1.概述

在CI/CD流程中，测试自动化是不可或缺的一环。自动化测试可以迅速反馈集成后的代码是否能够正常工作，它是实现CI/CD的基础。没有自动化测试，CI/CD流程将无法高效运行，因为手动测试无法满足快速迭代的需求。

Spring Test与JUnit等其他测试框架结合起来，提供了便捷高效的测试手段。而Spring Boot Test 是在Spring Test之上的再次封装，增加了切片测试，增强了mock能力。
整体上，Spring Boot Test支持的测试种类，大致可以分为如下三类：

  • 单元测试：一般面向方法，编写一般业务代码时，测试成本较大。涉及到的注解有@Test。
  • 切片测试：一般面向难于测试的边界功能，介于单元测试和功能测试之间。涉及到的注解有@RunWith @WebMvcTest等。
  • 功能测试：一般面向某个完整的业务功能，同时也可以使用切面测试中的mock能力，推荐使用。涉及到的注解有@RunWith
    @SpringBootTest等。

功能测试过程中的几个关键要素及支撑方式如下：

  • 测试运行环境：通过@RunWith 和 @SpringBootTest启动spring容器。
  • mock能力：Mockito提供了强大mock功能。
  • 断言能力：AssertJ、Hamcrest、JsonPath提供了强大的断言能力。

2.详细描述

添加依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
一旦依赖了spring-boot-starter-test，下面这些类库将被一同依赖进去：

  • JUnit：java测试事实上的标准，默认依赖版本是4.12（JUnit5和JUnit4差别比较大，集成方式有不同）。
  • Spring Test & Spring Boot Test：Spring的测试支持。
  • AssertJ：提供了流式的断言方式。
  • Hamcrest：提供了丰富的matcher。
  • Mockito：mock框架，可以按类型创建mock对象，可以根据方法参数指定特定的响应，也支持对于mock调用过程的断言。
  • JSONassert：为JSON提供了断言功能。
  • JsonPath：为JSON提供了XPATH功能。

image.png

1.单元测试


public class ControllerTest {
    @Test
    void exampleTest() throws Exception {
            assertThat(1).isEqualTo(1);
    }
}

@RunWith是Junit4提供的注解，将Spring和Junit链接了起来。假如使用Junit5，不再需要使用。
@ExtendWith注解，@SpringBootTest和其它@*Test默认已经包含了该注解。
@SpringBootTest替代了spring-test中的@ContextConfiguration注解，目的是加载ApplicationContext，启动spring容器。
使用@SpringBootTest时并没有像@ContextConfiguration一样显示指定locations或classes属性，原因在于@SpringBootTest注解会自动检索程序的配置文件，检索顺序是从当前包开始，逐级向上查找被@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration注解的类。

单元测试具体讲就是测试单个方法。可以new 对象，也可以从Spring容器中拿对象。@*Test主要定义了容器的加载方式。跟是否是单元测试、集成测试、功能测试没有关系。具体看测试内容是否符合测试类型的定义。

2.切片测试

所谓切片测试，官网文档称为 “slice” of your application，实际上是对一些特定组件的称呼。这里的slice并非单独的类（毕竟普通类只需要基于JUnit的单元测试即可），而是介于单元测试和集成测试中间的范围。
slice是指一些在特定环境下才能执行的模块，比如MVC中的Controller、JDBC数据库访问、Redis客户端等，这些模块大多脱离特定环境后不能独立运行，假如spring没有为此提供测试支持，开发者只能启动完整服务对这些模块进行测试，这在一些复杂的系统中非常不方便，所以spring为这些模块提供了测试支持，使开发者有能力单独对这些模块进行测试。
通过@*Test开启具体模块的测试支持，开启后spring仅加载相关的bean，无关内容不会被加载。
使用@WebMvcTest用来校验controllers是否正常工作的示例：

