[开发测试]单元测试实践三板斧—开篇

一、什么是单元测试

单元测试是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。单元在质量保证中是非常重要的环节，根据测试金字塔原理，越往上层的测试，所需的测试投入比例越大，效果也越差，而单元测试的成本要小的多，也更容易发现问题。
然而然而我们大多数人是不会写单元测试的，甚至不知道单元测试究竟是为了干什么。单元测试几个典型场景如下：

1. 开发前写单元测试，通过测试描述需求，由测试驱动开发。
2. 在开发过程中及时得到反馈，提前发现问题。
3. 应用于自动化构建或持续集成流程，对每次代码修改做回归测试（我们要继承Bamboo）。
4. 作为重构的基础，验证重构是否可靠。

二、单元测试核心原则

优秀的单元测试可以很好的在早起捕捉到导致系统奔溃的问题，而编写一个优秀的单元测试要遵循一定的原则，测试相关原则有很多，这里总结了我个人认为比较重要的几条原则：

• 自动化原则：单元测试应该是全自动执行的，利用断言Assert进行结果验证，自动给出结果。
• 独立原则：保持单元测试的独立性。单元测试用例之间互不依赖，对外部资源（网络、服务、中间件等）无依赖，也不能依赖执行的先后次序。
• 可重复原则：单元测试是可以重复执行的，每次运行的结果应该是相同的。如果单测对外部环境(网络、服务、中间件等)有依赖，容易导致持续集成机制的不可用。
• 快速原则：单元测试应该是可以快速运行的，在各种测试方法中，单元测试的运行速度是最快的，保证开发人员可以对每一个小变更快速测试，不应该启动加载整个环境。
• 全面性原则：除了正确的输入得到预期的结果，还需要强制错误信息输入得到预期的结果，为了系统的鲁棒性，应加入边界值测试，包括循环边界、特殊取值、特殊时间点、数据顺序等。
• 专注性原则：保证测试小而专注，有助于精确定位问题。单测粒度一般是方法级别，测试某个具体行为。单测不负责检查跨类或者跨系统的交互逻辑，那是集成测试的领域。

三、单元测试痛点

对于单元测试而言，我们在编写的过程中通常会遇到如下几类问题：

1. 介绍单元测试相关的资料比较少，大部分资料介绍单元测试仅仅介绍了一个JUnit测试函数类怎么写，Assert断言怎么写就结束了，实际应用到复杂的系统工程里应该怎么做很少涉及。
2. 微服务架构下，系统依赖各种外部接口和中间件，要写一个纯粹的无依赖的单元测试是很困难的。大部分java开发同学写单元测试，都是基于Junit框架启动整个Spring上下文环境来编写单元测试，因此完美的绕开了上面提到的几个单测原则。
3. 单元测试难以理解和维护，无论什么单元测试框架，如果要维持较高的单元测试覆盖率，均要有约三倍于业务代码，再有单测代码本身不像业务代码直观，还有对单测代码可读性不够重视的习惯，导致单测难以阅读和维护。

基于以上几个痛点，经过多方考量权衡，我在项目中使用spock框架作为单测主要框架进行了单元测试的编写，后续单测介绍大部分为Spock写法。将单元测试实践分为以下3篇：
First Blood —— 业务逻辑层测试实践
Double Kill —— Controller层测试实践
Triple Kill —— 数据层测试实践

四、前期知识储备

4.1 Groovy语言基础

Spock是基于Groovy脚本语言的测试框架，所以再正式开始之前，我们有必要先简单了解一下语法基础，使用非常简单，开发人员几分钟上手不是问题。详细教程可参考：https://www.w3cschool.cn/groovy

Groovy和Java的语法对比

1. 不需public修饰符，Groovy的默认访问修饰符就是public，如果Groovy类成员需要public修饰，则根本不用写它
2. 不需要构造函数，不再需要程序员声明任何构造函数，因为实际上只需要两个构造函数（1个不带参数的默认构造函数，1个只带一个map参数的构造函数–由于是map类型，通过这个参数可以构造对象时任意初始化它的成员变量）
3. 数组（列表）用中括号表示，[v1, v2, v3]
4. 字典映射使用冒号分隔键值对，[k1: v1, k2: v2, k3: v3]，初始化一个空的Map，写法为[:]
5. 支持类型自动推断，使用关键字 def，比如 def var = “value”; 也可以使用java的方式显示定义String var = “value”
6. for-in循环示例，int[] array = [0,1,2,3], for(int i in array) { println(i) }
7. 支持范围类型，比如 1…3 相当于 Java 中的数组 { 1, 2, 3 }；1.2…3 相当于 Java 中的数组 { 1.2, 2.2 }；1…?? 相当于数组 { 1, 2 }；‘a’…‘z’ 相当于所有小写字母的字符集合。范围类型是可迭代的。
8. Groovy 中的除法默认是小数除法，不是整数除法。

4.2 单测插件配置

<!-- 生成单元测试数据插件 -->
<plugins>
  <plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
    <version>2.22.2</version>
   </plugin>
</plugins>

<!-- 生成JaCoCo覆盖率数据插件 -->
<plugin>
    <groupId>org.jacoco</groupId>
    <artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
    <version>0.8.2</version>
    <executions>
     <execution>
      <goals>
       <goal>prepare-agent</goal>
      </goals>
     </execution>
     <!-- attached to Maven test phase -->
     <execution>
      <id>report</id>
      <phase>test</phase>
      <goals>
       <goal>report</goal>
      </goals>
     </execution>
    </executions>
</plugin>

《新程序员》：云原生和全面数字化实践

50位技术专家共同创作，文字、视频、音频交互阅读