JAVA实战：如何让单元测试覆盖率达到80%甚至以上

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你可以叫我老白

发布于 2023-03-21 17:27:45

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发布于 2023-03-21 17:27:45

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什么是单元测试？

单元测试（unit testing）是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。它是软件测试中的一种基本方法，也是软件开发过程中的一个重要步骤。

单元测试的目的是在于确保软件的每个独立模块都被正确地测试，并且没有潜在的缺陷或漏洞。在单元测试中，需要对每个模块进行测试，以确保它们能够按照预期的方式工作，并且没有任何错误或漏洞。

单元测试通常包括以下几个步骤：

确定测试范围：在开始测试之前，需要确定测试的范围，即要测试的功能或模块。
编写测试用例：根据确定的测试范围，编写测试用例，这些用例应该覆盖软件中的每个模块。
执行测试用例：使用测试工具（如JUnit、TestNG、Mock等）执行测试用例，以确保每个模块都按照预期的方式工作。
分析测试结果：在测试完成后，需要分析测试结果，以确定是否存在缺陷或漏洞。
修复缺陷或漏洞：如果发现缺陷或漏洞，需要修复它们，以确保软件的质量。

单元测试的意义

提高代码质量：通过编写单元测试，可以发现代码中的错误和漏洞，从而提高代码的质量。
提高开发效率：通过编写单元测试，可以快速地发现代码中的问题，从而减少测试时间，提高开发效率。
降低维护成本：通过编写单元测试，可以及早地发现代码中的问题，从而减少维护成本，提高代码的可维护性。
提高代码可靠性：通过编写单元测试，可以检查代码中的错误和漏洞，从而提高代码的可靠性，减少故障的发生。

前言：

看完上面的就知道什么时候或者为什么要编写单元测试了。其他的我们不多说了，直接进入实战操作，这次使用的是springboot+Mockito框架，在最后会指出一些小技巧和bug。

实战

一.Mockito的jar包导入：

<dependencies>
  <!-- 单元测试 -->
		<dependency>
			<groupId>org.jmockit</groupId>
			<artifactId>jmockit</artifactId>
			<version>1.38</version>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>junit</groupId>
			<artifactId>junit</artifactId>
			<version>4.12</version>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.powermock</groupId>
			<artifactId>powermock-module-junit4</artifactId>
			<version>2.0.2</version>
			<scope>test</scope>
			<exclusions>
				<exclusion>
					<groupId>junit</groupId>
					<artifactId>junit</artifactId>
				</exclusion>
				<exclusion>
					<groupId>org.objenesis</groupId>
					<artifactId>objenesis</artifactId>
				</exclusion>
			</exclusions>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.powermock</groupId>
			<artifactId>powermock-api-mockito2</artifactId>
			<version>2.0.2</version>
			<scope>test</scope>
			<exclusions>
				<exclusion>
					<artifactId>mockito-core</artifactId>
					<groupId>org.powermock</groupId>
				</exclusion>
				<exclusion>
					<artifactId>mockito-core</artifactId>
					<groupId>org.mockito</groupId>
				</exclusion>
			</exclusions>
		</dependency>

		<dependency>
			<groupId>org.mockito</groupId>
			<artifactId>mockito-core</artifactId>
			<version>3.9.0</version>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
  </dependencies>

<build>
		<plugins>
  <!-- 单元测试 -->
			<plugin>
				<groupId>org.jacoco</groupId>
				<artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
				<version>0.8.7</version>
				<executions>
					<execution>
						<id>prepare-agent</id>
						<goals>
							<goal>prepare-agent</goal>
						</goals>
					</execution>
					<execution>
						<id>report</id>
						<phase>test</phase>
						<goals>
							<goal>report</goal>
						</goals>
					</execution>
				</executions>
			</plugin>
			<plugin>
				<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
				<artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
				<version>2.12.2</version>
				<configuration>
					<testFailureIgnore>true</testFailureIgnore>
				</configuration>
			</plugin>

</plugins>
		<!-- 修改对应名称 -->
		<finalName>iot-open-api</finalName>
	</build>

没法上传pom文件

二.创建单元测试类

package com.shimao.iot.iotopenapi.service.impl;