@WebMvcTest(IndexController.class)
public class SpringBootTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;
    @Test
    public void testExample() throws Exception {
        //groupManager访问路径
        //param传入参数
        MvcResult result=mvc.perform(MockMvcRequestBuilders.post("/groupManager").param("pageNum","1").param("pageSize","10")).andReturn();
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        String content = response.getContentAsString();
        List<JtInfoDto> jtInfoDtoList = GsonUtils.toObjects(content, new TypeToken<List<JtInfoDto>>() {}.getType());
        for(JtInfoDto infoDto : jtInfoDtoList){
            System.out.println(infoDto.getJtCode());
        }

    }
}

使用@WebMvcTest和MockMvc搭配使用，可以在不启动web容器的情况下，对Controller进行测试（注意：仅仅只是对controller进行简单的测试，如果Controller中依赖用@Autowired注入的service、dao等则不能这样测试）。

  1. 这个注解仅用于Controller层的单元测试。默认情况下会仅实例化所有的Controller，可以通过指定单个Controller的方式实现对单个Controller的测试。
  2. 同时，如果被测试的Controller依赖Service的话，需要对该Service进行mock,如使用@MockBean
  3. 该注解的定义中还包括了@AutoConfigureMockMvc注解，因此，可以直接使用MockMvc对被测controller发起http请求。当然这过程中是不会产生真实的网络流量的

切片测试是SpringBoot Test提出的概念。主要是为了方便测试一些组件。至于是单元测试、集成测试还得看具体的实现。将之前不容易测试的组件分别进行了一些处理，方便写测试。

3.功能测试（集成测试）

一般情况下，使用@SpringBootTest后，Spring将加载所有被管理的bean，基本等同于启动了整个服务，此时便可以开始功能测试。
由于web服务是最常见的服务，且我们对于web服务的测试有一些特殊的期望，所以@SpringBootTest注解中，给出了webEnvironment参数指定了web的environment，该参数的值一共有四个可选值：

  • MOCK：此值为默认值，该类型提供一个mock环境，可以和@AutoConfigureMockMvc或@AutoConfigureWebTestClient搭配使用，开启Mock相关的功能。注意此时内嵌的服务（servlet容器）并没有真正启动，也不会监听web服务端口。
  • RANDOM_PORT：启动一个真实的web服务，监听一个随机端口。
  • DEFINED_PORT：启动一个真实的web服务，监听一个定义好的端口（从application.properties读取）。
  • NONE：启动一个非web的ApplicationContext，既不提供mock环境，也不提供真实的web服务。

注：如果当前服务的classpath中没有包含web相关的依赖，spring将启动一个非web的ApplicationContext，此时的webEnvironment就没有什么意义了。

@SpringBootTest
@AutoConfigureMockMvc
public class ControllerTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;
    @Test
    void exampleTest() throws Exception {
        MvcResult result = mvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get("/*/*").param("param1", "1").header(AuthConstants.AUTHORIZATION_KEY, "***")).andReturn();
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        String content = response.getContentAsString();
        Result result1 = JSONObject.parseObject(content, Result.class);
        assertThat(result1.getCode()).isEqualTo(200);
    }
}

根据测试的定义，功能测试偏向于用户角度去验收功能，集成测试是不同的模块（服务）之间相互调用是否正确。都涉及到不同模块之间的调用。这里根据测试内容不同，都可以包括。

3.注解详解

1.从功能上讲，SpringBoot Test中的注解主要包含如下几类：

  • 配置类型：@TestConfiguration等，提供一些测试相关的配置入口。
  • mock类型：@MockBean 等，提供mock支持。
  • 启动测试类型：@SpringBootTest.以Test结尾的注解，具有加载applicationContext的能力。
  • 自动配置类型: @AutoConfigureJdbc 等，以AutoConfigure开头的注解，具有加载测试支持功能的能力。

