Java Web开发高级——单元测试与集成测试

测试是软件开发的重要环节，确保代码质量和功能的正确性。在Spring Boot项目中，单元测试和集成测试是常用的两种测试类型：

单元测试：测试单个模块（如类或方法）是否按预期工作。
集成测试：测试多个模块的交互是否正确。

本节内容将深入探讨如何在Spring Boot应用中使用现代工具和框架（如JUnit、Mockito、MockMvc）进行单元测试和集成测试。

1. JUnit与Mockito基础

1.1 JUnit简介

JUnit是Java生态中最常用的测试框架，它提供了简洁、强大的API来编写、组织和执行测试用例。
特点：

支持注解（如@Test、@BeforeEach）。
集成良好，兼容Maven、Gradle等构建工具。
与IDE的测试视图无缝结合。

1.2 JUnit 5关键特性

JUnit 5（又称为JUnit Jupiter）是JUnit的最新版本，与JUnit 4相比，新增了以下特性：

@BeforeEach和@AfterEach：取代JUnit 4中的@Before和@After，在每个测试用例前后运行。
@ParameterizedTest：支持参数化测试。
Assertions类：提供丰富的断言方法，如assertEquals、assertThrows。

示例代码：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;class CalculatorTest {@Testvoid testAddition() {int result = 2 + 3;assertEquals(5, result);}
}

1.3 Mockito简介

Mockito是一个强大的Java模拟（Mocking）框架，用于单元测试中模拟依赖对象的行为。

特点：

模拟依赖对象，隔离被测代码。
提供验证机制，检查方法是否按预期被调用。
集成Spring和JUnit，简化测试编写。

核心方法：

mock(Class<T>)：创建Mock对象。
when(...).thenReturn(...)：指定Mock行为。
verify(...)：验证调用情况。

示例代码：

import static org.mockito.Mockito.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;class ServiceTest {@Testvoid testService() {MyRepository mockRepo = mock(MyRepository.class);when(mockRepo.findData()).thenReturn("Mocked Data");Service service = new Service(mockRepo);String result = service.getData();assertEquals("Mocked Data", result);verify(mockRepo).findData(); // 验证方法调用}
}

2. Spring Boot应用的单元测试与集成测试

2.1 单元测试的场景与工具

在Spring Boot中，单元测试通常用于验证Service层和Repository层的逻辑，目标是隔离外部依赖。
Spring Boot推荐使用以下工具组合：

JUnit 5：编写和执行测试。
Mockito：模拟依赖对象。
Spring Test模块：集成Spring容器。

示例：测试Service层

引入Maven依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope>
</dependency>

示例代码：

@SpringBootTest
class UserServiceTest {@MockBeanprivate UserRepository userRepository;@Autowiredprivate UserService userService;@Testvoid testGetUserById() {User mockUser = new User(1L, "Alice");when(userRepository.findById(1L)).thenReturn(Optional.of(mockUser));User result = userService.getUserById(1L);assertEquals("Alice", result.getName());}
}

说明：

@MockBean：为测试创建Mock对象，并注入到Spring上下文。
@SpringBootTest：加载Spring上下文环境。

2.2 集成测试的场景与工具

集成测试通常用于验证多个模块的交互，比如Controller与Service层、Service与数据库的交互。
Spring Boot提供了一套强大的测试支持，主要工具和注解包括：

@SpringBootTest：加载完整的Spring上下文。
@Transactional：保证测试数据在测试后回滚。
TestRestTemplate：测试HTTP请求和响应。

示例：测试Controller层

创建Controller和对应的集成测试：

@RestController
@RequestMapping("/users")
class UserController {@Autowiredprivate UserService userService;@GetMapping("/{id}")public ResponseEntity<User> getUser(@PathVariable Long id) {return ResponseEntity.ok(userService.getUserById(id));}
}@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
class UserControllerTest {@Autowiredprivate TestRestTemplate restTemplate;@Testvoid testGetUser() {ResponseEntity<User> response = restTemplate.getForEntity("/users/1", User.class);assertEquals(HttpStatus.OK, response.getStatusCode());}
}

3. MockMvc与测试Web层

MockMvc是Spring提供的用于测试Web层的工具，无需启动整个Spring容器即可测试Controller的行为。
它可以模拟HTTP请求并验证Controller的响应。

3.1 配置MockMvc

使用@WebMvcTest加载Controller的上下文：

@WebMvcTest(UserController.class)
class UserControllerMockMvcTest {@Autowiredprivate MockMvc mockMvc;@MockBeanprivate UserService userService;@Testvoid testGetUser() throws Exception {User mockUser = new User(1L, "Alice");when(userService.getUserById(1L)).thenReturn(mockUser);mockMvc.perform(get("/users/1")).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.name").value("Alice"));}
}