百日筑基第九天-单元测试Junit、Log4j 、Log4j 2

Junit

Junit是一个开源的 Java 单元测试框架。
单元测试，就是针对最小的功能单元编写测试代码。在 Java 中，最小的功能单元就是方法，因此，对 Java 程序员进行单元测试实际上就是对 Java 方法的测试。
单元测试可以确保你编写的代码是符合软件需求和遵循开发规范的。单元测试是所有测试中最底层的一类测试，是第一个环节，也是最重要的一个环节，是唯一一次能够达到代码覆盖率 100% 的测试，是整个软件测试过程的基础和前提。

使用：

1.导入依赖

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>RELEASE</version>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

2.测试方法中添加一组断言(假设有一个Factorial类且有待测方法fact)

java 复制代码

@Test
void fact() {
    assertEquals(1, Factorial.fact(1));
    assertEquals(2, Factorial.fact(2));
    assertEquals(6, Factorial.fact(3));
    assertEquals(100, Factorial.fact(5));
}

3.右键点「Run FactorialTest」，即可得到哪一行执行失败。

额外逻辑：

测试也支持添加前后逻辑：@BeforeEach、@AfterEach、@BeforeAll、@AfterAll

java 复制代码

class CalculatorTest {
    Calculator calculator;
    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new Calculator();
    }
    @AfterEach
    void tearDown() {
        calculator = null;
    }
    @Test
    void sub() {
        assertEquals(0,calculator.sub(1,1));
    }
    @Test
    void add() {
        assertEquals(2,calculator.add(1,1));
    }
}

@BeforeEach 的 setUp() 方法会在运行每个 @Test 方法之前运行；
@AfterEach 的 tearDown() 方法会在运行每个 @Test 方法之后运行。

java 复制代码

public class DatabaseTest {
    static Database db;
    @BeforeAll
    public static void init() {
        db = createDb(...);
    }
    @AfterAll
    public static void drop() {
        ...
    }
}

All 通常用来初始化和销毁静态变量。

异常测试：

java 复制代码

public class Factorial {
    public static long fact(long n) {
        if (n < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("参数不能小于 0");
        }
        long r = 1;
        for (long i = 1; i <= n; i++) {
            r = r * i;
        }
        return r;
    }
}

当n<0时怎么测试呢？答：assertThrows

java 复制代码

@Test
void factIllegalArgument() {
    assertThrows(IllegalArgumentException.class, new Executable() {
        @Override
        public void execute() throws Throwable {
            Factorial.fact(-2);
        }
    });
}

使用 Lambda 表达式:

c++ 复制代码

@Test
void factIllegalArgumentLambda() {
    assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> {
        Factorial.fact(-2);
    });
}

忽略测试:

@Disabled加在@Test注解之上

Log4j

打印日志，缺点是影响性能，但是日常开发中必不可少。（刚入职时前辈告诉我尽量多打日志）

Log4j 的一个好处是，不需要重新启动 Java 程序就可以调整日志的记录级别，非常灵活。可以通过 log4j.properties 文件来配置 Log4j 的日志级别、输出环境、日志文件的记录方式。
Log4j 还是线程安全的，可以在多线程的环境下放心使用。

第一步，在 pom.xml 文件中引入 Log4j 包：

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>log4j</groupId>
    <artifactId>log4j</artifactId>
    <version>1.2.17</version>
</dependency>

第二步，在 resources 目录下创建 log4j.properties 文件，内容如下所示：

### 设置###
log4j.rootLogger = debug,stdout,D,E

### 输出信息到控制台 ###
log4j.appender.stdout = org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.Target = System.out
log4j.appender.stdout.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern = [%-5p] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss,SSS} method:%l%n%m%n

### 输出DEBUG 级别以上的日志到=debug.log ###
log4j.appender.D = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.D.File = debug.log
log4j.appender.D.Append = true
log4j.appender.D.Threshold = DEBUG 
log4j.appender.D.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.D.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}  [ %t:%r ] - [ %p ]  %m%n

