初次用文字的方式記錄讀源碼的過程，不知道怎么寫，感覺有點貼代碼的嫌疑。不過中間還是加入了一些自己的理解和心得，希望以后能夠慢慢的改進，感興趣的童鞋湊合著看吧，感覺JUnit這個框架還是值得看的，里面有許多不錯的設計思想在，更何況它是Kent Beck和Erich Gamma這樣的大師寫的。。。。。
深入JUnit源碼之Statement
看JUnit源碼最大的收獲就是看到這個Statement的設計，它也是我看到過的所有源碼中最喜歡的設計之一。JUnit中Runner的運行過程就是Statement鏈的運行過程，Statement是對一個單元運行的封裝，每個Statement都只是執(zhí)行它本身所表達的邏輯，而將其他邏輯交給下一個Statement處理，而且基本上的Statement都存在對下一個節(jié)點的引用，從而由此構成一條Statement的鏈，從設計模式的角度上來看，這是一個職責連模式（Chain Of Responsibility Pattern）。JUnit中對@BeforeClass、@AfterClass、@Before、@After、@ClassRule、@Rule等邏輯就是通過Statement來實現(xiàn)的。首先來看一下Statement的類結構。
Statement的類結構還是比較簡單的，首先Statement是所有類的父類，它只定義了一個抽象的evaluate()方法，由其他子類實現(xiàn)該方法；而且除了Fail和InvokeMethod類，其他類都有一個對Statement本身的引用。其實從實現(xiàn)上，每個Statement也是比較簡單的，這個接下來就可以看到了。每個Statement都只實現(xiàn)它自己的邏輯，而將其他邏輯代理給另一個Statement執(zhí)行，這樣可以在編寫每個Statement的時候只關注自己的邏輯，從而保持Statement本身的簡單，并且易于擴展，當一條Statement執(zhí)行完后，整個邏輯也就執(zhí)行完了。不過Statement這條鏈也不是憑空產(chǎn)生的，它也是要根據(jù)一定的邏輯構造起來的，關于Statement鏈的構造在JUnit中由Runner負責，為了保持本文的完整性，本文會首先會講解上述幾個Statement的源碼，同時簡單回顧Statement鏈的構造過程，最后將通過一個簡單的例子，將Statement的執(zhí)行過程用序列圖的方式表達出來，以更加清晰的表達Statement的執(zhí)行過程。不過本文不會詳細介紹Rules相關的代碼，這部分的代碼將會在下一節(jié)詳細介紹。
RunBefores和RunAfters
這兩個Statement是針對JUnit中@BeforeClass、@Before的實現(xiàn)的，其中@BeforeClass是在測試類運行時，所有測試方法運行之前運行，并且對每個測試類只運行一次，這個注解修飾的方法必須是靜態(tài)的（在Runner一節(jié)中有談過它為什么要被設計成一定是要靜態(tài)方法，因為在運行每個測試方法是，測試類都會從新初始化一遍，如果不是靜態(tài)類，它只運行一次的話，它運行的結果無法保存下來）；@Before是在每個測試方法運行之前都要運行。
在Statement的設計中，@BeforeClass注解的方法抽象成一個Statement叫RunBefores，而測試類中其他要運行的測試方法的運行過程是另一個Statement叫next，在RunBefores中調(diào)用完所有這些方法，而將其他邏輯交給next； @Before注解的方法也是一樣的邏輯，它把接下來的測試方法看成是一個Statement叫next，它調(diào)用完所有@Before注解的方法后，將接下來的事情交給next，因而他們共享RunBefores的Statement，唯一不同的是@BeforeClass的RunBefores可以直接調(diào)用測試類中的方法，因為他們是靜態(tài)的，而@Before的RunBefores需要傳入測試類的實例。
1 public class RunBefores extends Statement {
2 private final Statement fNext;
3 private final Object fTarget;
4 private final List<FrameworkMethod> fBefores;
5 public RunBefores(Statement next, List<FrameworkMethod> befores, Object target) {
6 fNext= next;
7 fBefores= befores;
8 fTarget= target;
9 }
10 @Override
11 public void evaluate() throws Throwable {
12 for (FrameworkMethod before : fBefores)
13 before.invokeExplosively(fTarget);
14 fNext.evaluate();
15 }
16 }
從源碼中可以看到，構造RunBefores時傳入下一個Statement、所有@BeforeClass或@Before注解的方法以及測試類的實例，對@BeforeClass來說，傳入null即可。在運行evaluate()方法時，它依次調(diào)用@BeforeClass或@Before注解的方法，后將接下來的邏輯交給next。從這段邏輯也可以看出如果有一個@BeforeClass或@Before注解的方法拋異常，接下來的這些方法就都不會執(zhí)行了，包括測試方法。不過此時@AfterClass或@After注解的方法還會執(zhí)行，這個在下一小節(jié)中即可知道。
關于RunBefores的構造要，其實最重要的是要關注它的next Statement是什么，對于@BeforeClass對應的RunBefores來說，它的next Statement那些所有的測試方法運行而組成的Statement，而對于@Before對應的RunBefores來說，它的next Statement是測試方法的Statement：
1 protected Statement classBlock(final RunNotifier notifier) {
2 Statement statement= childrenInvoker(notifier);
3 statement= withBeforeClasses(statement);
4 
5 }
6 protected Statement withBeforeClasses(Statement statement) {