import com.shimao.iot.common.bean.AttributesEntity;
import com.shimao.iot.common.bean.DeviceDataEntity;
import com.shimao.iot.common.bean.DeviceEntity;
import com.shimao.iot.common.bean.DeviceTypeEntity;
import com.shimao.iot.common.bean.device.UpdateBatchDeviceAttributeReq;
import com.shimao.iot.common.bean.member.EditShimaoFaceReq;
import com.shimao.iot.common.bean.member.ShimaoFaceReq;
import com.shimao.iot.common.elk.entity.DeviceReportEntity;
import com.shimao.iot.common.entity.ResultVO;
import com.shimao.iot.common.model.device.req.DeviceReportHeartReq;
import com.shimao.iot.common.model.device.req.DeviceReportInfoReq;
import com.shimao.iot.common.model.face.req.AlarmInfo;
import com.shimao.iot.common.model.face.req.DeviceStateReq;
import com.shimao.iot.common.model.face.req.FaceCollectInfoReq;
import com.shimao.iot.common.model.face.req.FaceCollectReq;
import com.shimao.iot.common.model.face.req.PassRecord;
import com.shimao.iot.iotopenapi.bean.dto.device.DeviceExtDataEntity;
import com.shimao.iot.iotopenapi.kafka.KafkaProducer;
import com.shimao.iot.iotopenapi.serviceFeign.DeviceFeignService;
import com.shimao.iot.iotopenapi.serviceFeign.ElkClient;
import com.shimao.iot.iotopenapi.serviceFeign.MemberClient;
import com.shimao.iot.iotopenapi.serviceFeign.OssService;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.mockito.InjectMocks;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.Mockito;
import org.mockito.MockitoAnnotations;
import org.powermock.modules.junit4.PowerMockRunner;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
/**
 *
 * @author zhangtonghao
 * @create 2023-01-31 14:41
 */
@RunWith(PowerMockRunner.class)
public class DeviceReportServiceImplTest {
    @Mock
    private DeviceFeignService deviceFeignService;

    @Mock
    private OssService ossService;

    @InjectMocks
    com.shimao.iot.iotopenapi.service.Impl.DeviceReportServiceImpl deviceReportServiceImpl;


    static {
        System.setProperty("env", "baseline");
    }

    @Before
    public void setUp() {
        MockitoAnnotations.openMocks(this);
    }


    @Test
    public void testDeviceLockState() {
        // Setup
        DeviceStateReq req = new DeviceStateReq();
        req.setEntityCode("entityCode");
        req.setGwCode("gwCode");
        req.setTimestamp("timestamp");
        req.setReqId("reqId");
        req.setTypeCode("typeCode");
        req.setOpt("opt");
        req.setMsgType("msgType");
        //存取code
        AlarmInfo alarmInfo = new AlarmInfo();
        alarmInfo.setCode("10000");
        alarmInfo.setMessage("message");
        alarmInfo.setPictureUrl("pictureUrl");
        req.setAlarmInfo(alarmInfo);
        req.setAttributesEntities(Arrays.asList(new AttributesEntity(0L, 0L, "attributeCode", "value")));
        PassRecord passRecord = new PassRecord();
        passRecord.setId("id");
        passRecord.setRecordId("recordId");
        passRecord.setName("name");
        passRecord.setPassPhoto("passPhoto");
        passRecord.setPassMode("passMode");
        passRecord.setResultType(0);
        passRecord.setPassTime("passTime");
        passRecord.setCode("10000");
        passRecord.setPersonType(0);
        req.setPassRecords(Arrays.asList(passRecord));

        // Configure DeviceFeignService.queryDeviceInfoByDeviceCode(...).
        DeviceExtDataEntity deviceExtDataEntity = getDeviceExtDataEntity();
			
        Mockito.when(deviceFeignService.queryDeviceInfoByDeviceCode(Mockito.any())).thenReturn(deviceExtDataEntity);
        Mockito.when(deviceFeignService.updateAttributesById(Mockito.any())).thenReturn(ResultVO.ok(null));
        Mockito.when(ossService.uploadByBase64(Mockito.any())).thenReturn(ResultVO.ok(null));

        // Run the test
        ResultVO result = deviceReportServiceImpl.deviceLockState(req);

        // Verify the results
        Assert.assertNotNull(result);
    }
    

    private DeviceExtDataEntity getDeviceExtDataEntity() {
        AttributesEntity attributesEntity = new AttributesEntity();
        attributesEntity.setEntityId(11L);
        attributesEntity.setAttributeCode("11L");
        attributesEntity.setValue("11");
        List<AttributesEntity> attributes = new ArrayList<>();
        attributes.add(attributesEntity);

        DeviceExtDataEntity deviceExtDataEntity = new DeviceExtDataEntity();
        deviceExtDataEntity.setChannel(1);
        deviceExtDataEntity.setSpaceId(11L);
        deviceExtDataEntity.setTypeCode("1");
        deviceExtDataEntity.setComdTopic("1");
        deviceExtDataEntity.setDeviceCode("11");
        deviceExtDataEntity.setDeviceId(11L);
        deviceExtDataEntity.setDeviceName("11L");
        deviceExtDataEntity.setDiff("11");
        deviceExtDataEntity.setPanType("11");
        deviceExtDataEntity.setSourcePlatform("11");
        deviceExtDataEntity.setSpaceId(11L);
        deviceExtDataEntity.setIconUrl("11");
        deviceExtDataEntity.setRootSpaceId(11L);
        deviceExtDataEntity.setAttributesEntities(attributes);
        deviceExtDataEntity.setStatus(1);
        return deviceExtDataEntity;
    }
}

