07 July 2017

什么是单元测试

基本概念

点击查看 Wikipedia 词条,要点:

  • 软件测试中的一种方法,验证程序运行符合预期。
  • 将程序逻辑切分成单元或者模块,按照最小单元进行测试。面向对象设计的语言中,unit 通常是一个 class/method。
  • 理想的 unit 具备良好的独立性,依赖以 mock/stub 的方式注入。关于stub和mock的区别,可以查看martinfowler的博客:Mocks Aren’t Stubs
  • 由开发人员或者白盒测试人员编写。

那么如何验证程序运行是否符合预期呢?以OOP为例,对象主要由两点来描述:

  • State,对象的状态,可以理解为某一时刻的属性值。
  • Behavior,对象的行为,接收到外部消息后进行状态变更的过程。

Unit testing 可以基于这两点来做验证,即 state assert 和 behavior verification。

单元测试在整个测试流程中的位置

一般测试流程中有如下几个阶段,并按照时间顺序进行:

test

  • 单元测试,由开发主导,验证基础单元/模块功能。
  • 集成测试,和外部环境联通,验证跨单元的功能。
  • 冒烟测试,属于端到端的测试,一般由开发主导,验证程序基本流程没问题后,再交付给测试人员进行后续测试。
  • 回归测试,由测试主导,验证新增功能是否影响原有功能。

单元测试的价值

很多团队并不怎么看重单元测试,认为价值不大且投入精力多,这点对于具有良好质量意识的个人来说确实如此,但对于一个团队,需要更多的从管理方法上去提高整体质量。从自己写单元测试来看,我感受有以下几点价值:

  • 测试驱动开发,而不是前端驱动。对于纯后端开发人员,写完某个功能,不必等待前端开发完一起联调,自己写单元测试效率更高。
  • 前人种树后人乘凉,完善的单元测试有利于后面做重构,降低了代码维护成本。
  • 代码质量的一个度量,数据统计方便于管理做决策。
  • 在著名的”测试金字塔”中,单元测试处于底层,相比上层的测试,单测运行快、成本低,更能指出问题所在并快速bugfix,关于这一点可以延伸阅读下:Google testing: Just Say No to More End-to-End Tests

testPyramid

实施单元测试的难点

  • mock数据难,经常把单元测试写成了集成测试。
  • 需要与发布、持续集成环境整合才能体现其主动性,需要有专门的测试开发负责推进。
  • 并不是开发中必须有的一个流程,没有强制的衡量标准。
  • 对于已经发展庞大但缺失单测的项目,由于代码不符合单测工具所约定的规范,再去补充单元测试很难(亲身经历),需要对项目进行拆分及规范化。

如何做单元测试

1、制定需要遵守的规范

  • 代码布局
src/
├── main
│   ├── java
│   └── resources
└── test
	├── java
	└── resources

详细请参考 maven工程标准结构

  • 类、方法命名
// 类命名以Test结尾	
public class TokenServiceTest extends AbstractTestCase {

	@Resource
	private TokenService tokenService;

	// 方法命名以Test结尾
	@Test
	public void insertTest() {
		MockUp<TokenDao> tokenDaoMockUp = new MockUp<TokenDao>() {
			@Mock
			Integer insert(Token token) {
				return 1;
			}
		};
		ReflectionTestUtils.setField(tokenService, "tokenDao", tokenDaoMockUp.getMockInstance());
		tokenService.insert();
	}
}
  • 代码逻辑分层,良好的分层有助于更加清晰的单元测试编写,请参考上一篇文章 Web分层设计模型。分层之后,每一层应该做什么?
1) web层
验证 PATH,REQUEST_METHOD 配置是否正确,验证 RESPONSE_CODE是否正常。这一层实际上属于端到端的测试,一般项目中很难测出问题,大部分情况下可以省略。

2) facade层
验证参数校验,数据组装转换是否符合预期。

3) service/component层
验证业务逻辑、流程是否正常,需要mock掉外部服务依赖。

4) cache层
验证缓存配置是否正常,缓存读写命令是否正常,用例需要包含清理数据的逻辑。

5) dao层
验证sql逻辑是否正确,主键是否正常。如果用到测试数据库,测试完后需要回滚数据。
  • 与发布流程整合

将单元测试集成到发布流程中,只有单测单通才能进行review和提测。

2、选择好用的工具和框架

关于有哪些工具和框架,以及优缺点,这里就不列举了,直接推荐以下两个:

  • TestNG: a testing framework inspired from JUnit and NUnit but introducing some new functionalities, 网站:http://testng.org/doc/
  • jmockit: includes APIs for mocking, faking, and integration testing, and a code coverage tool. 网站:http://jmockit.org/about.html。API 介绍如下:

jmockit

3、定期评估

  • 覆盖率指标需要保持在一个固定值之上,如果下降需要有人跟进。

最终,别忘了

单元测试不仅仅是开发的事,需要测试一起配合推动。

参考链接

1、Martinfowler: TestPyramid

2、Google testing: Just Say No to More End-to-End Tests

3、What is Unit test, Integration Test, Smoke test, Regression Test?

4、Unit Testing Guidelines

5、Martinfowler: Mocks Aren’t Stubs