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[Android技术专题]每个开发者都应该懂一点单元测试

前言

笔者在项目中实际有写过单元测试的代码,也用过一些单元测试的框架,但对单元测试的理解都很浅显,直到有一次在InfoQ编辑徐川主导的微信群里面看了蘑菇街小创同学的分享,加深了我对单元测试的兴趣和理解,他针对android平台的单元测试写了一个系列的文章,从什么是单元测试、单元测试的意义、各种方法怎样做单元测试、单元测试和集成测试的区别、各种测试框架和开源库在写单元测试时如何很好地被使用、以及如何mock、在PC上运行需要依赖android设备环境的测试等方面都做了非常详细的介绍,下文中的很多观念都是看了他的文章吸收得来的。

坦诚的讲,本人目前只是深刻认识到了单元测试对于实际项目开发的意义,但对于单元测试技术的研究,还是要向小创同学多多学习。文末的参考资料贴出了他写的一系列关于单元测试的文章,非常值得阅读,还有他创建了一个android单元测试交流群,用于针对android平台单元测试技术的交流,如果有兴趣,可以关注他的公众号,里面有介绍如何加群。

1

什么是单元测试

为了测试某个类中的某一个方法能否正常工作,而写的测试代码。

  • 单元的定义:代码中可度量的最小单元(函数/方法);
  • 是否正常工作:不同的输入对应的输出是否与预期一致。

2 单元测试有必要吗

1

对是否有必要写单元测试的疑惑

  • 没有价值:不做单元测试一样地开发,并没有什么问题;
  • 浪费时间:写单元测试需要大量的时间,还不如写具体的实现,具体的实现能看到明显的效果,但单元测试可能耽误正常的迭代进度;
  • 无法测试:比如无返回值的方法、UI等。

2

不写单元测试会存在的一些问题

  • 要有足够的耐心:改一个参数,需要重新运行一遍程序;
  • 没有足够的自信:每次提测和发布,心惊胆战,对自己写的程序没有信心;
  • 要有足够的时间:必须要等到测试发现bug后才去改善;
  • bug太多,程序很难稳定:可以看下你自己开发的应用,如果有做异常采集,上报的大多数异常问题,都是因为程序没有做好容错导致的,比如空指针、被除数为0、数组越界等。

3

单元测试能够解决的一问题

  • 效率:如果没有单元测试就必须把程序运行起来测试;运行一次单元测试,最多几分钟,cover得比较全面,相比于执行程序,效率高很多很多;
  • 质量:对于每个最小单元,针对不同输入对应的输出有与预期做对比,能够减少因为参数导致的异常问题,同时提测和发布版本的时候,有信心;
  • 提升设计能力:为了每个单元都可测,需要将每个方法拆得尽量独立,如果不拆得足够独立,就无法测试,间接可以提高程序设计能力;
  • 代码重用:跑过单元测试的代码,稳定性能够得到保证,可以在其它项目或者项目重构时重复利用;
  • 缩短测试周期:程序自测(开发人员写单元测试、手动跑基本功能、跑monkey都属于自测)可以提高产品提测的质量,避免返工;同时核心功能的稳定有助于缩短黑盒测试的周期。

3

哪些代码可以做单元测试?

  • 任何方法都可以做单元测试;
  • 从必要性来讲,针对UI相关的做单元测试必要性不大,并且很多东西需要主观判断;所以只针对Model和Control层做测试;
  • 私有方法同样可以测试(反射,或者在测试时改为public方法),但非public方法是这个类的实现细节,其它类并不关心,不用测试;

4 关于单元测试的一些概念

1

分类

按测试内容分:

  • 功能测试:和UI无关,测试IO操作、算法、流程等;
  • UI测试:测试UI交互逻辑,比如点击、登陆等;

按是否依赖设备分:

  • 不依赖Android设备,只需要运行在JVM上的;→真正的单元测试,执行快,效率高;
  • 依赖Android设备(模拟器/真机),需要程序运行时状态信息的,比如获取磁盘空间、四大组件的上下文信息、异步任务、消息传递等;→其实是集成测试,需要运行整个程序,执行慢,效率低;

2

测试框架

如果没有框架该如何做单元测试

  • 自己写程序进行逻辑判断(麻烦、加入测试程序有bug怎么办?);
  • 在console中观察测试结果;

测试框架能够提高测试效率

JUnit、Instrumentation test、Espresso、UI Automator、Robolectric、Appium、Robotium

  • JUnit:能够直接在PC上执行;
  • AndroidTest:需要依赖Android设备;
  • Robolectric:在不需要依赖Android环境的前提下,实现在PC上直接运行Android的单元测试;
  • Robotium:第三方UI测试框架;
  • Espresso:Google推出的UI测试框架;
  • UI Automator:流程的UI测试框架;

