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難度級(jí)別: 中
Elliotte Harold (elharo@metalab.unc.edu),
Adjunct Professor, Polytechnic University
2005-9-15 （譯）
原文：http://www-128.ibm.com/developerworks/java/library/j-junit4.html
JUnit 是JAVA語(yǔ)言事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試庫(kù)。JUnit
4是三年以來(lái)最具里程碑意義的一次發(fā)布。它的新特性主要是針對(duì)JAVA5中的標(biāo)記（annotation）來(lái)簡(jiǎn)化測(cè)試，而不是利用子類、反射或命名機(jī)制。本文將講述如何使用JUnit
4，當(dāng)前前提是你最好具有JUnit的使用經(jīng)驗(yàn)．
JUnit, 由Kent Beck?和 Erich Gamma開發(fā)，幾乎是JAVA開發(fā)最重要的第三方工具。正如Martin Fowler
所說(shuō)，“在軟件開發(fā)領(lǐng)域，從來(lái)就沒(méi)有如此少的代碼起到了如此重要的作用“。由于JUnit，JAVA代碼變得更健壯，更可靠，BUG也比以前更少。由于JUnit
(由Smalltalk's的SUnit得來(lái)) 的出現(xiàn)，隨后產(chǎn)生了許多xUnit的測(cè)試工具，如nUnit (.NET), pyUnit (Python),
CppUnit (C++), dUnit (Delphi) 和其它不同平臺(tái)及語(yǔ)言的測(cè)試相關(guān)的工具。
雖然JUnit也只是一個(gè)工具，但其產(chǎn)生的思想和技術(shù)卻較其架構(gòu)更意義重大。單元測(cè)試，測(cè)試先行的編程方式，測(cè)試驅(qū)動(dòng)的開發(fā)方式，并非必須由JUNIT實(shí)現(xiàn)，也不一定要用SWing實(shí)現(xiàn)GUI界面。JUNIT最近的一次更新是在三年前，但它比其它大多數(shù)有BUG的框架都要健壯，更重要的是，JAVA一直在改進(jìn)。現(xiàn)在JAVA支持泛型，枚舉，可變長(zhǎng)度參數(shù)，以及標(biāo)記語(yǔ)言（開創(chuàng)了開發(fā)可重用框架的新局面）。
JUnit's的停滯不前使得那些想要變革的開發(fā)人員換其它測(cè)試工具．挑戰(zhàn)者有Bill Venners的Artima SuiteRunner和Cedric
Beust的TestNG．這些工具庫(kù)雖然有值得推薦的功能，但沒(méi)有任何一款的地位能與JUNIT相比，沒(méi)有任何一款工具被其它業(yè)界產(chǎn)品如Ant, Maven,
Eclipse廣泛支持．因此Beck
和Gamma雙開始利用JAVA5的新特性來(lái)開發(fā)新版的JUNIT，目的是利用JAVA5中的標(biāo)記特性使得單元測(cè)試開發(fā)更容易。Beck說(shuō)：“JUNIT4的主要目的是通過(guò)簡(jiǎn)化JUNIT的使用鼓勵(lì)更多的開發(fā)人員寫更多的測(cè)試”。雖然會(huì)與以前的版本兼容，但JUNIT4與從JUNIT1.0就開始的版本相比會(huì)有一個(gè)非常大的變化．
注意: 修改基本框架是一把雙刃劍，雖然JUNIT4的目的是清晰的，但細(xì)節(jié)仍有許多不同，因此本文只是一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，并不是最終文檔．
測(cè)試方法
以前所有版本的JUNIT都使用命名機(jī)制和反射來(lái)定位測(cè)試，下面的代碼測(cè)試1+1= 2：
import junit.framework.TestCase;
public class AdditionTest extends TestCase {
private int x = 1;
private int y = 1;
public void testAddition() {
int z = x + y;
assertEquals(2, z);
}
}
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而在JUNIT 4中，測(cè)試方法由@Test 標(biāo)記說(shuō)明，如下：
import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class AdditionTest extends TestCase {
private int x = 1;
private int y = 1;
@Test public void testAddition() {
int z = x + y;
assertEquals(2, z);
}
}
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使用標(biāo)記的好處是你不用將所有測(cè)試方法命名為 testFoo(), testBar()等等以"test"開頭的方法，下面的方法也同樣可以工作：
import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class AdditionTest extends TestCase {
private int x = 1;
private int y = 1;
@Test public void additionTest() {
int z = x + y;
assertEquals(2, z);
}
}
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下面的代碼也同樣正確：
import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class AdditionTest extends TestCase {
private int x = 1;
private int y = 1;
@Test public void addition() {
int z = x + y;
assertEquals(2, z);
}
}
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這種命名機(jī)制最大的優(yōu)點(diǎn)是更適合你的待測(cè)試類或方法名稱，例如，你可以使用ListTEst.contains()測(cè)試 List.contains();使用ListTest.addAll()測(cè)試
List.add()等等．
