Mockito模拟进行单元测试

1.1 Mockito是什么？

    MOCK意思是模拟的意思，主要被用来进行数据的人工组织，不会真正地调用第三方服务器，类似redis，mysql等都不会调用，也不用关心数据底层是如何进行处理的，我们要做的只是将本单元的逻辑进行单元测试，验证数据的逻辑处理性，而其中mock较好的框架就是Mockito。

    Mockito是mocking框架，它让你用简洁的API做测试。而且Mockito简单易学，它可读性强和验证语法简洁。

1.2 为什么需要Mock

测试驱动的开发( TDD)要求我们先写单元测试，再写实现代码。在写单元测试的过程中，我们往往会遇到要测试的类有很多依赖，这些依赖的类/对象/资源又有别的依赖，从而形成一个大的依赖树，要在单元测试的环境中完整地构建这样的依赖，是一件很困难的事情。如下图所示： 

为了测试类A，我们需要Mock B类和C类（用虚拟对象来代替）如下图所示：

1.3 Stub和Mock异同

• 相同：Stub和Mock都是模拟外部依赖
• 不同：Stub是完全模拟一个外部依赖， 而Mock还可以用来判断测试通过还是失败 

1.4 Mockito资源

• 官网： http://mockito.org
• API文档：http://docs.mockito.googlecode.com/hg/org/mockito/Mockito.html
• 项目源码：https://github.com/mockito/mockito 

1.5 使用场景

• 提前创建测试; TDD（测试驱动开发）
• 团队可以并行工作
• 你可以创建一个验证或者演示程序
• 为无法访问的资源编写测试
• Mock 可以交给用户
• 隔离系统  

2 使用Mockito

添加maven依赖

<dependency>
  <groupId>org.mockito</groupId>
  <artifactId>mockito-all</artifactId>
  <version>1.10.19</version>
  <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.mockito</groupId>
    <artifactId>mockito-core</artifactId>
    <version>3.0.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

使用Powermock和Mockito测试静态方法: 依赖添加

<dependency>
    <groupId>org.powermock</groupId>
    <artifactId>powermock-api-mockito</artifactId>
    <version>1.6.3</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.powermock</groupId>
    <artifactId>powermock-module-junit4</artifactId>
    <version>1.6.3</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

添加junit依赖

<dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.11</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

写一个单元测试进行模拟：

package cn.chinotan;

import cn.chinotan.entity.User;
import cn.chinotan.entity.UserBak;
import cn.chinotan.service.UserBakService;
import cn.chinotan.service.UserService;
import cn.chinotan.service.impl.UserServiceImpl;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.util.Lists;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.mockito.InjectMocks;
import org.mockito.Matchers;
import org.mockito.Mock;
import org.powermock.api.mockito.PowerMockito;
import org.powermock.core.classloader.annotations.PowerMockIgnore;
import org.powermock.core.classloader.annotations.PrepareForTest;
import org.powermock.modules.junit4.PowerMockRunner;
import org.powermock.modules.junit4.PowerMockRunnerDelegate;
import org.springframework.aop.framework.AopContext;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;

import java.util.Date;
import java.util.List;

import static org.mockito.Matchers.any;
import static org.powermock.api.mockito.PowerMockito.when;

/**
 * @program: test
 * @description: Mockito测试类
 * @author: xingcheng
 * @create: 2019-07-13 17:00
 **/
@Slf4j
@RunWith(PowerMockRunner.class)
@PrepareForTest({AopContext.class})
@PowerMockIgnore("javax.management.*")
public class MyMockitoTest {

    @InjectMocks
    private UserServiceImpl userService;

    @Mock
    private UserService userServiceMock;

    @Mock
    private UserBakService userBakService;

    @Test
    public void testOne() {
        // mock数据准备
        PowerMockito.mockStatic(AopContext.class);
        when(AopContext.currentProxy()).thenReturn(userServiceMock);
        User user = new User();
        user.setId(1L);
        user.setName("xc");
        List<User> userList = Lists.newArrayList(user);
        when(userServiceMock.list(any())).thenReturn(userList);
        UserBak userBak = new UserBak();
        userBak.setId(1L);
        userBak.setName("xc");
        List<UserBak> userBakList = Lists.newArrayList(userBak);
        when(userBakService.list(any())).thenReturn(userBakList);
        // mock方法测试
        List<UserBak> xc = userService.getBakByName("xc");
        log.info("testOne{}", xc);
    }