7 List<FrameworkMethod> befores= fTestClass
8 .getAnnotatedMethods(BeforeClass.class);
9 return befores.isEmpty() ? statement :
10 new RunBefores(statement, befores, null);
11 }
12 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
13
14 Statement statement= methodInvoker(method, test);
15
16 statement= withBefores(method, test, statement);
17
18 }
19 protected Statement withBefores(FrameworkMethod method, Object target,
20 Statement statement) {
21 List<FrameworkMethod> befores= getTestClass().getAnnotatedMethods(
22 Before.class);
23 return befores.isEmpty() ? statement : new RunBefores(statement,
24 befores, target);
25 } @AfterClass和@After
這兩個Statement是針對JUnit中@AfterClass、@After的實現(xiàn)的，其中@AfterClass是在測試類運行時，所有測試方法結束之后運行，不管之前的方法是否有拋異常，并且對每個測試類只運行一次，這個注解修飾的方法必須是靜態(tài)的；@After是在每個測試方法運行結束后都要運行的，不管測試方法是否測試失敗。
在Statement的設計中，@AfterClass注解的方法抽象成一個Statement叫Afters，而測試類中之前要運行的過程是另一個Statement叫next（其實這個叫before更好一些），在RunAfters中等所有之前的運行過程調(diào)用完后，再調(diào)用@AfterClass注解的方法； @After注解的方法也是一樣的邏輯，它把之前的測試方法包括@Before注解的方法看成是一個Statement叫next（before？），它等測試方法或@Before注解的方法調(diào)用完后，調(diào)用@After注解的方法，因而他們共享RunAfters的Statement，唯一不同的是@AfterClass的RunAfters可以直接調(diào)用測試類中的方法，因為他們是靜態(tài)的，而@After的RunAfters需要傳入測試類的實例。
1 public class RunAfters extends Statement {
2 private final Statement fNext;
3 private final Object fTarget;
4 private final List<FrameworkMethod> fAfters;
5 public RunAfters(Statement next, List<FrameworkMethod> afters, Object target) {
6 fNext= next;
7 fAfters= afters;
8 fTarget= target;
9 }
10 @Override
11 public void evaluate() throws Throwable {
12 List<Throwable> errors = new ArrayList<Throwable>();
13 try {
14 fNext.evaluate();
15 } catch (Throwable e) {
16 errors.add(e);
17 } finally {
18 for (FrameworkMethod each : fAfters)
19 try {
20 each.invokeExplosively(fTarget);
21 } catch (Throwable e) {
22 errors.add(e);
23 }
24 }
25 MultipleFailureException.assertEmpty(errors);
26 }
27 }
從源碼中可以看到，構造RunAfters時傳入下一個Statement、所有@AfterClass或@After注解的方法以及測試類的實例，對@AfterClass來說，傳入null即可。在運行evaluate()方法時，它會等之前的Statement執(zhí)行結束后，再依次調(diào)用@AfterClass或@After注解的方法。從這段邏輯也可以看出無論之前Statement執(zhí)行是否拋異常，@AfterClass或@After注解的方法都是會被執(zhí)行的，為了避免在執(zhí)行@AfterClass或@After注解的方法拋出的異常覆蓋之前在運行@BeforeClass、@Before或@Test注解方法拋出的異常，這里所有的異常都會觸發(fā)一次testFailure的事件，這個實現(xiàn)可以查看Runner小節(jié)的EachTestNotifier類的實現(xiàn)。
對于RunAfters的構造，可能要注意的一點是傳入RunAfters的Statement是RunBefores的實例，這個其實還是好理解的，因為RunAfters是在傳入的Statement運行結束后運行，而RunBefores又是要在測試方法之前運行的，因而需要將RunAfters放在Statement鏈的最頭端，而后是RunAfters，最后才是測試方法調(diào)用的Statement（InvokeMethod）。
1 protected Statement classBlock(final RunNotifier notifier) {
2
3 statement= withBeforeClasses(statement);
4 statement= withBeforeClasses(statement);
5
6 }
7 protected Statement withAfterClasses(Statement statement) {
8 List<FrameworkMethod> afters= fTestClass
9 .getAnnotatedMethods(AfterClass.class);
10 return afters.isEmpty() ? statement :
