如何写好单元测试?

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摘要单元测试的好处到底有哪些?每次单测启动应用,太耗时,怎么办?二方三方接口可能存在日常没法用,只能上预发 正式的情况,上预发测低效如何处理?本文分享三个单元测试神器及相关经验总结。

如何写好单元测试?插图

阿里妹导读:单元测试的好处到底有哪些?每次单测启动应用,太耗时,怎么办?二方三方接口可能存在日常没法用,只能上预发/正式的情况,上预发测低效如何处理?本文分享三个单元测试神器及相关经验总结。文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

一 首先什么是好代码?文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

如何写好单元测试?插图1
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Q1:好代码应具备可读性,可测试性,可扩展性等等,那么如何写出好代码?文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

A:设计思想 & 编码规范。文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

二 设计思想&设计原则&设计模式文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

1 设计原则(S.O.L.I.D)文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

SRP 单一职责原则文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

  • 软件模块应该只有一个被修改的理由。在大多数情况下,编写Java代码时都会将单一职责原则应用于类。单一职责原则可被视为使封装工作达到最佳状态的良好实践。更改的理由是:需要修改代码。
  • 单一原则,类、方法只干一件事。

OCP 开闭原则文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

  • 模块、类和函数应该对扩展开放,对修改关闭。
  • 通过继承和多态扩展来添加新功能。开闭原则是最重要的设计原则之一,是大多数设计模式的基础。
  • 软件建设一个复杂的结构,当我们完成其中的一部分,就应该不要修改它,而是在其基础上继续建设。

LSP 里式替换原则文章源自玩技e族-https://www.playezu.com/185214.html

  • 在设计模块和类时,必须确保派生类型从行为的角度来看是可替代的。
  • 使用父类的地方都可以用子类替代。
    • 父类最好为抽象类。
    • 子类可实现父类的非抽象方法,尽量不要覆盖重写已实现的方法。
    • 子类可写自身的方法,有自身的特性,在父类的基础上扩建。
    • 子类覆盖重写父类方法时,方法的前置条件(即方法的形参)要比父类方法的输入参数更宽松,后置条件(返回值)要更严格。

ISP 接口隔离原则

  • 减少了代码耦合,使软件更健壮,更易于维护和扩展。
  • 客户端不应该依赖它所不需要的接口。

DIP 依赖倒置原则

  • 高级模块不应该依赖低级模块,两者都应该依赖抽象。
  • 抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。

DRY 原则、KISS 原则、YAGNI 原则、LOD 法则

  • DRY:不要干重复的事儿。
  • KISS:不要干复杂的事儿,思从深而行从简。
  • YAGNI:不要干不需要的事儿,尺度把握尤为重要,超越尺度则会有过度设计之嫌。
  • LOD:最小依赖。

设计模式

设计模式最重要的点还是在于解耦和复用,创建型模式将创建代码与使用代码解耦,结构型模式是将功能代码解耦,行为型模式将行为代码解耦,最终达到高内聚,松耦合的目标,设计模式体现了设计原则。

附:我们经常说的“高内聚 松耦合”究竟什么是高内聚,什么是松耦合?

  • 高内聚:相近功能放在同一类中,相近功能往往会被同时修改,放到同一个类中在修改时,代码更易维护(指导类本身的设计)
  • 松耦合:类与类之间的依赖关系简单清晰,一个类的代码改动不会或者很少导致依赖类的代码修改(指导类间依赖关系设计)

Q2: 那么如何验证代码是好代码呢?

A: CR & 单测(下面进入正题^_^)

三 什么是单测?

单元测试(unit testing),指由开发人员对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。对于单元测试中单元的含义,一般来说,要根据实际情况去判定其具体含义,如C语言中单元指一个函数,Java里单元指一个类,图形化的软件中可以指一个窗口或一个菜单等。总的来说,单元就是人为规定的最小的被测功能模块。单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动,软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。

来源:https://baike.baidu.com/item/单元测试

四 为什么要写单测?

