概述###
单测是规范的软件开发流程中的必不可少的环节之一。再伟大的程序员也难以避免自己不犯错，不写出有BUG的程序。单测就是用来检测BUG的。Java阵营中，JUnit和TestNG是两个知名的单测框架。不过，用Java写单测实在是很繁琐。本文介绍使用Groovy+Spock轻松写出更简洁的单测。
Spock是基于JUnit的单测框架，提供一些更好的语法，结合Groovy语言，可以写出更为简洁的单测。Spock介绍请自己去维基，本文不多言。下面给出一些示例来说明，如何用Groovy+Spock来编写单测。
准备与基础###
maven依赖####
要使用Groovy+Spock编写单测，首先引入如下Maven依赖，同时安装Groovy插件。
<dependency>
<groupId>org.codehaus.groovy</groupId>
<artifactId>groovy-all</artifactId>
<version>2.4.12</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.spockframework</groupId>
<artifactId>spock-core</artifactId>
<version>1.1-groovy-2.4</version>
<scope>test</scope>
基本构造块####
Spock主要提供了如下基本构造块：
- where: 以表格的形式提供测试数据集合
- when: 触发行为，比如调用指定方法或函数
- then: 做出断言表达式
- expect: 期望的行为，when-then的精简版
- given: mock单测中指定mock数据
- thrown: 如果在when方法中抛出了异常，则在这个子句中会捕获到异常并返回
- def setup() {} ：每个测试运行前的启动方法
- def cleanup() {} : 每个测试运行后的清理方法
- def setupSpec() {} : 第一个测试运行前的启动方法
- def cleanupSpec() {} : 最后一个测试运行后的清理方法
了解基本构造块的用途后，可以组合它们来编写单测。
单测示例###
expect-where####
expect-where组合是最简单的单测模式。也就是在 where 子句中以表格形式给出一系列输入输出的值，然后在 expect 中引用，适用于不依赖外部的工具类函数。这里的Where子句类似于TestNG里的DataProvider，比之更简明。 如下代码给出了二分搜索的一个实现：
/**
* 二分搜索的非递归版本： 在给定有序数组中查找给定的键值
* 前提条件： 数组必须有序， 即满足： A[0] <= A[1] <= ... <= A[n-1]
* @param arr 给定有序数组
* @param key 给定键值
* @return 如果查找成功，则返回键值在数组中的下标位置，否则，返回 -1.
*/
public static int search(int[] arr, int key) {
int low = 0;
int high = arr.length-1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) / 2;
if (arr[mid] > key) {
high = mid - 1;
}
else if (arr[mid] == key) {
return mid;
}
else {
low = mid + 1;
}
}
return -1;
}
要验证这段代码是否OK，需要指定arr, key, 然后看Search输出的值是否是指定的数字 result。 Spock单测如下：
class BinarySearchTest extends Specification {
def "testSearch"() {
expect:
BinarySearch.search(arr as int[], key) == result
where:
arr | key | result
[] | 1 | -1
[1] | 1 | 0
[1] | 2 | -1
[3] | 2 | -1
[1, 2, 9] | 2 | 1
[1, 2, 9] | 9 | 2
[1, 2, 9] | 3 | -1
//null | 0 | -1
}
}
单测类BinarySearchTest.groovy 继承了Specification ，从而可以使用Spock的一些魔法。expect: 块非常清晰地表达了要测试的内容，而where: 块则给出了每个指定条件值(arr,key)下应该有的输出 result。 注意到 where 中的变量arr, key, result 被 expect 的表达式引用了。是不是非常的清晰简单 ？ 可以任意增加一条单测用例，只是加一行被竖线隔开的值。
注意到最后被注释的一行， null | 0 | -1 这个单测会失败，抛出异常，因为实现中没有对 arr 做判空检查，不够严谨。 这体现了写单测时的一大准则：务必测试空与临界情况。此外，给出的测试数据集覆盖了实现的每个分支，因此这个测试用例集合是充分的。
Unroll####
testSearch的测试用例都写在where子句里。有时，里面的某个测试用例失败了，却难以查到是哪个失败了。这时候，可以使用Unroll注解，该注解会将where子句的每个测试用例转化为一个 @Test 独立测试方法来执行，这样就很容易找到错误的用例。 方法名还可以更可读些。比如写成：
@Unroll
def "testSearch(#key in #arr index=#result)"() {
expect:
BinarySearch.search(arr as int[], key) == result
where:
arr | key | result
[] | 1 | -1
[1, 2, 9] | 9 | 2
[1, 2, 9] | 3 | 0
}
运行结果如下。 可以看到错误的测试用例单独作为一个子测试运行，且标识得更明显了。