11 new RunAfters(statement, afters, null);
12 }
13 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
14
15 statement= withBefores(method, test, statement);
16 statement= withAfters(method, test, statement);
17
18 }
19 protected Statement withAfters(FrameworkMethod method, Object target,
20 Statement statement) {
21 List<FrameworkMethod> afters= getTestClass().getAnnotatedMethods(
22 After.class);
23 return afters.isEmpty() ? statement : new RunAfters(statement, afters,
24 target);
25 } InvokeMethod、ExpectedException和FailOnTimeout
之所有要把這三個Statement放在一起是因為他們都是和@Test注解相關的：
1 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
2 @Target({ElementType.METHOD})
3 public @interface Test {
4 Class<? extends Throwable> expected() default None.class;
5 long timeout() default 0L;
6 }
@Test注解定義了兩個成員：expected指定當前測試方法如果拋出指定的異常則表明測試成功；而timeout指定當前測試方法如果超出指定的時間（以毫秒為單位），則測試失敗。在Statement設計中，這些邏輯都抽象成了一個Statement。而@Test注解的方法則被認為是真正要運行的測試方法，它的執(zhí)行過程也被抽象成了一個Statement。
@Test注解的方法抽象出的Statement命名為InvokeMethod，它是一個非常簡單的Statement：
1 public class InvokeMethod extends Statement {
2 private final FrameworkMethod fTestMethod;
3 private Object fTarget;
4 public InvokeMethod(FrameworkMethod testMethod, Object target) {
5 fTestMethod= testMethod;
6 fTarget= target;
7 }
8 @Override
9 public void evaluate() throws Throwable {
10 fTestMethod.invokeExplosively(fTarget);
11 }
12 }
使用一個方法實例和測試類的實例構造InvokeMethod，在運行時直接調(diào)用該方法。并且InvokeMethod并沒有對其他Statement的引用，因而它是Statement鏈上的最后一個節(jié)點。
1 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
2
3 Statement statement= methodInvoker(method, test);
4 statement= possiblyExpectingExceptions(method, test, statement);
5 statement= withPotentialTimeout(method, test, statement);
6
7 }
8 protected Statement methodInvoker(FrameworkMethod method, Object test) {
9 return new InvokeMethod(method, test);
10 } ExpectException用于處理當在@Test注解中定義了expected字段時，該注解所在的方法是否在運行過程中真的拋出了指定的異常，如果沒有，則表明測試失敗，因而它需要該測試方法對應的Statement（InvokeMethod）的引用：
1 public class ExpectException extends Statement {
2 private Statement fNext;
3 private final Class<? extends Throwable> fExpected;
4 public ExpectException(Statement next, Class<? extends Throwable> expected) {
5 fNext= next;
6 fExpected= expected;
7 }
8 @Override
9 public void evaluate() throws Exception {
10 boolean complete = false;
11 try {
12 fNext.evaluate();
13 complete = true;
14 } catch (AssumptionViolatedException e) {
15 throw e;
16 } catch (Throwable e) {
17 if (!fExpected.isAssignableFrom(e.getClass())) {
18 String message= "Unexpected exception, expected<"
19 + fExpected.getName() + "> but was<"
20 + e.getClass().getName() + ">";
21 throw new Exception(message, e);
22 }
23 }
24 if (complete)
25 throw new AssertionError("Expected exception: "
26 + fExpected.getName());
27 }
28 }
使用InvokeMethod實例和一個expected的Throwable Class實例作為參數(shù)構造ExpectException，當InvokeMethod實例執(zhí)行后，判斷其拋出的異常是否為指定的異?；蛘咴摐y試方法沒有拋出異常，在這兩種情況下，測試都會失敗，因而需要它拋出異常以處理這種情況。