1.配置类型的注解

  • @TestComponent：该注解是另一种@Component，在语义上用来指定某个Bean是专门用于测试的。该注解适用于测试代码和正式混合在一起时，不加载被该注解描述的Bean，使用不多。
  • @TestConfiguration：该注解是另一种@TestComponent，它用于补充额外的Bean或覆盖已存在的Bean。在不修改正式代码的前提下，使配置更加灵活。
  • @TypeExcludeFilters：用来排除@TestConfiguration和@TestComponent。适用于测试代码和正式代码混合的场景，使用不多。
  • @OverrideAutoConfiguration：可用于覆盖@EnableAutoConfiguration，与ImportAutoConfiguration结合使用，以限制所加载的自动配置类。在不修改正式代码的前提下，提供了修改配置自动配置类的能力。
  • @PropertyMapping：定义@AutoConfigure*注解中用到的变量名称，例如在@AutoConfigureMockMvc中定义名为spring.test.mockmvc.webclient.enabled的变量。一般不使用。

使用@SpringBootApplication启动测试或者生产代码，被@TestComponent描述的Bean会自动被排除掉。如果不是则需要向@SpringBootApplication添加TypeExcludeFilter。

2.mock类型的注解

  • @MockBean：用于mock指定的class或被注解的属性。
  • @MockBeans：使@MockBean支持在同一类型或属性上多次出现。
  • @SpyBean：用于spy指定的class或被注解的属性。
  • @SpyBeans：使@SpyBean支持在同一类型或属性上多次出现

@MockBean和@SpyBean这两个注解，在mockito框架中本来已经存在，且功能基本相同。Spring Boot Test又定义一份重复的注解，目的在于使MockBean和SpyBean被ApplicationContext管理，从而方便使用。
MockBean和SpyBean功能非常相似，都能模拟方法的各种行为。不同之处在于MockBean是全新的对象，跟正式对象没有关系；而SpyBean与正式对象紧密联系，可以模拟正式对象的部分方法，没有被模拟的方法仍然可以运行正式代码。

3.自动配置类型的注解（@AutoConfigure*）

  • @AutoConfigureJdbc 自动配置JDBC
  • @AutoConfigureCache 自动配置缓存
  • @AutoConfigureDataLdap 自动配置LDAP
  • @AutoConfigureJson 自动配置JSON
  • @AutoConfigureJsonTesters 自动配置JsonTester
  • @AutoConfigureDataJpa 自动配置JPA
  • @AutoConfigureTestEntityManager 自动配置TestEntityManager
  • @AutoConfigureRestDocs 自动配置Rest Docs
  • @AutoConfigureMockRestServiceServer 自动配置 MockRestServiceServer
  • @AutoConfigureWebClient 自动配置 WebClient
  • @AutoConfigureWebFlux 自动配置 WebFlux
  • @AutoConfigureWebTestClient 自动配置 WebTestClient
  • @AutoConfigureMockMvc 自动配置 MockMvc
  • @AutoConfigureWebMvc 自动配置WebMvc
  • @AutoConfigureDataNeo4j 自动配置 Neo4j
  • @AutoConfigureDataRedis 自动配置 Redis
  • @AutoConfigureJooq 自动配置 Jooq
  • @AutoConfigureTestDatabase 自动配置Test Database，可以使用内存数据库

这些注解可以搭配@*Test使用，用于开启在@*Test中未自动配置的功能。例如@SpringBootTest和@AutoConfigureMockMvc组合后，就可以注入org.springframework.test.web.servlet.MockMvc。
自动配置类型有两种方式：

  • 功能测试（即使用@SpringBootTest）时显示添加。
  • 一般在切片测试中被隐式使用，例如@WebMvcTest注解时，隐式添加了@AutoConfigureCache、@AutoConfigureWebMvc、@AutoConfigureMockMvc。

4. 启动测试类型的注解（@*Test）

所有的@*Test注解都被@BootstrapWith注解，它们可以启动ApplicationContext，是测试的入口，所有的测试类必须声明一个@*Test注解。

  • @SpringBootTest 自动侦测并加载@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration中的配置，默认web环境为MOCK，不监听任务端口
  • @DataRedisTest 测试对Redis操作，自动扫描被@RedisHash描述的类，并配置Spring Data Redis的库
  • @DataJpaTest 测试基于JPA的数据库操作，同时提供了TestEntityManager替代JPA的EntityManager
  • @DataJdbcTest 测试基于Spring Data JDBC的数据库操作
  • @JsonTest 测试JSON的序列化和反序列化
  • @WebMvcTest 测试Spring MVC中的controllers
  • @WebFluxTest 测试Spring WebFlux中的controllers
  • @RestClientTest 测试对REST客户端的操作
  • @DataLdapTest 测试对LDAP的操作
  • @DataMongoTest 测试对MongoDB的操作
  • @DataNeo4jTest 测试对Neo4j的操作

