Android单元测试学习之 Junit4
之前对单元测试无感，认为是一个较为鸡肋的环节，可有可无，只要你review足够细致，便可以解决大部分问题。
现在的我们的项目，已经提倡大规模使用单测，予以提高软件质量。因为项目庞大，用户量多，测试只能覆盖表现层，而一些底层的函数，上线前不经过 严格的测试，出现问题将会导致直接的经济损失。
所以单元测试对于大型项目来说还是很有必要的，至于小项目，可能性价比会相对来说小一些。
1. 介绍
Android测试主要分成三个方面：
- 单元测试（Jnit4、Mockito、PowerMockito、Robolectric）
- UI测试（Espresso、UI Automator）
- 压力测试（Monkey）
1.1 单元测试概念
单元测试（英语：Unit Testing）又称为模块测试，是 针对程序的最小单元 来进行正确性检验的测试工作，用以提高程序的质量。
对于软件程序来说，最小的单元（粒子）就是过程，而过程无非就是函数/方法。
1.2 为什么要单元测试？
- 提高开发效率
随着项目迭代越来越大，每一次编译运行打包、调试的时间都会随之上升，使用单元测试可以不需这一步就可以对单个方法进行功能或逻辑测试。 - 改善代码设计
单元测试很明显的体现了设计模式中的一个原则：单一职责原则 （因为能更快定位到问题），它能够帮助程序细分模块，细分方法，现在使用MVP、MVVM框架十分有助于单元测试的测试，所以在一定程度上，对代码的结构优化是很有帮助的 - 帮助开发人员深度了解业务
可以帮助不知道该业务的开发人员快速熟悉代码，并且考虑到边界情况 - 让代码更加健壮
高的覆盖率意味着可以模拟到每个代码分支逻辑，更容易发现问题
1.3 单元测试的覆盖范围和不能测试范围
可以测试的范围有：
- 逻辑复杂的
- 容易出错的
- 不易理解的
有助于理解代码的功能和需求 - 公共代码
比如工具类 - 核心业务代码
一个产品里最核心最优业务价值的代码应该要有较高的单元测试覆盖率
不能测试的地方：
就是不能依赖系统变量，即同样的输入值，却会输出不同的输出值（比如用到了时间戳）
单元测试只能依赖传入的参数。
1.4 单元测试的基本原则
AIR原则
- Automatic 自动化
全自动执行的，并非交互式的。测试用例通常是被定期执行的，执行过程必须完全自动化才有意义。
单元测试中不准使用print、echo来进行人肉验证，必须使用assert来验证。 - Independent 独立性
保持单元测试的独立性，单元测试用例之间绝不能互相调用，也不能依赖执行的先后次序 - Repeatable 重复性
单元测试是可以重复执行的，不能收到外界环境的影响，因为单元测试通常会被放到持续集成中，每次有代码check in时单元测试都会被执行。如果单测对外部环境（网络、服务等）有依赖，容易导致持续集成机制的不可用
2. Junit4
2.1 什么是Junit4
Junit4是事实上的Java标准测试库，并且它是JUnit框架有史以来的最大改进，其主要目标便是利用Java5的Annotation特性简化测试用例的编写。这也说明想要使用Jnit4，得有JDK1.5以上
也就是说 Junit4是使用注解来完成测试的。
Android Studio已经自动依赖了Junit4框架，我们不用自己手动加，直接就可以在项目中使用了。
而使用Junit的方式是 注解+断言，先来看下他们有什么吧
2.2 Jnit4框架注解
下面是Jnit4框架重点的注解
| 注解 | 描述 |
|---|---|
| @Test | 指明这是一个测试方法 (@Test注解可以接受2个参数，一个是预期错误 expected，一个是超时时间timeout |
| @Before | 在所有测试方法之前执行 |
| @After | 在所有测试方法之后执行 |
| @BeforeClass | 在该类的所有测试方法和@Before方法之前执行 （修饰的方法必须是静态的） |
| @AfterClass | 在该类的所有测试方法和@After 方法之后执行（修饰的方法必须是静态的） |
| @Ignore | 忽略此单元测试 |
| @Runwith | 放在测试类名之前，用来确定这个类怎么运行的。也可以不标注，会使用默认运行器。 |
2.3 JUnit断言
| 断言 | 描述 |
|---|---|
| assertEquals([String message],expected value,actual value) | 断言两个值相等。值类型可能是int，short，long，byte，char，Object，第一个参数是一个可选字符串消息 |
| assertTrue([String message],boolean condition) | 断言一个条件为真 |
| assertFalse([String message],boolean condition) | 断言一个条件为假 |
| assertNotNull([String message],java.lang.Object object) | 断言一个对象不为空（null） |