1 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
2
3 Statement statement= methodInvoker(method, test);
4 statement= possiblyExpectingExceptions(method, test, statement);
5
6 }
7 protected Statement possiblyExpectingExceptions(FrameworkMethod method,
8 Object test, Statement next) {
9 Test annotation= method.getAnnotation(Test.class);
10 return expectsException(annotation) ? new ExpectException(next,
11 getExpectedException(annotation)) : next;
12 } FailOnTimeout是在@Test注解中指定了timeout值時，用于控制@Test注解所在方法的執(zhí)行時間是否超出了timeout的值，若是，則拋出異常，表明測試失敗。在JUnit4當前的實現(xiàn)中，它引用的Statement實例是ExpectException（如果expected字段定義了的話）或InvokeMethod。它通過將引用的Statement實例的執(zhí)行放到另一個線程中，然后通過控制線程的執(zhí)行時間以控制內(nèi)部引用的Statement實例的執(zhí)行時間，如果測試方法因內(nèi)部拋出異常而沒有完成，則拋出內(nèi)部拋出的異常實例，否則拋出執(zhí)行時間超時相關的異常。
1 public class FailOnTimeout extends Statement {
2 private final Statement fOriginalStatement;
3 private final long fTimeout;
4 public FailOnTimeout(Statement originalStatement, long timeout) {
5 fOriginalStatement= originalStatement;
6 fTimeout= timeout;
7 }
8 @Override
9 public void evaluate() throws Throwable {
10 StatementThread thread= evaluateStatement();
11 if (!thread.fFinished)
12 throwExceptionForUnfinishedThread(thread);
13 }
14 private StatementThread evaluateStatement() throws InterruptedException {
15 StatementThread thread= new StatementThread(fOriginalStatement);
16 thread.start();
17 thread.join(fTimeout);
18 thread.interrupt();
19 return thread;
20 }
21 private void throwExceptionForUnfinishedThread(StatementThread thread)
22 throws Throwable {
23 if (thread.fExceptionThrownByOriginalStatement != null)
24 throw thread.fExceptionThrownByOriginalStatement;
25 else
26 throwTimeoutException(thread);
27 }
28 private void throwTimeoutException(StatementThread thread) throws Exception {
29 Exception exception= new Exception(String.format(
30 "test timed out after %d milliseconds", fTimeout));
31 exception.setStackTrace(thread.getStackTrace());
32 throw exception;
33 }
34 private static class StatementThread extends Thread {
35 private final Statement fStatement;
36 private boolean fFinished= false;
37 private Throwable fExceptionThrownByOriginalStatement= null;
38 public StatementThread(Statement statement) {
39 fStatement= statement;
40 }
41 @Override
42 public void run() {
43 try {
44 fStatement.evaluate();
45 fFinished= true;
46 } catch (InterruptedException e) {
47 //don't log the InterruptedException
48 } catch (Throwable e) {
49 fExceptionThrownByOriginalStatement= e;
50 }
51 }
52 }
53 }
FailOnTimeout的構造過程如同上述的其他Statement類似：
1 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
2
3 Statement statement= methodInvoker(method, test);
4 statement= possiblyExpectingExceptions(method, test, statement);
5 statement= withPotentialTimeout(method, test, statement);
6
7 }
8 protected Statement withPotentialTimeout(FrameworkMethod method,
