什么是 Mock 测试

Mock 测试就是在测试过程中,对于某些不容易构造(如 HttpServletRequest 必须在Servlet 容器中才能构造出来)或者不容易获取比较复杂的对象(如 JDBC 中的ResultSet 对象),用一个虚拟的对象(Mock 对象)来创建以便测试的测试方法。

Mock 最大的功能是帮你把单元测试的耦合分解开,如果你的代码对另一个类或者接口有依赖,它能够帮你模拟这些依赖,并帮你验证所调用的依赖的行为。

比如一段代码有这样的依赖:

当我们需要测试A类的时候,如果没有 Mock,则我们需要把整个依赖树都构建出来,而使用 Mock 的话就可以将结构分解开,像下面这样:

Mock 对象使用范畴

真实对象具有不可确定的行为,产生不可预测的效果(如:股票行情,天气预报) :

  • 真实对象很难被创建的
  • 真实对象的某些行为很难被触发
  • 真实对象实际上还不存在的(和其他开发小组或者和新的硬件打交道)等等

使用 Mock 对象测试的关键步骤

  • 使用一个接口来描述这个对象
  • 在产品代码中实现这个接口
  • 在测试代码中实现这个接口
  • 在被测试代码中只是通过接口来引用对象,所以它不知道这个引用的对象是真实对象,还是 Mock 对象。

Mock 与 Stub 的区别

Mock 不是 Stub,两者是有区别的:

  • 前者被称为 mockist TDD,而后者一般称为 classic TDD ;
  • 前者是基于行为的验证(behavior verification),后者是基于状态的验证 (state verification);
  • 前者使用的是模拟的对象,而后者使用的是真实的对象。

Java Mock 测试

目前,在 Java 阵营中主要的 Mock 测试工具有 MockitoJMockEasyMock 等。

关于这些框架的比较,不是本文的重点。本文着重介绍 Mockito 的使用。

Mockito 的特性

Mockito 是美味的 Java 单元测试 Mock 框架,开源

大多 Java Mock 库如 EasyMock 或 JMock 都是 expect-run-verify (期望-运行-验证)方式,而 Mockito 则使用更简单,更直观的方法:在执行后的互动中提问。使用 Mockito,你可以验证任何你想要的。而那些使用 expect-run-verify 方式的库,你常常被迫查看无关的交互。

非 expect-run-verify 方式 也意味着,Mockito 无需准备昂贵的前期启动。他们的目标是透明的,让开发人员专注于测试选定的行为。

Mockito 拥有的非常少的 API,所有开始使用 Mockito,几乎没有时间成本。因为只有一种创造 mock 的方式。只要记住,在执行前 stub,而后在交互中验证。你很快就会发现这样 TDD java 代码是多么自然。

类似 EasyMock 的语法来的,所以你可以放心地重构。Mockito 并不需要“expectation(期望)”的概念。只有 stub 和验证。

Mockito 实现了 Gerard Meszaros 所谓的 Test Spy.

其他的一些特点:

  • 可以 mock 具体类而不单止是接口
  • 一点注解语法糖 - @Mock
  • 干净的验证错误是 - 点击堆栈跟踪,看看在测试中的失败验证;点击异常的原因来导航到代码中的实际互动。堆栈跟踪总是干干净净。
  • 允许灵活有序的验证(例如:你任意有序 verify,而不是每一个单独的交互)
  • 支持“详细的用户号码的时间”以及“至少一​​次”验证
  • 灵活的验证或使用参数匹配器的 stub (anyObject()anyString() 或 refEq() 用于基于反射的相等匹配)
  • 允许创建自定义的参数匹配器或者使用现有的 hamcrest 匹配器

Mockito 入门

声明 mockito 依赖

Gradle 用户可以使用:

  1. repositories { jcenter() }
  2. dependencies { testCompile "org.mockito:mockito-core:1.+" }

Maven 用户可以使用:http://search.maven.org/#search%7Cga%7C1%7Cg%3A%22org.mockito%22%2C%20a%3A%22mockito-core%22

Mockito 自动发布到 http://jcenter.bintray.com/org/mockito/mockito-core/ 并同步到 Maven Central Repository

示例

1.验证行为

  1. //Let's import Mockito statically so that the code looks clearer
  2. import static org.mockito.Mockito.*;
  3. //mock creation
  4. List mockedList = mock(List.class);
  5. //using mock object
  6. mockedList.add("one");
  7. mockedList.clear();
  8. //verification
  9. verify(mockedList).add("one");
  10. verify(mockedList).clear();