### 输出ERROR 级别以上的日志到=error.log ###
log4j.appender.E = org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.E.File =error.log 
log4j.appender.E.Append = true
log4j.appender.E.Threshold = ERROR 
log4j.appender.E.layout = org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.E.layout.ConversionPattern = %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}  [ %t:%r ] - [ %p ]  %m%n

1）配置根 Logger，语法如下所示：

text 复制代码

log4j.rootLogger = [ level ] , appenderName, appenderName, ...

level 就是日志的优先级，从高到低依次是 ERROR、WARN、INFO、DEBUG。如果这里定义的是 INFO，那么低级别的 DEBUG 日志信息将不会打印出来。

appenderName 就是指把日志信息输出到什么地方，可以指定多个地方，当前的配置文件中有 3 个地方，分别是 stdout、D、E。

2）配置日志输出的目的地，语法如下所示：

text 复制代码

log4j.appender.appenderName = fully.qualified.name.of.appender.class  
log4j.appender.appenderName.option1 = value1  
...  
log4j.appender.appenderName.option = valueN

Log4j 提供的目的地有下面 5 种：

org.apache.log4j.ConsoleAppender：控制台
org.apache.log4j.FileAppender：文件
org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender：每天产生一个文件
org.apache.log4j.RollingFileAppender：文件大小超过阈值时产生一个新文件
org.apache.log4j.WriterAppender：将日志信息以流格式发送到任意指定的地方

3）配置日志信息的格式，语法如下所示：

text 复制代码

log4j.appender.appenderName.layout = fully.qualified.name.of.layout.class  
log4j.appender.appenderName.layout.option1 = value1  
...  
log4j.appender.appenderName.layout.option = valueN

Log4j 提供的格式有下面 4 种：

org.apache.log4j.HTMLLayout：HTML 表格
org.apache.log4j.PatternLayout：自定义
org.apache.log4j.SimpleLayout：包含日志信息的级别和信息字符串
org.apache.log4j.TTCCLayout：包含日志产生的时间、线程、类别等等信息

自定义格式的参数如下所示：

%m：输出代码中指定的消息
%p：输出优先级
%r：输出应用启动到输出该日志信息时花费的毫秒数
%c：输出所在类的全名
%t：输出该日志所在的线程名
%n：输出一个回车换行符
%d：输出日志的时间点
%l：输出日志的发生位置，包括类名、线程名、方法名、代码行数，比如：method:com.itwanger.Log4jDemo.main(Log4jDemo.java:14)

第三步，写个使用 Demo：

java 复制代码

package com.itwanger;

import org.apache.log4j.LogManager;
import org.apache.log4j.Logger;

/**
 * @author 微信搜「沉默王二」，回复关键字 PDF
 */
public class Log4jDemo {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Log4jDemo.class);

    public static void main(String[] args) {
        // 记录debug级别的信息
        logger.debug("debug.");

        // 记录info级别的信息
        logger.info("info.");

        // 记录error级别的信息
        logger.error("error.");
    }
}

1）获取 Logger 对象

要使用 Log4j 的话，需要先获取到 Logger 对象，它用来负责日志信息的打印。通常的格式如下所示：

java 复制代码

private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Log4jDemo.class);

2）打印日志

有了 Logger 对象后，就可以按照不同的优先级打印日志了。常见的有以下 4 种：

java 复制代码

Logger.debug() ;  
Logger.info() ;  
Logger.warn() ;  
Logger.error() ;

程序运行后会在 target 目录下生成两个文件，一个名叫 debug.log，内容如下所示：

text 复制代码

2020-10-20 20:53:27  [ main:0 ] - [ DEBUG ]  debug.
2020-10-20 20:53:27  [ main:3 ] - [ INFO ]  info.
2020-10-20 20:53:27  [ main:3 ] - [ ERROR ]  error.