除了@SpringBootTest之外的注解都是用来进行切面测试的，他们会默认导入一些自动配。
一般情况下，推荐使用@SpringBootTest而非其它切片测试的注解，简单有效。若某次改动仅涉及特定切片，可以考虑使用切片测试。

@SpringBootTest
1.概述
  1. 这个注解用于集成测试，也就是默认会加载完整的Spring应用程序并注入所有所需的bean。一般会通过带有@SpringBootApplication的配置类来实现。
  2. 由于会加载整个应用到Spring容器中，整个启动过程是非常缓慢的（通常10+秒起步），一般会用于集成测试，可以使用TestRestTemplete或者MockMvc来发起请求并验证响应结果。
  3. SpringBootTest中的也可以使用Mockito等Mock工具来对某些bean进行mock，但是一般不会只对单个层进行测试，推荐用于单个应用的端到到集成测试。
  4. 如果涉及到第三方依赖，如数据库、服务间调用、Redis等，可以考虑服务虚拟化方案。
2.配置项如下
  • value 指定配置属性
  • properties 指定配置属性，和value意义相同
  • classes 指定配置类，等同于@ContextConfiguration中的class，若没有显示指定，将查找嵌套的@Configuration类，然后返回到SpringBootConfiguration搜索配置
  • webEnvironment 指定web环境，可选值有：MOCK、RANDOM_PORT、DEFINED_PORT、NONE
2.1 webEnvironment详细说明：
  • MOCK 此值为默认值，该类型提供一个mock环境，此时内嵌的服务（servlet容器）并没有真正启动，也不会监听web端口。
  • RANDOM_PORT 启动一个真实的web服务，监听一个随机端口。
  • DEFINED_PORT 启动一个真实的web服务，监听一个定义好的端口（从配置中读取）。
  • NONE 启动一个非web的ApplicationContext，既不提供mock环境，也不提供真是的web服务。

2. 相互之间的搭配组合

  • @RunWith(SpringRunner.class)是JUnit的注解，作用是关联Spring Boot Test，使运行JUnit时同时启动Spring
  • @SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT) 作用是启动Spring的ApplicationContext，参数webEnvironment指定了运行的web环境
  • @AutoConfigureTestDatabase 作用是启动一个内存数据库，不使用真实的数据库

其中@RunWith和@Test必须存在，@AutoConfigure可以同时配置任意多个，而配置类型的注解可以在需要时添加。（RunWith是junit5之前的注解，junit5之后不再使用）

3. 相似注解的区别与联系

1.@TestComment vs @Comment

  • @TestComponent是另一种@Component，在语义上用来指定某个Bean是专门用于测试的
  • 使用@SpringBootApplication服务时，@TestComponent会被自动排除

2.@TestConfiguration vs @Configuration

  • @TestConfiguration是Spring Boot Boot Test提供的，@Configuration是Spring Framework提供的。
  • @TestConfiguration实际上是也是一种@TestComponent，只是这个@TestComponent专门用来做配置用。
  • @TestConfiguration和@Configuration不同，它不会阻止@SpringBootTest的查找机制，相当于是对既有配置的补充或覆盖。

3.@SpringBootTest vs @WebMvcTest(或@*Test)

  • 都可以启动Spring的ApplicationContext
  • @SpringBootTest自动侦测并加载@SpringBootApplication或@SpringBootConfiguration中的配置，@WebMvcTest不侦测配置，只是默认加载一些自动配置。
  • @SpringBootTest测试范围一般比@WebMvcTest大。