一旦创建 mock 将会记得所有的交互。你可以选择验证你感兴趣的任何交互

2.stubbing

  1. //You can mock concrete classes, not just interfaces
  2. LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class);
  3. //stubbing
  4. when(mockedList.get(0)).thenReturn("first");
  5. when(mockedList.get(1)).thenThrow(new RuntimeException());
  6. //following prints "first"
  7. System.out.println(mockedList.get(0));
  8. //following throws runtime exception
  9. System.out.println(mockedList.get(1));
  10. //following prints "null" because get(999) was not stubbed
  11. System.out.println(mockedList.get(999));
  12. //Although it is possible to verify a stubbed invocation, usually it's just redundant
  13. //If your code cares what get(0) returns, then something else breaks (often even before verify() gets executed).
  14. //If your code doesn't care what get(0) returns, then it should not be stubbed. Not convinced? See here.
  15. verify(mockedList).get(0);
  • 默认情况下,所有方法都会返回值,一个 mock 将返回要么 null,一个原始/基本类型的包装值或适当的空集。例如,对于一个 int/Integer 就是 0,而对于 boolean/Boolean 就是 false。
  • Stubbing 可以被覆盖。
  • 一旦 stub,该方法将始终返回一个 stub 的值,无论它有多少次被调用。
  • 最后的 stubbing 是很重要的 - 当你使用相同的参数 stub 多次同样的方法。换句话说:stubbing 的顺序是重要的,但它唯一有意义的却很少,例如当 stubbing 完全相同的方法调用,或者有时当参数匹配器的使用,等等。

3.参数匹配器

Mockito 验证参数值使用 Java 方式:通过使用 equals() 方法。有时,当需要额外的灵活性,可以使用参数匹配器:

  1. //stubbing using built-in anyInt() argument matcher
  2. when(mockedList.get(anyInt())).thenReturn("element");
  3. //stubbing using custom matcher (let's say isValid() returns your own matcher implementation):
  4. when(mockedList.contains(argThat(isValid()))).thenReturn("element");
  5. //following prints "element"
  6. System.out.println(mockedList.get(999));
  7. //you can also verify using an argument matcher
  8. verify(mockedList).get(anyInt());

参数匹配器允许灵活的验证或 stubbing。点击这里查看更多内置的匹配器和自定义的参数匹配器/ hamcrest匹配器的例子。

自定义参数的匹配信息,请查看 Javadoc 中 ArgumentMatcher 类。

如果你正在使用参数的匹配,所有的参数都由匹配器来提供。

下面的示例演示验证,但同样适用于 stubbing:

  1. verify(mock).someMethod(anyInt(), anyString(), eq("third argument"));
  2. //above is correct - eq() is also an argument matcher
  3. verify(mock).someMethod(anyInt(), anyString(), "third argument");
  4. //above is incorrect - exception will be thrown because third argument is given without an argument matcher.

4.调用额外的调用数字/at least x / never

  1. //using mock
  2. mockedList.add("once");
  3. mockedList.add("twice");
  4. mockedList.add("twice");
  5. mockedList.add("three times");
  6. mockedList.add("three times");
  7. mockedList.add("three times");
  8. //following two verifications work exactly the same - times(1) is used by default
  9. verify(mockedList).add("once");
  10. verify(mockedList, times(1)).add("once");
  11. //exact number of invocations verification
  12. verify(mockedList, times(2)).add("twice");
  13. verify(mockedList, times(3)).add("three times");
  14. //verification using never(). never() is an alias to times(0)
  15. verify(mockedList, never()).add("never happened");
  16. //verification using atLeast()/atMost()
  17. verify(mockedList, atLeastOnce()).add("three times");
  18. verify(mockedList, atLeast(2)).add("five times");
  19. verify(mockedList, atMost(5)).add("three times");

times(1) 是默认的,因此,使用的 times(1) 可以显示的省略。

5.Stubbing void 方法处理异常

  1. doThrow(new RuntimeException()).when(mockedList).clear();
  2. //following throws RuntimeException:
  3. mockedList.clear();

6.有序的验证

  1. // A. Single mock whose methods must be invoked in a particular order
  2. List singleMock = mock(List.class);
  3. //using a single mock
  4. singleMock.add("was added first");
  5. singleMock.add("was added second");
  6. //create an inOrder verifier for a single mock
  7. InOrder inOrder = inOrder(singleMock);
  8. //following will make sure that add is first called with "was added first, then with "was added second"
  9. inOrder.verify(singleMock).add("was added first");
  10. inOrder.verify(singleMock).add("was added second");
  11. // B. Multiple mocks that must be used in a particular order
  12. List firstMock = mock(List.class);
  13. List secondMock = mock(List.class);
  14. //using mocks
  15. firstMock.add("was called first");
  16. secondMock.add("was called second");
  17. //create inOrder object passing any mocks that need to be verified in order
  18. InOrder inOrder = inOrder(firstMock, secondMock);
  19. //following will make sure that firstMock was called before secondMock
  20. inOrder.verify(firstMock).add("was called first");
  21. inOrder.verify(secondMock).add("was called second");
  22. // Oh, and A + B can be mixed together at will