另外一个名叫 error.log，内容如下所示：

text 复制代码

2020-10-20 20:53:27  [ main:3 ] - [ ERROR ]  error.

Log4j 2

Log4j 2 强在哪

1）在多线程场景下，Log4j 2 的吞吐量比 Logback 高出了 10 倍，延迟降低了几个数量级。

2）Log4j 2 可以减少垃圾收集器的压力。

3）支持 Lambda 表达式。

4）支持自动重载配置。

第一步，在 pom.xml 文件中添加 Log4j 2 的依赖：

xml 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-api</artifactId>
    <version>2.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.5</version>
</dependency>

（这个 artifactId 还是 log4j，没有体现出来 2，而在 version 中体现，多少叫人误以为是 log4j）

第二步，来个最简单的测试用例：

java 复制代码

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;

public class Demo {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(Demo.class);
    public static void main(String[] args) {
        logger.debug("log4j2");
    }
}

**第三步，**在 resource 目录下增加 log4j2-test.xml 文件，内容如下所示：

xml 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Configuration>
    <Appenders>
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </Console>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <Root level="DEBUG">
            <AppenderRef ref="Console"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>

1）配置 appender，也就是配置日志的输出目的地。

有 Console，典型的控制台配置信息上面你也看到了，我来简单解释一下里面 pattern 的格式：

%d{HH:mm:ss.SSS} 表示输出到毫秒的时间
%t 输出当前线程名称
%-5level 输出日志级别，-5 表示左对齐并且固定输出 5 个字符，如果不足在右边补空格
%logger 输出 logger 名称，最多 36 个字符
%msg 日志文本
%n 换行

顺带补充一下其他常用的占位符：

%F 输出所在的类文件名，如 Demo.java
%L 输出行号
%M 输出所在方法名
%l 输出语句所在的行数, 包括类名、方法名、文件名、行数
%p 输出日志级别
%c 输出包名，如果后面跟有 {length.} 参数，比如说 %c{1.}，它将输出报名的第一个字符，如 com.itwanger 的实际报名将只输出 c.i

2）配置 Loggers，指定 Root 的日志级别，并且指定具体启用哪一个 Appenders。

3）自动重载配置。

Logback 支持自动重载配置，Log4j 2 也支持，那想要启用这个功能也非常简单，只需要在 Configuration 元素上添加 monitorInterval 属性即可。

text 复制代码

<Configuration monitorInterval="30">
...
</Configuration>

注意值要设置成非零，上例中的意思是至少 30 秒后检查配置文件中的更改。最小间隔为 5 秒。

Async 示例

除了 Console，还有 Async，可以配合文件的方式来异步写入，典型的配置信息如下所示：

xml 复制代码

<Configuration>
  <Appenders>
    <File name="DebugFile" fileName="debug.log">
      <PatternLayout>
        <Pattern>%d %p %c [%t] %m%n</Pattern>
      </PatternLayout>
    </File>
    <Async name="Async">
      <AppenderRef ref="DebugFile"/>
    </Async>
  </Appenders>
  <Loggers>
    <Root level="debug">
      <AppenderRef ref="Async"/>
    </Root>
  </Loggers>
</Configuration>

把这个 Async 加入到 Appenders：

xml 复制代码

<Configuration>
    <Appenders>
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <PatternLayout pattern="%d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </Console>
        <File name="DebugFile" fileName="debug.log">
            <PatternLayout>
                <Pattern>%d %p %c [%t] %m%n</Pattern>
            </PatternLayout>
        </File>
        <Async name="Async">
            <AppenderRef ref="DebugFile"/>
        </Async>
    </Appenders>
    <Loggers>
        <Root level="DEBUG">
            <AppenderRef ref="Console"/>
            <AppenderRef ref="Async"/>
        </Root>
    </Loggers>
</Configuration>