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覆盖率

衡量单元测试质量,通过覆盖率测试,可以明确知道哪部分代码已经被单元测试覆盖到,哪部分没有进行单元测试;常用的单元测试插件有Emma、JaCoCo;

4

JUnit框架中的常用方法

  • setUp/@Before:在每个单元测试方法执行之前调用;
  • tearDown/@After:在每个单元测试方法执行后调用;
  • setUpBeforeClass/@BeforeClass:在每个单元测试类运行前调用;
  • tearDownAfterClass/@AfterClass:在每个单元测试类运行完成后调用。
  • Junit3中每个测试方法必须以test打头,Junit4中增加了注解,对方法名没有要求,@Test就可以。

5

一个单元测试的流程

  • setUp:设置前提条件,比如初始化;
  • 执行动作:调用被测方法,并得到返回结果;
  • 验证结果:验证获取的结果和预期是否一致;

6

关于Mock

  在写单元测试的过程中,我们可能会发现需要和系统内的某个模块或系统外某个实体交互,而这些模块或实体在您做单元测试的时候可能并不存在,比如您遇到了数据库、遇到了驱动程序等。这时开发人员就需要使用mock技术来完成单元测试。

Mock就是创建一个类的虚假的对象,在测试环境中,用来替换掉真实的对象,以达到两个目的:

  • 验证这个对象的某些方法的调用情况,调用了多少次,参数是什么等等;
  • 指定这个对象的某些方法的行为,返回特定的值,或者是执行特定的动作。

  要使用Mock技术,就需要使用mock框架,Mockito和Jmockit是Android平台两个常用的Mock框架,其中Mockito不能mock static method和final class、final method,但Jmockit可以。

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依赖注入在单元测试中的使用

上文中提到的Mock技术就是创建一个类的虚假的对象,在测试环境中用来替换掉真实的对象,但如何在测试环境下,将某个类替换成Mock的对象就需要使用到依赖注入了,他的基本理念是,某一个类(比如说DataActivity),用到的内部对象(比如说DataModel)的创建过程不在DataActivity内部去new,而是由外部去创建好DataModel的实例,然后通过某种方式set给DataActivity。这种模式应用是非常广泛的,尤其是在测试的时候。常见的依赖注入框架有:Roboguice、Dagger、Dagger2。

  在实际写单元测试的过程中,Mock技术会经常用到,所有非常有必要熟悉其中一种依赖注入框架,关于依赖注入的详细解释可以参见公共技术点之依赖注入。

5 单元测试集成到Jenkins

Jenkins上不需要任何改动,执行现有的gradle命令会自动执行单元测试,测试不通过会报编译错误。

6 说明

  • 不要指望对某个方法的单元测试一次能够写得足够完美,单元测试也是需要持续迭代的(比如入参考虑得不全面、单元测试粒度没有足够细等);
  • 并不是所有针对源码级别写的测试代码都叫单元测试,针对具体某一个方法的测试叫单元测试,涉及到UI层面、必须要运行程序才能跑的测试叫集成测试,比如很多基于android平台的第三方UI测试框架;
  • test和androidTest文件夹的区别:如果你是用Android Studio做开发,在创建工程的时候,src文件夹下会同时生成三个文件夹main、test、androidTest,其中test和androidTest是专门针对源码级别的白盒测试的,test文件夹用于写不依赖设备环境的单元测试,即直接在PC上即可运行的测试,特点是测试效率高;androidTest文件夹用于写需要在设备上才能运行的测试,比如测试依赖android API和设备环境的时候(context、IO操作、UI测试等),就需要在这个文件夹下面写单元测试了,其特点是必须要编译生成APK后才能测试,效率低;
  • 测试驱动开发(TDD)的这种软件开发方法提倡先写测试程序,再才编码实现具体的功能;

7 参考资料

  • Android Developer Site:Test Your App
  • 谷歌官方单元测试Demo
  • 关于安卓单元测试,你需要知道的一切
  • Android单元测试在蘑菇街支付金融部门的实践
  • Android单元测试: 首先,从是什么开始
  • Android单元测试(二):再来谈谈为什么
  • Android单元测试(三):JUnit单元测试框架的使用
  • Android单元测试(四):Mock以及Mockito的使用
  • Android单元测试(五):依赖注入,将mock方便的用起来
  • Android单元测试(六):使用dagger2来做依赖注入,以及在单元测试中的应用
  • Android单元测试(七):Robolectric,在JVM上调用安卓的类
  • 安卓单元测试(八):Junit Rule的使用
  • 安卓单元测试(九):使用Mockito Annotation快速创建Mock
  • Android单元测试(十):DaggerMock:The Power of Dagger2, The Ease of Mockito
  • 安卓单元测试(十一):异步代码怎么测试
  • Android单元测试研究与实践
  • Android Testing Support Library

小贴士

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本文分享自微信公众号 - Open软件开发小组(open_dev),作者:张明云

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原始发表时间:2019-05-08

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