9 Object test, Statement next) {
10 long timeout= getTimeout(method.getAnnotation(Test.class));
11 return timeout > 0 ? new FailOnTimeout(next, timeout) : next;
12 } Fail與RunRules
Fail這個Statement是在創(chuàng)建測試類出錯時構造的Statement，這個設計思想有點類似Null Object模式，即保持編程模型的統(tǒng)一，即使在出錯的時候也用一個Statement去封裝，這也正是Runner中ErrorReportingRunner的設計思想。
Fail這個Statement很簡單，它在運行時重新拋出之前記錄的異常，其構造過程也是在創(chuàng)建測試類實例出錯時構造：
1 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
2 Object test;
3 try {
4 test= new ReflectiveCallable() {
5 @Override
6 protected Object runReflectiveCall() throws Throwable {
7 return createTest();
8 }
9 }.run();
10 } catch (Throwable e) {
11 return new Fail(e);
12 }
13
14 }
15 public class Fail extends Statement {
16 private final Throwable fError;
17 public Fail(Throwable e) {
18 fError= e;
19 }
20 @Override
21 public void evaluate() throws Throwable {
22 throw fError;
23 }
24 } RunRules這個Statement是對@ClassRule和@Rule運行的封裝，它會將定義的所有Rule應用到傳入的Statement引用后返回，由于它內(nèi)部還有一些比較復雜的邏輯，關于Rule將有一個單獨的小節(jié)講解。這里主要關注RunRules這個Statement的實現(xiàn)和構造：
1 public class RunRules extends Statement {
2 private final Statement statement;
3 public RunRules(Statement base, Iterable<TestRule> rules, Description description) {
4 statement= applyAll(base, rules, description);
5 }
6 @Override
7 public void evaluate() throws Throwable {
8 statement.evaluate();
9 }
10 private static Statement applyAll(Statement result, Iterable<TestRule> rules,
11 Description description) {
12 for (TestRule each : rules)
13 result= each.apply(result, description);
14 return result;
15 }
16 }
17 protected Statement classBlock(final RunNotifier notifier) {
18
19 statement= withAfterClasses(statement);
20 statement= withClassRules(statement);
21 return statement;
22 }
23 private Statement withClassRules(Statement statement) {
24 List<TestRule> classRules= classRules();
25 return classRules.isEmpty() ? statement :
26 new RunRules(statement, classRules, getDescription());
27 }
28 protected Statement methodBlock(FrameworkMethod method) {
29
30 statement= withRules(method, test, statement);
31 return statement;
32 }
33 private Statement withRules(FrameworkMethod method, Object target,
34 Statement statement) {
35 List<TestRule> testRules= getTestClass().getAnnotatedFieldValues(
36 target, Rule.class, TestRule.class);
37 return testRules.isEmpty() ? statement :
38 new RunRules(statement, testRules, describeChild(method));
39 } Rule分為@ClassRule和@Rule，@ClassRule是測試類級別的，它對一個測試類只運行一次，而@Rule是測試方法級別的，它在每個測試方法運行時都會運行。RunRules的構造過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)RunRules才是最外層的Statement，TestRule中要執(zhí)行的邏輯要么比@BeforeClass、@Before注解的方法要早，要么比@AfterClass、@After注解的方法要遲。
Statement執(zhí)行序列圖
假設在一個測試類中存在多個@BeforeClass、@AfterClass、@Before、@After注解的方法，并且有兩個測試方法testMethod1()和testMethod2()，那么他們的運行序列圖如下所示（這里沒有考慮Rule，對@ClassRule的RunRules，它的鏈在最前端，而@Rule的RunRules則是在RunAfters的前面，關于Rule將會在下一節(jié)中詳細講解）：