}

单元测试相关的service
 

package cn.chinotan.service.impl;

import cn.chinotan.entity.User;
import cn.chinotan.dao.UserMapper;
import cn.chinotan.entity.UserBak;
import cn.chinotan.service.UserBakService;
import cn.chinotan.service.UserService;
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.Wrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.core.conditions.query.QueryWrapper;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import org.springframework.aop.framework.AopContext;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * <p>
 * 用户表 服务实现类
 * </p>
 *
 * @author xingcheng
 * @since 2019-02-16
 */
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements UserService {

    @Autowired
    private UserBakService userBakService;

    @Override
    public List<UserBak> getBakByName(String name) {
        // 获取全部的男人用户id
        UserService userService = (UserService) AopContext.currentProxy();
        User user = new User();
        user.setName(name);
        Wrapper<User> wrapper = new QueryWrapper<>(user);
        List<User> userList = userService.list(wrapper);
        List<String> collectUserNameList = userList.stream().map(User::getName).collect(Collectors.toList());
        QueryWrapper<UserBak> bakWrapper = new QueryWrapper<>();
        bakWrapper.in("name", collectUserNameList);
        return userBakService.list(bakWrapper);
    }

}

要进行单元测试的类方法用
 

     @InjectMocks
     private UserServiceImpl userService;

进行注入，之后，方法内部实现需要调用的三方方法通过@mock进行模拟
 

    @Mock
    private UserService userServiceMock;

    @Mock
    private UserBakService userBakService;

运行单元测试，可以看到是通过代理进行调用的

最后方法也根据我们设定好的数据进行了输出，并没有进行调用mysql的操作：这样的好处时在生产环境跑单元测试时也不会影响数据库的数据

注意这次调用：有通过AopContext来获取当前代理类的操作，但是当前单元测试并没有走spring的生命周期，bean也没有交给spring进行管理，那么调用这个静态方法肯定是要报错的，那么如何解决呢？

解决方法很简单，只要把这个静态方法也mock掉就可以了：

主要通过

@PrepareForTest({AopContext.class})

PowerMockito.mockStatic(AopContext.class);
when(AopContext.currentProxy()).thenReturn(userServiceMock);

这两步操作，就可以轻松实现。

细心的小伙伴一定注意到了

@PowerMockIgnore("javax.management.*")

因为PowerMock的工作原理即是使用自定义的类加载器来加载被修改过的类，从而达到打桩的目的，使用Powermock后会提示classloader错误，因此待测试类中使用到了XML解析相关的包和类，那么测试类前同样需要增加@PowerMockIgnore({"org.xml.*", "javax.xml.*"})，消除类加载器引入报错。

剩余还有mock调用返回值是void的方法时的写法：

PowerMockito.doNothing().when(casService).addSupplier(anyLong(), any(ServiceKey.class));

接下来简单介绍几个常用的方法

验证行为

@Test
public void verify_behaviour(){
    //模拟创建一个List对象
    List mock = mock(List.class);
    //使用mock的对象
    mock.add(1);
    mock.clear();
    //验证add(1)和clear()行为是否发生
    verify(mock).add(1);
    verify(mock).clear();
}

模拟我们所期望的结果

@Test
public void when_thenReturn(){
    //mock一个Iterator类
    Iterator iterator = mock(Iterator.class);
    //预设当iterator调用next()时第一次返回hello，第n次都返回world
    when(iterator.next()).thenReturn("hello").thenReturn("world");
    //使用mock的对象
    String result = iterator.next() + " " + iterator.next() + " " + iterator.next();
    //验证结果
    assertEquals("hello world world",result);
}


@Test(expected = IOException.class)
public void when_thenThrow() throws IOException {
    OutputStream outputStream = mock(OutputStream.class);
    OutputStreamWriter writer = new OutputStreamWriter(outputStream);
    //预设当流关闭时抛出异常
    doThrow(new IOException()).when(outputStream).close();
    outputStream.close();
}

模拟方法体抛出异常

@Test(expected = RuntimeException.class)
public void doThrow_when(){
    List list = mock(List.class);
    doThrow(new RuntimeException()).when(list).add(1);
    list.add(1);
}

参数匹配

@Test
public void with_arguments(){
    Comparable comparable = mock(Comparable.class);
    //预设根据不同的参数返回不同的结果
    when(comparable.compareTo("Test")).thenReturn(1);
    when(comparable.compareTo("Omg")).thenReturn(2);
    assertEquals(1, comparable.compareTo("Test"));
    assertEquals(2, comparable.compareTo("Omg"));
    //对于没有预设的情况会返回默认值
    assertEquals(0, comparable.compareTo("Not stub"));
}

