Java 单元测试详解：从入门到实战，彻底掌握 JUnit 5 + Mockito + Spring Boot 测试技巧

作为一名 Java 开发工程师 ，你一定知道在软件开发中，代码的可维护性、可扩展性和质量保障 是项目成功的关键。而单元测试（Unit Testing） 正是确保代码质量、提升开发效率、减少 Bug 的核心手段之一。

本文将带你全面掌握：

什么是单元测试？
为什么需要单元测试？
Java 常用的单元测试框架（JUnit 5、TestNG、Mockito）
如何为 Java 类、Spring Boot 项目编写单元测试
使用断言、Mock、Spy、参数化测试等高级技巧
最佳实践与常见误区

并通过丰富的代码示例和真实项目场景讲解，帮助你写出更规范、更高效、更易维护的 Java 单元测试代码。

🧱 一、什么是单元测试？

✅ 单元测试（Unit Testing）定义：

单元测试是针对**最小可测试单元（通常是方法）**进行正确性验证的测试，通常由开发者编写，用于验证某个类或方法在特定输入下是否返回预期结果。

✅ 单元测试的特点：

特点	描述
自动化	无需人工执行，可自动运行
快速执行	单个测试用例执行时间极短
独立运行	不依赖外部系统（如数据库、网络）
可重复执行	每次运行结果一致
可集成CI/CD	与 Jenkins、GitLab CI、GitHub Actions 等集成
提高代码质量	减少 Bug、提升重构信心

🔍 二、Java 常见的单元测试框架对比

框架	特点
JUnit 5	最主流的 Java 单元测试框架，支持 Java 8+，模块化设计
TestNG	支持数据驱动、依赖测试、并行测试，适合复杂测试场景
Mockito	用于模拟对象（Mock）、验证行为（Verify）
PowerMock	可 Mock 静态方法、构造函数等（已逐渐被替代）
AssertJ	提供更流畅的断言语法，增强可读性
Spring Boot Test	集成 JUnit + Mockito，支持 Spring 上下文加载

📌 推荐组合：JUnit 5 + Mockito + Spring Boot Test，适用于大多数 Java Web 项目。

🧠 三、JUnit 5 核心概念与注解

✅ 常用注解：

注解	说明
`@Test`	表示一个测试方法
`@BeforeEach`	每个测试方法执行前执行
`@AfterEach`	每个测试方法执行后执行
`@BeforeAll`	所有测试方法执行前执行一次（静态方法）
`@AfterAll`	所有测试方法执行后执行一次（静态方法）
`@DisplayName`	设置测试类或方法的显示名称
`@ParameterizedTest`	参数化测试
`@RepeatedTest`	重复执行测试方法

🧪 四、JUnit 5 实战示例

示例1：简单单元测试

typescript 复制代码

import org.junit.jupiter.api.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalculatorTest {

    private Calculator calculator;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new Calculator();
    }

    @Test
    @DisplayName("两个整数相加应返回正确结果")
    void add_twoNumbers_returnsSum() {
        int result = calculator.add(2, 3);
        assertEquals(5, result, "2+3 应该等于5");
    }

    @Test
    void divide_byZero_throwsException() {
        Exception exception = assertThrows(ArithmeticException.class, () -> {
            calculator.divide(10, 0);
        });
        assertEquals("/ by zero", exception.getMessage());
    }
}

示例2：参数化测试（`@ParameterizedTest`）

less 复制代码

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.CsvSource;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class CalculatorTest {

    @ParameterizedTest
    @CsvSource({
        "2, 3, 5",
        "5, 5, 10",
        "0, 0, 0"
    })
    void add_withDifferentInputs_returnsCorrectResult(int a, int b, int expected) {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(expected, calculator.add(a, b));
    }
}

🧩 五、使用 Mockito 模拟对象（Mock）

✅ 什么是 Mock？

Mock 是指模拟对象的行为 ，在测试中避免依赖外部系统（如数据库、网络、第三方服务），从而实现快速、独立、可重复的测试。

示例：Mock 一个外部服务

scss 复制代码

import static org.mockito.Mockito.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class OrderServiceTest {

    @Test
    void placeOrder_callsPaymentServiceOnce() {
        PaymentService mockPayment = mock(PaymentService.class);
        OrderService orderService = new OrderService(mockPayment);

        orderService.placeOrder(100.0);

        verify(mockPayment, times(1)).charge(100.0);
    }
}

🧪 六、Spring Boot 单元测试实战

示例：Spring Boot Controller 单元测试（MockMvc）

java 复制代码

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.test.web.servlet.MockMvc;

import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.*;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.*;

@WebMvcTest(UserController.class)
class UserControllerTest {

    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;

    @Test
    void getUserById_returnsUserJson() throws Exception {
        mockMvc.perform(get("/users/1"))
               .andExpect(status().isOk())
               .andExpect(jsonPath("$.name").value("Tom"));
    }
}

示例：Service 层单元测试（注入 Mock）