JUnit 5和Mockito进行单元测试

1. JUnit 5 基础

JUnit 5是最新的JUnit版本，它引入了许多新特性，包括更灵活的测试实例生命周期、参数化测试、更丰富的断言和假设等。

1.1 基本注解

• @Test：标记一个方法为测试方法。
• @BeforeEach：在每个测试方法之前执行。
• @AfterEach：在每个测试方法之后执行。
• @BeforeAll：在所有测试方法之前执行一次（必须是静态方法）。
• @AfterAll：在所有测试方法之后执行一次（必须是静态方法）。
• @DisplayName：定义测试类或测试方法的自定义名称。
• @Nested：允许将测试类分组到更小的测试类中。
• @ParameterizedTest：进行参数化测试。

1.2 断言（Assertions类）

Assertions 类是JUnit 5中用于断言的核心类，提供了一系列静态方法来验证测试条件是否满足预期。

1. assertEquals(expected, actual)：验证两个对象是否相等。如果不等，测试失败。
2. assertTrue(boolean condition)：验证条件是否为真。如果为假，测试失败。
3. assertFalse(boolean condition)：验证条件是否为假。如果为真，测试失败。
4. assertNull(Object object)：验证对象是否为null。如果不为null，测试失败。
5. assertNotNull(Object object)：验证对象是否不为null。如果为null，测试失败。
6. assertThrows(Class expectedType, Executable executable)：验证执行executable是否抛出了expectedType类型的异常。如果没有抛出或抛出其他类型的异常，测试失败。
7. assertAll(Executable... executables)：同时执行多个断言，如果所有断言都成功，则测试通过；如果任何一个断言失败，所有失败的断言都会被报告。
8. assertSame(expected, actual)：验证两个对象是否为同一个对象（使用==比较）。如果不是，测试失败。
9. assertNotSame(unexpected, actual)：验证两个对象是否不是同一个对象（使用==比较）。如果是，测试失败。
10. assertTimeout(Duration timeout, Executable executable)：验证执行executable是否在给定的时间内完成。如果执行超时，测试失败。

1.3  Assumptions 类

Assumptions 类提供了基于某些条件判断是否执行测试的能力。如果假设失败（即条件不满足），当前测试会被跳过，而不是失败。以下是一些常用的Assumptions方法：

1. assumeTrue(boolean assumption)：如果假设为真，则继续执行测试；如果假设为假，测试被跳过。
2. assumeFalse(boolean assumption)：如果假设为假，则继续执行测试；如果假设为真，测试被跳过。
3. assumingThat(boolean assumption, Executable executable)：如果假设为真，则执行给定的executable（可以是一个测试方法）；无论假设结果如何，测试都会继续执行，但executable只在假设为真时执行。

2.Mockito 基础

Mockito是一个流行的Java mocking框架，用于在隔离环境中测试代码，通过模拟依赖来确保测试的独立性。

• 基本注解：

  • @Mock：创建一个模拟对象。
  • @InjectMocks：创建一个实例，其字段或构造器依赖将被@Mock注解的模拟对象自动注入。
  • @Spy：可以创建一个真实的对象，并在需要时对它的某些方法进行模拟。
  • @Captor：用于捕获方法调用的参数。

• 常用方法：

1. mock(Class classToMock)：创建一个类的模拟对象。这是创建模拟对象的基础。

2. when(T methodCall)：当你想模拟一个方法调用的返回值时使用。与thenReturn一起使用，可以指定一个方法调用应该返回什么值。

3. thenReturn(T value)：与when方法一起使用，用于指定方法调用的返回值。

4. doReturn(Object toBeReturned)：一个替代thenReturn的方法，用在当你需要模拟void方法或在spy对象上进行模拟时。

5. verify(T mock)：用于验证某个模拟对象的某个方法是否被调用，以及调用的次数。

6. any()：在设定模拟行为（如when）或验证（如verify）时，用于表示任何类型和值的参数。

7. eq(T value)：用于指定方法调用时期望的具体参数值。

8. doNothing()：用于模拟void方法时，指定该方法不执行任何操作。

9. doThrow(Throwable... toBeThrown)：用于模拟方法调用时抛出异常。

10. spy(T object)：创建一个真实对象的“间谍”或“spy”。这允许你在真实对象上“监视”方法调用，同时还能够覆盖某些方法的行为。

11. ArgumentCaptor：用于捕获方法调用时传递的参数，以便后续进行断言。

12. times(int wantedNumberOfInvocations)：与verify方法一起使用，用于指定某个方法被调用的具体次数。

13. never()：与verify一起使用，用于验证某个方法从未被调用过。

示例

假设我们有一个PaymentService类，它依赖于PaymentProcessor接口：

public class PaymentService {
    private PaymentProcessor processor;
 
    public PaymentService(PaymentProcessor processor) {
        this.processor = processor;
    }
 
    public boolean process(double amount) {
        return processor.processPayment(amount);
    }
}

下面是如何使用JUnit 5和Mockito来测试PaymentService类：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtendWith;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.junit.jupiter.MockitoExtension;
import static org.mockito.Mockito.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
 
@ExtendWith(MockitoExtension.class)
public class PaymentServiceTest {
 
    @Mock
    PaymentProcessor processor;
 
    @Test
    public void testProcessPayment() {
        // 设置
        PaymentService service = new PaymentService(processor);
        double amount = 100.0;
        when(processor.processPayment(amount)).thenReturn(true);
 
        // 执行
        boolean result = service.process(amount);
 
        // 验证
        assertTrue(result);
        verify(processor).processPayment(amount);
    }
}

在这个例子中，我们使用@Mock来创建PaymentProcessor的模拟对象，并使用when(...).thenReturn(...)来定义当调用processPayment方法时应返回的值。然后，我们执行process方法，并使用assertTrue来验证结果是否符合预期。最后，我们使用verify来确认processPayment方法是否被正确调用。

3.JUnit 5 进阶用法

参数化测试（Parameterized Tests）

参数化测试允许你使用不同的参数多次运行同一个测试。这对于需要验证多种输入条件的方法特别有用。

@ParameterizedTest
@ValueSource(strings = {"Hello", "JUnit"})
void withValueSource(String word) {
    assertNotNull(word);
}

动态测试（Dynamic Tests）

JUnit 5允许你动态生成测试，这些测试可以在运行时根据代码逻辑来决定。

@TestFactory
Collection dynamicTests() {
    return Arrays.asList(
        dynamicTest("Add test", () -> assertEquals(2, Math.addExact(1, 1))),
        dynamicTest("Multiply Test", () -> assertEquals(4, Math.multiplyExact(2, 2)))
    );
}

嵌套测试（Nested Tests）

使用@Nested注解，你可以将相关的测试组织在一起作为一个组在外层测试类中运行。

@Nested
class WhenNew {
    @Test
    void isEmpty() {
        assertEquals(0, new ArrayList<>().size());
    }
​
    @Nested
    class AfterAddingAnElement {
        @Test
        void isNotEmpty() {
            List