除了匹配制定参数外，还可以匹配自己想要的任意参数

@Test
public void with_unspecified_arguments(){
    List list = mock(List.class);
    //匹配任意参数
    when(list.get(anyInt())).thenReturn(1);
    when(list.contains(argThat(new IsValid()))).thenReturn(true);
    assertEquals(1, list.get(1));
    assertEquals(1, list.get(999));
    assertTrue(list.contains(1));
    assertTrue(!list.contains(3));
}

private class IsValid extends ArgumentMatcher<List>{
    @Override
    public boolean matches(Object o) {
        return o == 1 || o == 2;
    }
}

注意：如果你使用了参数匹配，那么所有的参数都必须通过matchers来匹配，如下代码：

@Test
public void all_arguments_provided_by_matchers(){
    Comparator comparator = mock(Comparator.class);
    comparator.compare("nihao","hello");
    //如果你使用了参数匹配，那么所有的参数都必须通过matchers来匹配
    verify(comparator).compare(anyString(),eq("hello"));
    //下面的为无效的参数匹配使用
    //verify(comparator).compare(anyString(),"hello");
}

自定义参数匹配

@Test
public void argumentMatchersTest(){
    //创建mock对象
    List<String> mock = mock(List.class);

    //argThat(Matches<T> matcher)方法用来应用自定义的规则，可以传入任何实现Matcher接口的实现类。
    when(mock.addAll(argThat(new IsListofTwoElements()))).thenReturn(true);

    mock.addAll(Arrays.asList("one","two","three"));
    //IsListofTwoElements用来匹配size为2的List，因为例子传入List为三个元素，所以此时将失败。
    verify(mock).addAll(argThat(new IsListofTwoElements()));
}

class IsListofTwoElements extends ArgumentMatcher<List>
{
    public boolean matches(Object list)
    {
        return((List)list).size()==2;
    }
}

捕获参数来进一步断言

@Test
public void capturing_args(){
    PersonDao personDao = mock(PersonDao.class);
    PersonService personService = new PersonService(personDao);

    ArgumentCaptor<Person> argument = ArgumentCaptor.forClass(Person.class);
    personService.update(1,"jack");
    verify(personDao).update(argument.capture());
    assertEquals(1,argument.getValue().getId());
    assertEquals("jack",argument.getValue().getName());
}

 class Person{
    private int id;
    private String name;

    Person(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

interface PersonDao{
    public void update(Person person);
}

class PersonService{
    private PersonDao personDao;

    PersonService(PersonDao personDao) {
        this.personDao = personDao;
    }

    public void update(int id,String name){
        personDao.update(new Person(id,name));
    }
}

使用方法预期回调接口生成期望值（Answer结构）

@Test
public void answerTest(){
    when(mockList.get(anyInt())).thenAnswer(new CustomAnswer());
    assertEquals("hello world:0",mockList.get(0));
    assertEquals("hello world:999",mockList.get(999));
}

private class CustomAnswer implements Answer<String>{
    @Override
    public String answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {
        Object[] args = invocation.getArguments();
        return "hello world:"+args[0];
    }
}

也可使用匿名内部类实现

@Test
public void answer_with_callback(){
    //使用Answer来生成我们我们期望的返回
    when(mockList.get(anyInt())).thenAnswer(new Answer<Object>() {
        @Override
        public Object answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {
            Object[] args = invocation.getArguments();
            return "hello world:"+args[0];
        }
    });
    assertEquals("hello world:0",mockList.get(0));
    assertEquals("hello world:999",mockList.get(999));
}

修改对未预设的调用返回默认期望

@Test
public void unstubbed_invocations(){
    //mock对象使用Answer来对未预设的调用返回默认期望值
    List mock = mock(List.class,new Answer() {
        @Override
        public Object answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {
            return 999;
        }
    });
    //下面的get(1)没有预设，通常情况下会返回NULL，但是使用了Answer改变了默认期望值
    assertEquals(999, mock.get(1));
    //下面的size()没有预设，通常情况下会返回0，但是使用了Answer改变了默认期望值
    assertEquals(999,mock.size());
}

 用spy监控真实对象  

• Mock不是真实的对象，它只是用类型的class创建了一个虚拟对象，并可以设置对象行为
• Spy是一个真实的对象，但它可以设置对象行为
• InjectMocks创建这个类的对象并自动将标记@Mock、@Spy等注解的属性值注入到这个中

@Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class)
public void spy_on_real_objects(){
    List list = new LinkedList();
    List spy = spy(list);
    //下面预设的spy.get(0)会报错，因为会调用真实对象的get(0)，所以会抛出越界异常
    //when(spy.get(0)).thenReturn(3);

    //使用doReturn-when可以避免when-thenReturn调用真实对象api
    doReturn(999).when(spy).get(999);
    //预设size()期望值
    when(spy.size()).thenReturn(100);
    //调用真实对象的api
    spy.add(1);
    spy.add(2);
    assertEquals(100,spy.size());
    assertEquals(1,spy.get(0));
    assertEquals(2,spy.get(1));
    verify(spy).add(1);
    verify(spy).add(2);
    assertEquals(999,spy.get(999));
    spy.get(2);
}

