3.4. 添加Java类

创建一个名为 User 的Java类，使用 @Component 注解标记，表示这是一个由Spring管理的Bean：

package com.sakurapaid.spring6.bean;

import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * User类说明
 * 本类用于示例Spring Bean的声明。
 * @Component注解：用于标记一个类作为Spring的组件，使得该组件可以被Spring的组件扫描器识别并加入到Spring的IoC容器中。
 */
@Component
public class User {

    /**
     * User类的构造函数
     * 该构造函数在实例化User对象时会自动执行，用于执行一些初始化操作。
     */
    public User() {
        System.out.println("run user");
    }
}

当Spring容器初始化时，会发现并创建这个带有 @Component 注解的 User 类的实例。

3.5. 测试

编写一个JUnit5测试类 SpringJUnit5Test，通过Spring与JUnit5的集成来测试 User 类：

package com.sakurapaid.spring6.test;

import com.sakurapaid.spring6.bean.User;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtendWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit.jupiter.SpringExtension;
import org.springframework.test.context.junit.jupiter.SpringJUnitConfig;

// 方式一：使用@ExtendWith和@ContextConfiguration注解
@ExtendWith(SpringExtension.class)
@ContextConfiguration("classpath:bean.xml")

// 方式二：使用@SpringJUnitConfig注解（推荐）
//@SpringJUnitConfig(locations = "classpath:bean.xml")
public class SpringJUnit5Test {

    @Autowired
    private User user;

    @Test
    public void testUser(){
        System.out.println(user);
    }
}

测试类中：

  • @SpringJUnitConfig****或 @ExtendWith(SpringExtension.class) + @ContextConfiguration：这两种方式都是用来集成Spring与JUnit5的。前者是更简洁的组合注解，后者则是分别使用注解来指定Spring测试扩展和配置文件位置。它们的作用都是让Spring在测试运行前加载配置文件，创建Spring容器，并根据容器来管理测试类中的Bean。
  • @Autowired：用于自动注入 User 类的实例。由于 User 类已被Spring管理，所以在测试类中可以通过 @Autowired 注解来直接注入其实例，无需手动创建。
  • @Test：JUnit5的测试方法注解，表示该方法是一个单元测试。

测试方法 testUser() 中，打印出注入的 user 实例。当运行此测试时，Spring容器会先被创建，User 类的实例会被自动注入到测试类中，然后执行测试方法，打印出 User 实例的信息。

总结：这个示例展示了如何使用JUnit5编写单元测试，并通过Spring的配置文件和注解来管理测试所需的Bean。测试类借助Spring与JUnit5的集成，能够便捷地访问被测试对象及其依赖，从而专注于测试逻辑本身。同时，还配置了Log4j2用于记录测试过程中的日志信息。

方式一：使用 @ExtendWith****和 @ContextConfiguration****注解

这是JUnit5早期集成Spring的一种方式，通过两个单独的注解来完成：

  1. @ExtendWith(SpringExtension.class)：
    • 这是一个JUnit5的通用扩展机制注解，用于指定一个或多个测试扩展（Extension），这些扩展能够参与到测试的生命周期管理中，添加额外的功能。
    • SpringExtension 是Spring专门为JUnit5提供的扩展实现，它负责在测试运行前启动Spring容器，将Spring的依赖注入和AOP等功能与JUnit5测试框架结合起来。
    • 使用 @ExtendWith(SpringExtension.class) 注解，意味着在运行此测试类时，JUnit5会调用 SpringExtension 来处理与Spring相关的部分。
  1. @ContextConfiguration("classpath:beans.xml")：
    • 这是Spring Test提供的注解，用于指定Spring容器的配置来源。在这里，它指定了一个类路径下的XML配置文件 beans.xml。
    • 当 SpringExtension 在运行测试时启动Spring容器，它会根据 @ContextConfiguration 注解提供的信息加载配置文件，创建并初始化Spring容器。
    • 有了这个配置，Spring容器就知道如何创建、装配和管理测试所需的Bean，包括那些被 @Autowired 注解的字段。