TestCase還可以繼續(xù)使用，但你沒(méi)有必須再擴(kuò)展為子類，只要你聲明了@Test，你可以將測(cè)試方法放在任何類中，當(dāng)然如要訪問(wèn)assert等方法，你必須要引用junit.Assert類，如下：
import org.junit.Assert;
public class AdditionTest {
private int x = 1;
private int y = 1;
@Test public void addition() {
int z = x + y;
Assert.assertEquals(2, z);
}
}
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你也可以使用JDK5中的新特性(static import)使得跟以前版本一樣簡(jiǎn)單：
import static org.junit.Assert.assertEquals;
public class AdditionTest {
private int x = 1;
private int y = 1;
@Test public void addition() {
int z = x + y;
assertEquals(2, z);
}
}
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這種方法測(cè)試受保護(hù)的方法非常容易，因?yàn)槟憧梢栽跍y(cè)試類中繼承有受保護(hù)方法的類．
SetUp 和TearDown
JUnit 3 中test runners 會(huì)在每個(gè)測(cè)試之前自動(dòng)調(diào)用 setUp()方法。此方法主要用于初始化變量，打開日志，重置環(huán)境變量等。下面是XOM's
XSLTransformTest中的 setUp()方法：
protected void setUp() {
System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
inputDir = new File("data");
inputDir = new File(inputDir, "xslt");
inputDir = new File(inputDir, "input");
}
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在JUnit 4中，你仍然可以在每個(gè)測(cè)試前初始化變量和配置環(huán)境,，然而，這些操作可以不用在Setup()中完成，你可以在初始化方法前面添加@Beforer
來(lái)表示，如下：
@Before protected void initialize() {
System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
inputDir = new File("data");
inputDir = new File(inputDir, "xslt");
inputDir = new File(inputDir, "input");
}
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你也可以有多個(gè)方法標(biāo)記有＠Before，所有方法都會(huì)在每個(gè)測(cè)試之前執(zhí)行：
@Before protected void findTestDataDirectory() {
inputDir = new File("data");
inputDir = new File(inputDir, "xslt");
inputDir = new File(inputDir, "input");
}
@Before protected void redirectStderr() {
System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
}
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清除環(huán)境與JUNIT3 差不多，在JUNIT3中使用 tearDown()方法，下面的代碼是結(jié)束測(cè)試時(shí)回收內(nèi)存：
protected void tearDown() {
doc = null;
System.gc();
}
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在JUnit 4中，你還可以使用@After標(biāo)記來(lái)說(shuō)明：
@After protected void disposeDocument() {
doc = null;
System.gc();
}
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與 @Before一樣，你也可以有多個(gè)標(biāo)記有 @After的清除方法，每個(gè)都會(huì)在執(zhí)行完每個(gè)測(cè)試后執(zhí)行。
最后，你不需要在父類中明確調(diào)用這些初始化或清除方法．test
runner會(huì)自動(dòng)調(diào)用這些標(biāo)記的方法．子類中的@Before方法在父類的@Before方法之后執(zhí)行（這與構(gòu)造函數(shù)的執(zhí)行順序一樣），而@After方法剛好相反，子類中的@After方法先執(zhí)行．然而，多個(gè)@Before和@After方法的執(zhí)行順序就是未知的．
測(cè)試集范圍的初始化
JUnit
4中引入了一項(xiàng)JUNIT3沒(méi)有的新特性，類級(jí)別的setUp()和tearDown()，即在一個(gè)類的所有測(cè)試前執(zhí)行初始化，并在所有測(cè)試完成后執(zhí)行清除。
例如，一個(gè)測(cè)試類中的每個(gè)測(cè)試都要用到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接或網(wǎng)絡(luò)連接，或其它很耗資源初始化或釋放的資源，用不著在每個(gè)測(cè)試方法前后進(jìn)行操作，而只需要在測(cè)試類開始前后執(zhí)行即可。下面的示例是使用第三方的庫(kù)進(jìn)行錯(cuò)誤，在執(zhí)行所有測(cè)試前將錯(cuò)誤先重定向到非標(biāo)準(zhǔn)輸出，然后在所有測(cè)試結(jié)束后再輸出到需要的地方，這樣就不會(huì)影響到測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生的其它信息。
// This class tests a lot of error conditions, which
// Xalan annoyingly logs to System.err. This hides System.err
// before each test and restores it after each test.