真实的部分mock

@Test
public void real_partial_mock(){
    //通过spy来调用真实的api
    List list = spy(new ArrayList());
    assertEquals(0,list.size());
    A a  = mock(A.class);
    //通过thenCallRealMethod来调用真实的api
    when(a.doSomething(anyInt())).thenCallRealMethod();
    assertEquals(999,a.doSomething(999));
}


class A{
    public int doSomething(int i){
        return i;
    }
}

重置mock

@Test
public void reset_mock(){
    List list = mock(List.class);
    when(list.size()).thenReturn(10);
    list.add(1);
    assertEquals(10,list.size());
    //重置mock，清除所有的互动和预设
    reset(list);
    assertEquals(0,list.size());
}

验证确切的调用次数

@Test
public void verifying_number_of_invocations(){
    List list = mock(List.class);
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(2);
    list.add(3);
    list.add(3);
    list.add(3);
    //验证是否被调用一次，等效于下面的times(1)
    verify(list).add(1);
    verify(list,times(1)).add(1);
    //验证是否被调用2次
    verify(list,times(2)).add(2);
    //验证是否被调用3次
    verify(list,times(3)).add(3);
    //验证是否从未被调用过
    verify(list,never()).add(4);
    //验证至少调用一次
    verify(list,atLeastOnce()).add(1);
    //验证至少调用2次
    verify(list,atLeast(2)).add(2);
    //验证至多调用3次
    verify(list,atMost(3)).add(3);
}

连续调用

@Test(expected = RuntimeException.class)
public void consecutive_calls(){
    //模拟连续调用返回期望值，如果分开，则只有最后一个有效
    when(mockList.get(0)).thenReturn(0);
    when(mockList.get(0)).thenReturn(1);
    when(mockList.get(0)).thenReturn(2);
    when(mockList.get(1)).thenReturn(0).thenReturn(1).thenThrow(new RuntimeException());
    assertEquals(2,mockList.get(0));
    assertEquals(2,mockList.get(0));
    assertEquals(0,mockList.get(1));
    assertEquals(1,mockList.get(1));
    //第三次或更多调用都会抛出异常
    mockList.get(1);
}

验证执行顺序

@Test
public void verification_in_order(){
    List list = mock(List.class);
    List list2 = mock(List.class);
    list.add(1);
    list2.add("hello");
    list.add(2);
    list2.add("world");
    //将需要排序的mock对象放入InOrder
    InOrder inOrder = inOrder(list,list2);
    //下面的代码不能颠倒顺序，验证执行顺序
    inOrder.verify(list).add(1);
    inOrder.verify(list2).add("hello");
    inOrder.verify(list).add(2);
    inOrder.verify(list2).add("world");
}

确保模拟对象上无互动发生

@Test
public void verify_interaction(){
    List list = mock(List.class);
    List list2 = mock(List.class);
    List list3 = mock(List.class);
    list.add(1);
    verify(list).add(1);
    verify(list,never()).add(2);
    //验证零互动行为
    verifyZeroInteractions(list2,list3);
} 

找出冗余的互动(即未被验证到的)

@Test(expected = NoInteractionsWanted.class)
public void find_redundant_interaction(){
    List list = mock(List.class);
    list.add(1);
    list.add(2);
    verify(list,times(2)).add(anyInt());
    //检查是否有未被验证的互动行为，因为add(1)和add(2)都会被上面的anyInt()验证到，所以下面的代码会通过
    verifyNoMoreInteractions(list);

    List list2 = mock(List.class);
    list2.add(1);
    list2.add(2);
    verify(list2).add(1);
    //检查是否有未被验证的互动行为，因为add(2)没有被验证，所以下面的代码会失败抛出异常
    verifyNoMoreInteractions(list2);
}

Mockito并不是创建一个真实的对象，而是模拟这个对象，他用简单的when(mock.method(params)).thenRetrun(result)语句设置mock对象的行为，如下语句：

// 设置mock对象的行为 － 当调用其get方法获取第0个元素时，返回"first"
Mockito.when(mockedList.get(0)).thenReturn("first");

在Mock对象的时候，创建一个proxy对象，保存被调用的方法名（get），以及调用时候传递的参数（0），然后在调用thenReturn方法时再把“first”保存起来，这样，就有了构建一个stub方法所需的所有信息，构建一个stub。当get方法被调用的时候，实际上调用的是之前保存的proxy对象的get方法，返回之前保存的数据。