三.常用注解了解

简洁版：

@InjectMocks：通过创建一个实例，它可以调用真实代码的方法，其余用@Mock（或@Spy）注解创建的mock将被注入到用该实例中。
@Mock：对函数的调用均执行mock（即虚假函数），不执行真正部分。
@Spy：对函数的调用均执行真正部分。（几乎不会使用）
Mockito.when( 对象.方法名() ).thenReturn( 自定义结果 ):后面自定返回结果,需要和方法返回结果类型一致，
Mockito.any()：用于匹配任意类型的参数

详细版：

@RunWith(PowerMockRunner.class)

是JUnit的一个Runner，PowerMockRunner通过使用Java Instrumentation API和字节码操作库ByteBuddy，使得Java类和对象避免了Java单继承和final类限制，能够进行更灵活的mock测试。在JUnit中使用@RunWith(PowerMockRunner.class)来运行单元测试，可以使用PowerMock框架进行Mocking、Stubbing和Verification等操作，它可以完全模拟一个无法模拟的对象，如静态方法、final类、private类等。此外，PowerMockRunner还支持EasyMock和Mockito等常见的Mock技术。

@Mock

所谓的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，以达到两大目的：

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

是一个Mockito框架中的注解，它可以用于创建一个模拟对象。使用@Mock注解可以使测试代码更简洁并且便于阅读，无需手动创建模拟对象。

具体来说，@Mock注解通常用于测试类中需要测试的类所依赖的对象。当我们使用@Mock注解标注一个对象时，这个对象的行为可以被模拟，以便对测试目标类进行测试。在对模拟对象进行测试时，我们可以设定模拟对象的返回值或行为，并用这些值来测试测试目标类的行为。

需要注意的是，使用@Mock注解必须先使用Mockito.mock()初始化Mock对象。通常，我们会在测试类的setUp()方法中使用@Mock注解来初始化Mock对象，这样测试类的每个测试方法都可以使用它。

同时还需要注意，@Mock注解只是用于创建一个模拟对象，在使用这个对象进行测试时，需要手动设定其返回值或行为。

@InjectMocks

是Mockito框架中的注解。它可以自动为测试类中声明的变量注入被mock的对象。使用@InjectMocks注解可以让测试代码更加简洁和易读，无需手动创建对象。

具体来说，@InjectMocks注解通常用于注入一个类的成员变量，这个成员变量通常是另外一个类的实例（被mock的对象）。在测试类实例化时，Mockito会自动查找这个被mock对象的实例，然后把它注入到@InjectMocks注解标识的变量中。

需要注意的是，@InjectMocks注解仅仅用于自动注入成员变量。如果需要mock类的方法，应该使用@Mock注解。

同时，如果一个类里面有多个同类型的成员变量，需要手动使用@Qualifier注解来指定需要注入的对象。当然你也可以通过不同名称来区分同一类型的变量。

Mockito.when(）

是Mockito框架中的一个方法，它可以被用于设定模拟对象的行为。该方法通常和@Mock或@Spy注解一起使用，用于模拟对象的行为并指定返回值或者其他行为。

具体来说，Mockito.when()方法接受两个参数，一个是模拟对象的方法调用，另一个是指定的行为或返回值。当模拟对象的方法被调用时，Mockito就会按照when()方法中指定的方式进行处理。例如，可以使用Mockito.when()方法来模拟一个方法的返回值.

需要注意的是，Mockito.when()方法并不会真正地执行方法，而是返回了一个指定的返回值或设定的行为，用于在测试中进行验证。同样需要注意的是，如果模拟对象的方法参数不是一个基本类型或String，则需要手动匹配参数。

Mockito.any()

它可以用于匹配任意类型的参数。在测试代码中，当需要匹配方法的参数但不关心具体的参数值时，可以使用Mockito.any()方法来匹配参数。

具体来说，Mockito.any()方法可以用于模拟对象的方法调用或验证方法调用时的参数匹配。

需要注意的是，当使用Mockito.any()方法时，需要确保模拟方法的返回值与模拟方法的参数类型兼容。

常用的 Mockito 方法

Mockito的使用，一般有以下几种组合：参考链接

do/when：包括doThrow(…).when(…)/doReturn(…).when(…)/doAnswer(…).when(…)
given/will：包括given(…).willReturn(…)/given(…).willAnswer(…)
when/then: 包括when(…).thenReturn(…)/when(…).thenAnswer(…)/when(…).thenThrow(…)