typecast####
注意到expect中使用了 arr as int[] ，这是因为 groovy 默认将 [xxx,yyy,zzz] 形式转化为列表，必须强制类型转换成数组。 如果写成 BinarySearch.search(arr, key) == result 就会报如下错误：
Caused by: groovy.lang.MissingMethodException: No signature of method: static zzz.study.algorithm.search.BinarySearch.search() is applicable for argument types: (java.util.ArrayList, java.lang.Integer) values: [[1, 2, 9], 3]
Possible solutions: search([I, int), each(groovy.lang.Closure), recSearch([I, int)
类似的，还有Java的Function使用闭包时也要做强制类型转换。来看下面的代码：
public static <T> void tryDo(T t, Consumer<T> func) {
try {
func.accept(t);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e.getCause());
}
}
这里有个通用的 try-catch 块，捕获消费函数 func 抛出的异常。 使用 groovy 的闭包来传递给 func 时， 必须将闭包转换成 Consumer 类型。 单测代码如下：
def "testTryDo"() {
expect:
try {
CatchUtil.tryDo(1, { throw new IllegalArgumentException(it.toString())} as Consumer)
Assert.fail("NOT THROW EXCEPTION")
} catch (Exception ex) {
ex.class.name == "java.lang.RuntimeException"
ex.cause.class.name == "java.lang.IllegalArgumentException"
}
}
这里有三个注意事项：
- 无论多么简单的测试，至少要有一个 expect: 块 或 when-then 块 （别漏了在测试代码前加个 expect: 标签）， 否则 Spock 会报 “No Test Found” 的错误；
- Groovy闭包 { x -> doWith(x) } 必须转成 java.util.[Function|Consumer|BiFunction|BiConsumer|...]
- 若要测试抛出异常，Assert.fail("NOT THROW EXCEPTION") 这句是必须的，否则单测可以不抛出异常照样通过，达不到测试异常的目的。
when-then-thrown####
上面的单测写得有点难看，可以使用Spock的thrown子句写得更简明一些。如下所示： 在 when 子句中调用了会抛出异常的方法，而在 then 子句中，使用 thrown 接收方法抛出的异常，并赋给指定的变量 ex, 之后就可以对 ex 进行断言了。
def "testTryDoWithThrown"() {
when:
CatchUtil.tryDo(1, { throw new IllegalArgumentException(it.toString())} as Consumer)
then:
def ex = thrown(Exception)
ex.class.name == "java.lang.RuntimeException"
ex.cause.class.name == "java.lang.IllegalArgumentException"
}
setup-given-when-then-where####
Mock外部依赖的单测一直是传统单测的一个头疼点。使用过Mock框架的同学知道，为了Mock一个服务类，必须小心翼翼地把整个应用的所有服务类都Mock好，并通过Spring配置文件注册好。一旦有某个服务类的依赖有变动，就不得不去排查相应的依赖，往往单测还没怎么写，一个小时就过去了。
Spock允许你只Mock需要的服务类。假设要测试的类为 S，它依赖类 D 提供的服务 m 方法。 使用Spock做单测Mock可以分为如下步骤：
STEP1: 可以通过 Mock(D) 来得到一个类D的Mock实例 d；
STEP2：在 setup() 方法中将 d 设置为 S 要使用的实例；
STEP3：在 given 子句中，给出 m 方法的模拟返回数据 sdata；
STEP4: 在 when 子句中，调用 D 的 m 方法，使用 >> 将输出指向 sdata ;
STEP5: 在 then 子句中，给出判定表达式，其中判定表达式可以引用 where 子句的变量。
例如，下面是一个 HTTP 调用类的实现。
package zzz.study.tech.batchcall;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import org.apache.http.Header;
import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpPost;
import org.apache.http.entity.StringEntity;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.message.BasicHeader;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.nio.charset.Charset;
/**
* Created by shuqin on 18/3/12.