private PrintStream systemErr;
@BeforeClass protected void redirectStderr() {
systemErr = System.err; // Hold on to the original value
System.setErr(new PrintStream(new ByteArrayOutputStream()));
}
@AfterClass protected void tearDown() {
// restore the original value
System.setErr(systemErr);
}
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上面的操作沒(méi)有必須在每個(gè)測(cè)試前后執(zhí)行。然而要注意的是，這種方法可能影響測(cè)試間的結(jié)果，如果一個(gè)測(cè)試改變了初始化的對(duì)象，而這個(gè)對(duì)象可能是其它測(cè)試的輸入，那么測(cè)試的結(jié)果可能不正確，這種方法將依賴測(cè)試的順序并可能引入BUG。當(dāng)優(yōu)化測(cè)試性能，并且當(dāng)你改進(jìn)了配置和基準(zhǔn)測(cè)試后而仍然很慢時(shí)，如數(shù)據(jù)庫(kù)連接或網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，你才需要考慮使用這種方法。只有這樣，你才能每天執(zhí)行多次測(cè)試。
異常測(cè)試
異常測(cè)試是JUNIT4中的最大的改進(jìn)，以前異常測(cè)試是通過(guò)try catch實(shí)現(xiàn)，當(dāng)拋出異常時(shí)，在try的最后添加一條fail()語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)．如下：
public void testDivisionByZero() {
try {
int n = 2 / 0;
fail("Divided by zero!");
}
catch (ArithmeticException success) {
assertNotNull(success.getMessage());
}
}
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這種方法不僅難看，而且造成無(wú)論成功或失敗，代碼覆蓋工具都不能執(zhí)行某些代碼．而在JUnit 4中，你可以在要拋出異常的代碼中添加標(biāo)記來(lái)聲明一個(gè)異常是期望的：
@Test(expected=ArithmeticException.class) public void divideByZero() {
int n = 2 / 0;
}
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如果沒(méi)有異常拋出，上面的測(cè)試則會(huì)失敗，如果你想知道異常的詳細(xì)信息或其它情況，你還是要使用try catch才行
需要忽略的測(cè)試
也許你有些測(cè)試需要很長(zhǎng)時(shí)間才能執(zhí)行完成，并非是這個(gè)測(cè)試應(yīng)該跑得快，而是它做的很復(fù)雜和很慢的工作造成的．如訪問(wèn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，需要很久才能有反饋．如果你不想讓這種測(cè)試破壞你整個(gè)測(cè)試過(guò)程，你可能想跳過(guò)這個(gè)測(cè)試．當(dāng)然也有可能某個(gè)測(cè)試超出控制范圍而失敗．如W3C
XInclude測(cè)試集中自動(dòng)識(shí)別一些JAVA不支持的Unicode代碼．為了防止這些測(cè)試總是通不過(guò)，可以使用標(biāo)記 @Ignore跳過(guò)這些測(cè)，如下：
// Java doesn't yet support the UTF-32BE and UTF32LE encodings
@Ignore public void testUTF32BE()
throws ParsingException, IOException, XIncludeException {
File input = new File(
"data/xinclude/input/UTF32BE.xml"
);
Document doc = builder.build(input);
Document result = XIncluder.resolve(doc);
Document expectedResult = builder.build(
new File(outputDir, "UTF32BE.xml")
);
assertEquals(expectedResult, result);
}
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test runner不會(huì)執(zhí)行這些測(cè)試，但會(huì)說(shuō)明這些測(cè)試被跳過(guò)了。在命令行測(cè)試界面中，字母“I”會(huì)表示測(cè)試跳過(guò)，或“E”表示測(cè)試失敗，而不是用點(diǎn)”."表示成功．
$ java -classpath .:junit.jar org.junit.runner.JUnitCore nu.xom.tests.XIncludeTest
JUnit version 4.0rc1
.....I..