1 异(che)常(huo)场(xian)景(chang)

相信大家肯定遇到过以下几种情况:

  • 测试环境没问题,线上怎么就不行。
  • 所有异常捕获,一切尽在掌控(你以为你以为的是你以为的)。
  • 祖传代码,改个小功能(只有上帝知道)。
  • .....

要想故障出的少,还得单测好好搞。

2 优点

提高代码正确性

  • 流程判读符合预期,按照步骤运行,逻辑正确。
  • 执行结果符合预期,代码执行后,结果正确。
  • 异常输出符合预期,执行异常或者错误,超越程序边界,保护自身。
  • 代码质量符合预期,效率,响应时间,资源消耗等。

发现设计问题

  • 代码可测性差
  • 方法封装不合理
  • 流程不合理
  • 设计漏洞等

提升代码可读性

  • 易写单测的方法一定是简单好理解的,可读性是高的,反之难写的单测代码是复杂的,可读性差的。

顺便微重构

  • 如设计不合理可微重构,保证代码的可读性以及健壮性。

提升开发人员自信心

  • 经过单元测试,能让程序员对自己的代码质量更有信心,对实现方式记忆更深。

启动速度,提升效率

不用重复启动Pandora容器,浪费大量时间在容器启动上,方便逻辑验证。

场景保存(多场景)

  • 在HSF控制台中只能保存一套参数,而单测可保存多套参数,覆盖各个场景,多条分支,就是一个个测试用例。

CodeReview时作为重点CR的地方

好的单测可作为指导文档,方便使用者使用及阅读

  • 写起来,相信你会发现更多单测带来的价值。

3 举个小例子

改动前:OSS文件夹概念是通过文件名创建的,下面改动前的方法入参是File,该方法可以正常使用,但是在写单测的时候,我发现使用文件有两个成本:

  • 必须要有默认文件。
  • 要编写获取文件的路径的方法。

坑:本地获取的路径与在容器获取的路径是不一致的,复杂度明显增高。

如何写好单元测试?插图2

改动后:将入参file修改为inputStream,这样便可省去创建文件以及编写获取获取文件路径方法,同时还避免了获取路径的坑,一举两得,也通过单测找到了代码设计不合理之处。

如何写好单元测试?插图3

4 还想再举一个

以下这个方法先不说可读性问题,单从编写单测来验证逻辑是否正确,在写单测时需要:

  • 构造sourceInfos列表
  • 构造String数组
  • 构造map对象
  • 构造List
  • 构造User 对象

显然这个方法是非常复杂的,但是逻辑就是得到一个指定长度列表。

如何写好单元测试?插图4

改动后:将入参改为List sourceInfos, int pageSize, String aliuid,将String[]改为SourceInfo,提升代码可读性,否则无从得知s[0]表示什么,s[1]表示什么,在写单测时需要:

  • 构造List列表
  • 构造SourceInfo对象

经过改造,可测试性、可读性均有提升,另外在这个例子中其实user对象只使用了aliuid,无需传入整个对象,遵循KISS原则。

如何写好单元测试?插图5

五 如何写好单测?

1 工具

工欲善其事必先利其器,抗拒写单测的其中最主要的一个原因就是没有神器在手!

Fast-tester

每次启动应用动辄就是几分钟起,想要测试一个方法,上个厕所回来可能应用还没启动,如此低效,怎么愿意去写,fast_tester只需要启动应用一次(tip: 添加注解及测试方法需要重新启动应用),支持测试代码热更新,后续可随意编写测试方法,一个字“秀”!