Mockito 的多种匹配函数，部分如下：

函数名	匹配类型
any()	所有对象类型
anyInt()	基本类型 int、非 null 的 Integer 类型
anyChar()	基本类型 char、非 null 的 Character 类型
anyShort()	基本类型 short、非 null 的 Short 类型
anyBoolean()	基本类型 boolean、非 null 的 Boolean 类型
anyDouble()	基本类型 double、非 null 的 Double 类型
anyFloat()	基本类型 float、非 null 的 Float 类型
anyLong()	基本类型 long、非 null 的 Long 类型
anyByte()	基本类型 byte、非 null 的 Byte 类型
anyString()	String 类型(不能是 null)
anyList()	List<T> 类型(不能是 null)
anyMap()	Map<K, V>类型(不能是 null)

四：常见问题

1.我自己明明已经模拟了方法，为什么还无法走通？

mock中模拟Mockito.when( 对象.方法名() ).thenReturn( 自定义结果 )，方法名()中参数有的人会使用实际的参数，这样会导致模拟是无法找到正确的结果。所以我们需要使用Mockito.any()去替代，让mock自己去模拟。以及thenReturn中返回的值要符合业务逻辑才能保证业务能够走通。参考：

Mockito.when(deviceFeignService.queryDeviceInfoByDeviceCode(Mockito.any())).thenReturn(deviceExtDataEntity);

2.为什么有时候使用Mockito.any()模拟方法时会报错？

这个是因为有时模拟时的参数类型不正确的原因，参考：Mockito 的多种匹配函数。如果还是报错，建议使用准确值，比如参数为int=1。但就会出现问题一无法返回结果。有知道的大佬可以评论。

3.有时候需要启动参数或者需要连接真实配置（一般junit需要同适用）怎么办？

代表启动参数或者是使用的某个配置文件，注解和代码选择其中之一。参考下图

@ActiveProfiles("baseline") 或者 static { System.setProperty("env", "baseline"); }

4.有的代码中需要判断常量值才能继续往下走，如何模拟？

说实话，这个问题很恶心，麻烦了很久。后来查到可以使用映射测试模拟类，参考：

ReflectionTestUtils.setField()方法接受三个参数：要设置属性值的对象、属性名称和属性值。通过这个方法，我们可以方便地通过反射去设置一个对象的私有变量值，从而在测试代码中控制这个对象的行为。需要注意的是，如果想要通过ReflectionTestUtils.setField()方法修改的变量是静态的，那么第一个参数应为null，因为静态变量属于类级别的而不是实例级别的。

ReflectionTestUtils.setField(deviceServiceImpl, "deviceTypeCodes", "1000");

5.代码比较老旧，或者有的需要通过连接redis等组件返回结果，业务才能继续往下走？

因为返回的对象无法正常new，我们可以通过Mockito.mock(）方法可以创建类或接口的模拟对象。比如

// redisTemplate写法

ListOperations<String, String> listOperations = Mockito.mock(ListOperations.class); Mockito.when(redisTemplate.opsForList()).thenReturn(listOperations); Mockito.when(listOperations.size(Mockito.any())).thenReturn(10L);

//JDBC写法

你可以直接带@Before方法中去先初始化模拟

@Mock
DbUtils openCustomDbUtils;

@Mock
DbUtils newCustomDbUtils;

@InjectMocks
NluDataDao test;


@Before
public void setUp() {
    MockitoAnnotations.openMocks(this);
    getTestByOne();
}

private void getTestByOne() {
    try {
        Connection conn = Mockito.mock(Connection.class);
        conn.setAutoCommit(true);
        PreparedStatement ps = Mockito.mock(PreparedStatement.class);
        ResultSet rs = Mockito.mock(ResultSet.class);
        ps.setString(1, "1");
        int i = ps.executeUpdate();

        PowerMockito.when(conn.prepareStatement(Mockito.any())).thenReturn(ps);
        PowerMockito.when(ps.getGeneratedKeys()).thenReturn(rs);
        PowerMockito.when(ps.executeUpdate()).thenReturn(1);
        PowerMockito.when(openCustomDbUtils.getConn()).thenReturn(conn);
    } catch (Exception e) {

    }

}

@Test
public void testLoadAllAppVOs() {
    // Setup
    getTestByOne();
    getTestByFour();
    // Run the test
   test.loadAllAppVOs();
}

test.loadAllAppVOs()方法代码：

6.有得使用了一些框架或者工具类去查询数据，比如mybatiesPlus。代码走不下去怎么办？

其实这也是我为什么讨厌有的人炫技的原因之一。下列报错：

解决方法：

Config config = new Config(); EntityHelper.initEntityNameMap(IotStrategyTriggerSensorDO.class,config); jar包选择： import tk.mybatis.mapper.entity.Config; import tk.mybatis.mapper.mapperhelper.EntityHelper;

五：小技巧

有的工程师写完以后想看一下自己覆盖率的多少，以idea为例有两种方法。（方法2通用）