Time: 1.149
OK (7 tests)
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要注意的是，假設(shè)這些測(cè)試由于某種理由放在最開始，如果你以后一直忽略這些測(cè)試，那些需要被測(cè)試的代碼可能有問(wèn)題而不會(huì)被檢測(cè)到。因此忽略測(cè)試只是一個(gè)臨時(shí)解決方法，并不是一個(gè)解決任何問(wèn)題的真正辦法。
時(shí)間測(cè)試
性能測(cè)試是單元測(cè)試中最頭疼的問(wèn)題，JUnit 4也未完全解決此問(wèn)題，
你可以在JUNIT4的測(cè)試方法中添加一個(gè)時(shí)間參數(shù)。如果測(cè)試時(shí)間超過(guò)參數(shù)，則測(cè)試失敗。如下，如果測(cè)試時(shí)間超過(guò)0.5秒，則此測(cè)試失敗：
@Test(timeout=500) public void retrieveAllElementsInDocument() {
doc.query("http://*");
}
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除基準(zhǔn)性能測(cè)試外，時(shí)間測(cè)試在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方面也很有用．如果一個(gè)遠(yuǎn)端的主機(jī)或數(shù)據(jù)當(dāng)?shù)艋蛱憧梢蕴^(guò)此測(cè)試而不用阻塞在這里，好的測(cè)試集可以在作了一些改動(dòng)后很快的一遍一遍的執(zhí)行，可能一天數(shù)十次．設(shè)置一個(gè)超時(shí)讓測(cè)試更快的執(zhí)行，下面的示例中如果分析http://www.ibiblio.org/xml
的時(shí)間超過(guò)２秒，則測(cè)試失敗．
@Test(timeout=2000)
public void remoteBaseRelativeResolutionWithDirectory()
throws IOException, ParsingException {
builder.build("http://www.ibiblio.org/xml");
}
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新的斷言
JUnit 4 增加了兩上斷文方法用于比較數(shù)組：
public static void assertEquals(Object[] expected, Object[] actual)
public static void assertEquals(String message, Object[] expected,
Object[] actual)
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這兩個(gè)方法采用最直接方法比較，如果數(shù)組長(zhǎng)度相同，且每個(gè)對(duì)應(yīng)的元素相同，則比較成功，否則不成功．參數(shù)為空的情況也作了考慮．
需要補(bǔ)充的地方
JUnit 4是一個(gè)非常基本的框架，還不是以前版本的升級(jí)。JUNIT3的開發(fā)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)有些功能沒(méi)有。
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最大的特點(diǎn)就是沒(méi)有GUI測(cè)試界面，當(dāng)測(cè)試正確時(shí)是綠色條，而出錯(cuò)時(shí)紅色的，你也可以在Eclipse中集成JUNIT使用，但JUNIT4既沒(méi)有AWT也沒(méi)有SWING的GUI測(cè)試界面；
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另一個(gè)讓人吃驚的是失敗（期望錯(cuò)誤）和錯(cuò)誤（未預(yù)計(jì)的異常錯(cuò)誤）沒(méi)有明顯區(qū)別，在JUNIT3中開發(fā)人員可以區(qū)分這兩種情況，而在JUNIT4中不行；
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最后一個(gè)特點(diǎn)是JUNIT中沒(méi)有用于建立一堆測(cè)試類的
suite()方法，取而代之的是，采用變長(zhǎng)參數(shù)傳遞未知數(shù)量的測(cè)試給test
runner。
沒(méi)有GUI測(cè)試界面的確不方便，但其它改變簡(jiǎn)化了JUNIT的使用，從當(dāng)前JUNIT的操作手冊(cè)和FAQ的數(shù)量就知道，而JUNIT4的文檔將不會(huì)需要這么多。
編譯和運(yùn)行JUnit 4
現(xiàn)在JUnit 4還沒(méi)有發(fā)布編譯版本，如果想體驗(yàn)版本的樂(lè)趣，則需要從CVS中獲取源代碼。分支標(biāo)簽是"Version4" (see
Resources ).要注意的是大部分文檔是根據(jù)JUNIT3編寫的，還未同步更新。需要Java 5才能編譯JUnit
4，因?yàn)榇罅渴褂昧藰?biāo)記，泛型其其它JDK5中的新特性。
執(zhí)行測(cè)試的命令行方式與JUNIT3有點(diǎn)區(qū)別，你現(xiàn)在要使用 org.junit.runner.JUnitCore 類進(jìn)行測(cè)試，如下：
$ java -classpath .:junit.jar org.junit.runner.JUnitCore
TestA TestB TestC...