使用方式:

(1)需要引入jar包

  1. <dependency>
  2. <groupId>com.alibaba</groupId>
  3. <artifactId>fast-tester</artifactId>
  4. <version>1.3</version>
  5. <scope>test</scope>
  6. </dependency>

(2)在test的package下创建TestApplication

如何写好单元测试?插图6

如何写好单元测试?插图7

(3)编写需要依赖pandora容器的case

如何写好单元测试?插图8

如何写好单元测试?插图9

如何写好单元测试?插图10

(4)启动TestApplication,输入对应类名,选择要执行的相应方法即可(切换测试类,直接重新输入类路径(包名+文件名)即可,原理还是反射)。

如何写好单元测试?插图11

Tip:如果service注解失败,检查测试包的层级,例如:

如何写好单元测试?插图12

Junit

JUnit是一个Java语言的单元测试框架, Junit测试是程序员测试,即所谓白盒测试,因为程序员知道被测试的软件如何(How)完成功能和完成什么样(What)的功能。继承TestCase类,就可以用Junit进行自动测试。

来源:https://baike.baidu.com/item/白盒测试

使用方式:

(1)私有方法测试

如何写好单元测试?插图13

(2)相关测试注解如@Ignore使用,相关属性如timeout测试接口性能、expected异常期望返回结果使用,测试全部测试方法等。


如何写好单元测试?插图14

如何写好单元测试?插图15

详细使用文档见:https://wiki.jikexueyuan.com/project/junit/environment-setup.html

Mockito

Mockito是一个针对Java的mocking框架,主要作用mock请求及返回值。

Mockito可以隔离类之间的相互依赖,做到真正的方法级别单测。

使用方式:

(1)需要引入jar包

如何写好单元测试?插图16

(2)编写测试代码(例子)

需要测试的方法中调用了二方/三方接口,而接口无测试环境,为了测试方法逻辑,可以模拟接口返回结果(对原先代码无侵入),达到应用内测试闭环。

tip:mock数据并非真正的返回值,需要注意返回的结果类型,字符串长度等,防止出现转化,入库字段超长等问题。

如何写好单元测试?插图17

如何写好单元测试?插图18
如何写好单元测试?插图19

如何写好单元测试?插图20

Mockito的功能非常多,可以验证行为,做测试桩,匹配参数,验证调用次数和执行顺序等等,在这不一一枚举了,更多详细使用可见文档:https://github.com/hehonghui/mockito-doc-zh

2 覆盖率

覆盖率是度量测试完整性的一个手段,是测试有效性的一个度量。

覆盖率准则

  • 函式覆盖率(Function coverage):有呼叫到程式中的每一个函式(或副程式)吗?
  • 指令覆盖率(Statement coverage):若用控制流图(英语:control flow graph)表示程式,有执行到控制流图中的每一个节点吗?
  • 判断覆盖率(Decision coverage):(和分支覆盖率不同)若用控制流图表示程式,有执行到控制流图中的每一个边吗?例如控制结构中所有IF指令都有执行到逻辑运算式成立及不成立的情形吗?
  • 条件覆盖率(Condition coverage):也称为谓词覆盖(predicate coverage),每一个逻辑运算式中的每一个条件(无法再分解的逻辑运算式)是否都有执行到成立及不成立的情形吗?条件覆盖率成立不表示判断覆盖率一定成立。
  • 条件/判断覆盖率(Condition/decision coverage):需同时满足判断覆盖率和条件覆盖率。

场景总结

  • 必要的
  • 复杂的
  • 重要的
  • 不写无用的

具体还需自己判断,但是要避免过度自信。

覆盖率要求

是否覆盖率越高越好?回归根本,我们写单测的意义最重要的一点是为了保证代码的正确性,如果我们把复杂的、重要的、必要的测试覆盖到,即可保证应用的正确性,例如set、get方法,完全没有必要写单测,不必为了追求覆盖率而刻意写单测,尺度这个东西,无论何时何事都是要有分寸的。躬身入局,写起来,会慢慢找到节奏的。

3 思想

测试工具是神兵利器,设计原则是内功心法,设计原则作为编写代码的指导思想,单元测试作为验证代码好坏的有效途径,共同推动代码演进。

6 最后

影响单测落地的原因:

  • 团队无单测习惯,个人是否follow
  • 业务压力大,觉得写单测耗时
  • 觉得可有可无
  • 单测是一个程序员的自我修养
 
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