4.代码示例

1.@SpringBootTest注解

该注解可以创建ApplicationContext,而且可以根据其他注解组合适用特定场景。

1.@AutoConfigureMockMvc ，mock请求

@AutoConfigureMockMvc 自动配置 MockMvc；
MockMvc 进行mock http请求。

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.drama.cloud.common.web.util.Result;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.AutoConfigureMockMvc;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.mock.web.MockHttpServletResponse;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.MvcResult;
import org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

/**
 * @author HengHengNiu
 * @desc  测试controller
 * @create 2024/3/6
 */
@SpringBootTest
@AutoConfigureMockMvc
class StatisticMsgControllerTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;
 
    @Test
    void lastMonthMsgList() throws Exception {
        StaticTestDTO staticTestDTO = new StaticTestDTO();
        staticTestDTO.setEndTime(16463008000001L);
        staticTestDTO.setStartTime(17097408L);

        MvcResult result = mvc.perform(MockMvcRequestBuilders
                .post("/staticTest").param("uId", "38")
                .content(JSON.toJSONString(staticTestDTO))
                .contentType("application/json")).andReturn();//模拟请求获取返回参数
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        String content = response.getContentAsString();
        Result result1 = JSONObject.parseObject(content, Result.class);
        assertThat(result1.getCode()).isEqualTo(200);//进行断言
    }
}

2.@MockBean

mock Bean，进行单元测试，有些实现没有完成或过于复杂，可以mock实现。

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.drama.cloud.common.web.util.Result;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.AutoConfigureMockMvc;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.boot.test.mock.mockito.MockBean;
import org.springframework.mock.web.MockHttpServletResponse;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.MvcResult;
import org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.mockito.BDDMockito.given;

/**
 * @author HengHengNiu
 * @desc 测试controller
 * @create 2024/3/6
 */
@SpringBootTest
@AutoConfigureMockMvc
class StatisticControllerMockServiceTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;
    //controller中的Service,注入后会调用mock的代理对象
    @MockBean
    private StatisticService statisticService;
    @Test
    void lastMonthMsgList() throws Exception {
        StaticTestDTO staticTestDTO = new StaticTestDTO();
        staticTestDTO.setEndTime(16463008000001L);
        staticTestDTO.setStartTime(17097408L);
        //创建返回的mock数据
        List<TestDTO> mockList = new ArrayList<>();
        TestDTO testDTO = new TestDTO();
        testDTO.setBrandName("brandName");
        testDTO.setSendCount(100);
        testDTO.setNickName("nickname");
        mockList.add(testDTO);
        //给调用的statisticService.staticBrandSend返回结果赋值
        given(this.statisticService.staticBrandSend(staticTestDTO)).willReturn(mockList);
        MvcResult result = mvc.perform(MockMvcRequestBuilders
                .post("/test").param("uId", "38")
                .content(JSON.toJSONString(staticTestDTO))
                .contentType("application/json")).andReturn();
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        String content = response.getContentAsString();
        Result result1 = JSONObject.parseObject(content, Result.class);
        assertThat(result1.getCode()).isEqualTo(200);
    }
}

2.@WebMvcTest注解

测试 Spring MVC controllers 是否按预期那样工作。

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.drama.cloud.common.web.util.Result;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.WebMvcTest;
import org.springframework.mock.web.MockHttpServletResponse;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;
import org.springframework.test.web.servlet.MvcResult;
import org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

/**
 * @author HengHengNiu
 * @desc
 * @create 2023/9/18
 */
@Slf4j
@WebMvcTest(TestController.class)
public class ControllerTest {
    @Autowired
    private MockMvc mvc;

    @Test
    void exampleTest() throws Exception {
        MvcResult result = mvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get("/msg/unreadList").param("msgId", "1")).andReturn();
        MockHttpServletResponse response = result.getResponse();
        String content = response.getContentAsString();
        Result result1 = JSONObject.parseObject(content, Result.class);
        assertThat(result1.getCode()).isEqualTo(200);
    }
}

参考：

SpringBoot Test及注解详解-腾讯云开发者社区-腾讯云
JUnit 5 用户指南_Junit中文网

# java # junit # spring boot # 敏捷流程
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