JUnit version 4.0rc1
Time: 0.003
OK (0 tests)
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兼容性
Beck 和Gamma在努力保持后向和前向兼容性。JUnit 4可以直接運(yùn)行根據(jù)JUNIT3編寫的測(cè)試類，而不用任何修改，直接將各測(cè)試類的全名傳遞給test
runner即可．test runner會(huì)根據(jù)不同的測(cè)試類調(diào)用不同的測(cè)試框架版本．
后向兼容性有點(diǎn)麻煩，即在JUNIT3中執(zhí)行根據(jù)JUNIT4寫的測(cè)試類，之所以要這樣是因?yàn)樵谝粋€(gè)集成環(huán)境如Ecplise中，不需要升級(jí)到JUNIT4也可以測(cè)試JUNIT4的測(cè)試類，從而避免工具IDE的升級(jí)。為了讓JUNIT4的測(cè)試類在JUNI3中能執(zhí)行，你需要一個(gè)適配類JUnit4TestAdapter封裝JUNIT3的測(cè)試類，如下代碼：
public static junit.framework.Test suite() {
return new JUnit4TestAdapter(AssertionTest.class);
}
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而JAVA方面，JUNIT4一點(diǎn)兼容性都沒(méi)有，因?yàn)橥耆蕾囉贘DK5的新特性，因此不可能在JAVA1.4上面執(zhí)行JUNIT4。
還有...
JUnit 4遠(yuǎn)未結(jié)束，還有許多需要補(bǔ)充，如文檔，現(xiàn)在不推薦將以前的測(cè)試類升級(jí)到JUNIT4。當(dāng)然JUNIT4的開發(fā)速度很快，其計(jì)劃也很快會(huì)實(shí)現(xiàn)，JAVA1.4的開發(fā)人員仍然可以使用JUNIT3.8，而使用JAVA5的人員可以考慮是否采用JUNIT4了，因?yàn)樵谔匦陨细m合。
資源
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Pragmatic
Unit Testing in Java with JUnit (Andy Hunt and Dave Thomas,
Pragmatic Programmers, 2003): An excellent introduction to unit testing.
-
JUnit
Recipes: Practical Methods for Programmer Testing (J. B.
Rainsberger, Manning, 2004): One of the most widely cited and referenced books
on JUnit.
-
TestNG: Cedric Beust's framework
pioneered the annotation based testing style now used in JUnit 4.
-
"TestNG makes
Java unit testing a breeze" (Filippo Diotalevi, developerWorks, January
2005): An introduction to TestNG.
-
"Incremental development
with Ant and JUnit" (Malcolm Davis, developerWorks, November 2000):
Explores the benefits of unit testing, in particular using Ant and JUnit, with
code samples.
-
"Demystifying
Extreme Programming: Test-driven programming" (Roy Miller,
developerWorks, April 2003): Find out how test-driven programming can
revolutionize your productivity and quality as a programmer, and learn the
mechanics of writing tests.
-
"Keeping
critters out of your code" (David Carew, et. al., developerWorks, June
2003): Learn how you can use JUnit in conjunction with WebSphere Application
Developer.
-
"Measure test
coverage with Cobertura" (Elliotte Rusty Harold, developerWorks, May
2005): Learn to identify untested code and locate bugs with this handy open
source tool.
下載測(cè)試版本
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JUnit 4: Download the newest version of JUnit the SourceForge CVS
repository; be sure to use the branch tag "Version4."
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