有序验证是为了灵活 - 你不必一个接一个验证所有的交互。

此外,您还可以通过创建 InOrder 对象传递只与有序验证相关的 mock 。

7. 确保 mock 上不会发生交互

  1. //using mocks - only mockOne is interacted
  2. mockOne.add("one");
  3. //ordinary verification
  4. verify(mockOne).add("one");
  5. //verify that method was never called on a mock
  6. verify(mockOne, never()).add("two");
  7. //verify that other mocks were not interacted
  8. verifyZeroInteractions(mockTwo, mockThree);

8.寻找多余的调用

  1. //using mocks
  2. mockedList.add("one");
  3. mockedList.add("two");
  4. verify(mockedList).add("one");
  5. //following verification will fail
  6. verifyNoMoreInteractions(mockedList);

注意:不建议 verifyNoMoreInteractions() 在每个测试方法中使用。 verifyNoMoreInteractions() 是从交互测试工具包一个方便的断言。只有与它的相关时才使用它。滥用它导致难以维护。

9. 标准创建 mock 方式 - 使用 @Mock 注解

  • 最小化可重用 mock 创建代码
  • 使测试类更加可读性
  • 使验证错误更加易读,因为字段名称用于唯一识别 mock

    public class ArticleManagerTest {

    1. @Mock private ArticleCalculator calculator;
    2. @Mock private ArticleDatabase database;
    3. @Mock private UserProvider userProvider;
    4. private ArticleManager manager;

在基础类或者测试 runner 里面,使用如下:

  1. MockitoAnnotations.initMocks(testClass);

可以使用内建 runner: MockitoJUnitRunner 或者 rule: MockitoRule

更多详见 MockitoAnnotations

10. Stubbing 连续调用(迭代器式的 stubbing)

  1. when(mock.someMethod("some arg"))
  2. .thenThrow(new RuntimeException())
  3. .thenReturn("foo");
  4. //First call: throws runtime exception:
  5. mock.someMethod("some arg");
  6. //Second call: prints "foo"
  7. System.out.println(mock.someMethod("some arg"));
  8. //Any consecutive call: prints "foo" as well (last stubbing wins).
  9. System.out.println(mock.someMethod("some arg"));

下面是一个精简版本:

  1. when(mock.someMethod("some arg"))
  2. .thenReturn("one", "two", "three");

11. 回调 Stubbing

允许使用泛型 Answer 接口。

然而,这是不包括在最初的 Mockito 另一个有争议的功能。我们建议您只需用thenReturn() 或 thenThrow() 来 stubbing ,这在测试/测试驱动中应用简洁与简单的代码足够了。但是,如果你有一个需要 stub 到泛型 Answer 接口,这里是一个例子:

  1. when(mock.someMethod(anyString())).thenAnswer(new Answer() {
  2. Object answer(InvocationOnMock invocation) {
  3. Object[] args = invocation.getArguments();
  4. Object mock = invocation.getMock();
  5. return "called with arguments: " + args;
  6. }
  7. });
  8. //the following prints "called with arguments: foo"
  9. System.out.println(mock.someMethod("foo"));

12. doReturn()|doThrow()| doAnswer()|doNothing()|doCallRealMethod() 家族方法

Stubbing void 方法,需要不同的 when(Object) ,因为编译器不喜欢括号内无效的方法…

在 用于 Stubbing void 方法中,doThrow(Throwable…) 取代 stubVoid(Object)。主要原因是提高可读性和与 doAnswer() 保持一致性。

当你想用 stub void 方法 使用 doThrow():

  1. doThrow(new RuntimeException()).when(mockedList).clear();
  2. //following throws RuntimeException:
  3. mockedList.clear();

在调用 when() 的相应地方可以使用 oThrow(), doAnswer(), doNothing(), doReturn() 和 doCallRealMethod(),当:

  • stub void 方法
  • stub 方法在 spy 对象(见下面)
  • 可以不止一次的 stub 相同的方法,在测试的中期来改变 mock 的行为

但你更加倾向于使用这些方法来代替 when(),在所有的 stubbing 调用。可以阅读更多关于这些方法的描述:

doReturn(Object)

doThrow(Throwable…)

doThrow(Class)

doAnswer(Answer)

doNothing()

doCallRealMethod()

参考

 

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