方式二：使用 @SpringJUnitConfig****注解（推荐）

@SpringJUnitConfig 是Spring Test为JUnit5专门提供的一个组合注解，它整合了上述两种方式的功能，使得集成Spring更加简洁：

  • @SpringJUnitConfig(locations = "classpath:beans.xml")
    • 这是一个单一注解，它同时包含了 @ExtendWith(SpringExtension.class) 和 @ContextConfiguration("classpath:beans.xml") 的功能。
    • 使用 @SpringJUnitConfig，您只需要指定Spring配置文件的位置（如 "classpath:beans.xml"），而不必分别使用 @ExtendWith 和 @ContextConfiguration。
    • 这样做的好处是代码更简洁，易于阅读和理解，同时也避免了重复指定Spring扩展和配置源。
  • 方式一 是通过分别使用 @ExtendWith(SpringExtension.class) 和 @ContextConfiguration("classpath:beans.xml") 注解来集成Spring与JUnit5。
  • 方式二 则是使用更简洁的 @SpringJUnitConfig(locations = "classpath:beans.xml") 注解，它合并了前两种注解的功能，是更推荐的集成方式。两者的目的都是启动Spring容器，加载指定的配置，以便在JUnit5测试中利用Spring的依赖注入和管理功能。对于初学者来说，直接使用 @SpringJUnitConfig 会更加直观和简便。

4. 整合JUnit4

JUnit4在公司也会经常用到，在此也学习一下

4.1. 添加依赖

<!-- junit测试 -->
<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.12</version>
</dependency>

4.2. 测试

编写一个JUnit4测试类 SpringJUnit4Test，通过Spring与JUnit4的集成来测试 User 类

import com.atguigu.spring6.bean.User;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.test.context.ContextConfiguration;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration("classpath:beans.xml")
public class SpringJUnit4Test {

    @Autowired
    private User user;

    @Test
    public void testUser(){
        System.out.println(user);
    }
}

测试类中：

  • @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)：
    • 这是一个JUnit4特有的注解，用于指定测试类的运行器（Runner）。SpringJUnit4ClassRunner 是Spring为JUnit4提供的特殊运行器，它能在运行测试之前启动Spring容器，将Spring的依赖注入等功能与JUnit4测试框架结合。
    • 使用 @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)，意味着在运行此测试类时，JUnit4会使用 SpringJUnit4ClassRunner 而不是默认的 JUnit4ClassRunner，从而启用Spring容器支持。
  • @ContextConfiguration("classpath:beans.xml")：
    • 这同样是Spring Test提供的注解，用于指定Spring容器的配置来源。在这里，它指定了一个类路径下的XML配置文件 beans.xml。
    • 当 SpringJUnit4ClassRunner 启动Spring容器时，它会根据 @ContextConfiguration 注解提供的信息加载配置文件，创建并初始化Spring容器。
    • 有了这个配置，Spring容器就知道如何创建、装配和管理测试所需的Bean，包括那些被 @Autowired 注解的字段。
  • @Autowired：
    • 用于自动注入 User 类的实例。由于 User 类已被Spring管理，所以在测试类中可以通过 @Autowired 注解来直接注入其实例，无需手动创建。
  • @Test：
    • JUnit4的测试方法注解，表示该方法是一个单元测试。

测试方法 testUser() 中，打印出注入的 user 实例。当运行此测试时，Spring容器会先被创建，User 类的实例会被自动注入到测试类中，然后执行测试方法，打印出 User 实例的信息。

总结：这个示例展示了如何使用JUnit4编写单元测试，并通过Spring的配置文件和注解来管理测试所需的Bean。测试类借助Spring与JUnit4的集成，能够便捷地访问被测试对象及其依赖，从而专注于测试逻辑本身。与JUnit5相比，JUnit4的集成方式使用了不同的注解（如 @RunWith），但基本思路是一致的：启动Spring容器，加载配置，注入依赖，然后执行测试。

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