*/
@Component("httpClient")
public class HttpClient {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(HttpClient.class);
private CloseableHttpClient syncHttpClient = SyncHttpClientFactory.getInstance();
/**
* 发送查询请求获取结果
*/
public JSONObject query(String query, String url) throws Exception {
StringEntity entity = new StringEntity(query, "utf-8");
HttpPost post = new HttpPost(url);
Header header = new BasicHeader("Content-Type", "application/json");
post.setEntity(entity);
post.setHeader(header);
CloseableHttpResponse resp = null;
JSONObject rs = null;
try {
resp = syncHttpClient.execute(post);
int code = resp.getStatusLine().getStatusCode();
HttpEntity respEntity = resp.getEntity();
String response = EntityUtils.toString(respEntity, Charset.forName("utf-8"));
if (code != 200) {
logger.warn("request failed resp:{}", response);
}
rs = JSONObject.parseObject(response);
} finally {
if (resp != null) {
resp.close();
}
}
return rs;
}
}
它的单测类如下所示：
package zzz.study.batchcall
import com.alibaba.fastjson.JSON
import org.apache.http.ProtocolVersion
import org.apache.http.entity.BasicHttpEntity
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient
import org.apache.http.impl.execchain.HttpResponseProxy
import org.apache.http.message.BasicHttpResponse
import org.apache.http.message.BasicStatusLine
import spock.lang.Specification
import zzz.study.tech.batchcall.HttpClient
/**
* Created by shuqin on 18/3/12.
*/
class HttpClientTest extends Specification {
HttpClient httpClient = new HttpClient()
CloseableHttpClient syncHttpClient = Mock(CloseableHttpClient)
def setup() {
httpClient.syncHttpClient = syncHttpClient
}
def "testHttpClientQuery"() {
given:
def statusLine = new BasicStatusLine(new ProtocolVersion("Http", 1, 1), 200, "")
def resp = new HttpResponseProxy(new BasicHttpResponse(statusLine), null)
resp.statusCode = 200
def httpEntity = new BasicHttpEntity()
def respContent = JSON.toJSONString([
"code": 200, "message": "success", "total": 1200
])
httpEntity.content = new ByteArrayInputStream(respContent.getBytes("utf-8"))
resp.entity = httpEntity
when:
syncHttpClient.execute(_) >> resp
then:
def callResp = httpClient.query("query", "http://127.0.0.1:80/xxx/yyy/zzz/list")
callResp.size() == 3
callResp[field] == value
where:
field | value
"code" | 200
"message" | "success"
"total" | 1200
}
}
让我来逐一讲解：
STEP1: 首先梳理依赖关系。 HttpClient 依赖 CloseableHttpClient 实例来查询数据，并对返回的数据做处理 ;
STEP2: 创建一个 HttpClient 实例 httpClient 以及一个 CloseableHttpClient mock 实例： CloseableHttpClient syncHttpClient = Mock(CloseableHttpClient) ;
STEP3: 在 setup 启动方法中，将 syncHttpClient 设置给 httpClient ;
STEP4: 从代码中可以知道，httpClient 依赖 syncHttpClient 的 execute 方法返回的 CloseableHttpResponse 实例，因此，需要在 given: 块中构造一个 CloseableHttpResponse 实例 resp 。这里费了一点劲，需要深入apacheHttp源代码，了解 CloseableHttpResponse 的继承实现关系， 来最小化地创建一个 CloseableHttpResponse 实例 ，避开不必要的细节。不过这并不是 SpockMock单测的重点。
STEP5：在 when 块中调用 syncHttpClient.execute(_) >> resp ；
STEP6: 在 then 块中根据 resp 编写断言表达式，这里 where 是可选的。
嗯，Spock Mock 单测就是这样：setup-given-when-then 四步曲。读者可以打断点观察单测的单步运行。
小结###
本文讲解了使用Groovy+Spock编写单测的 expect-where , when-then-thrown, setup-given-when-then[-where] 三种最常见的模式，相信已经可以应对实际应用的大多数场景了。 可以看到，Groovy 的语法结合Spock的魔法，确实让单测更加清晰简明。