| assertNull([String message],java.lang.Object object) | 断言一个对象为空（null） |
| assertSame([String message],java.lang.Object expected,java.lang.Object actual) | 断言两个对象引用相同的对象 |
| assertNotSame([String message],java.lang.Object unexpected,java.lang.Object actual) | 断言两个对象不是引用同一个对象 |
| assertArrayEquals([String message],expectedArray,resultArray) | 断言预期数组和结果数组相等，数组类型可能是int，short，long，byte，char，Object |
2.4 写一个简单的测试类
第一步是写好我们的业务代码，我们先在main.java包下写一个 MathHelper类：
class MathHelper {
/**
* 计算阶乘
*/
fun factorial(n: Int): Int {
return when {
n < 0 -> {
throw Exception("负数没有阶乘")
}
n <= 1 -> {
1
}
else -> {
n * factorial(n - 1)
}
}
}
}
接着，我们在 src.test 包下创建一个 MathHelperTest 类，命名按照 被测试类名+Test的规范
然后写入下面代码：
class MathHelperTest {
@Test
fun testFactorial() {
assertEquals(6, MathHelper().factorial(3))
}
}
然后crtl+shift+f10 开始测试，如下所示：
发现左边打了勾，证明该函数测试通过，假如我们把6换成7，就会出现下面的情况：
2.5 自动生成一个测试类
如果我们自己手写测试类，那项目庞大时，这无疑非常麻烦，我们可以使用Android Studio自带的插件来实现自动生成测试类。
我们先把之前写的 Test类删去。
然后在 MathHelper类中 crtl + shift + T -> create new Test -> 选中Testing library为Junit4 -> 选中需要测试的方法 ->确定
就能生成测试类了：
2.6 异常和超时
注解中讲过 @Test可以放入两个参数
- ecepted
- timeout
excepted是用来测试异常抛出的，比如我们这么写：
@Test(expected = Exception::class)
fun factorial() {
MathHelper().factorial(-1)
fail("参数为负数但是没有抛出错误")
}
用来捕获Exception异常，如果没有抛出，则会走到 fail()语句，表明程序发生意想不到的情况，如果捕获到，则报测试通过。
timeout是用来计算函数的计算时间是否超过设置时间
下面是一个操作的例子：
fun sort(array: Array<Int>) = Arrays.sort(array)
编写测试类，产生一个随机 一百万大的数组，然后排序，设置超时时间为200ms：
@Test(timeout = 200L)
fun sort() {
val r = Random(100000)
val array = Array<Int>(1000000, init = {
r.nextInt()
})
for (i in 0..999999) {
array[i] = r.nextInt()
}
MathHelper().sort(array)
}
发现抛出：org.junit.runners.model.TestTimedOutException: test timed out after 200 milliseconds
说明该方法超过时限。
2.7 套件测试
套件测试其实就是批量的运行测试类。
需要使用到下面三个注解：
@RunWith
注解该类为一个测试入口@Suite.SuiteClasses
用于指定套件运行的测试类
比如我们将之前的 sort函数单独抽出来放在一个类里面，类名为 SortHelper
再创建一个 SortHelperTest，把之前的测试用例怼到这个类里面来。
class SortHelperTest {
@Test(timeout = 200L)
fun sort() {
val r = Random(100000)
...
SortHelper().sort(array)
}
}
这个时候我们就产生了两个测试类： MathHelperTest和 SortHelperTest
这个时候为了提高测试效率，我们可以选择不一个个测，而是一起测，我们可以写下这么一个测试类：
@RunWith(Suite::class) // 1
@Suite.SuiteClasses(MathHelperTest::class, SortHelperTest::class) // 2
class SuiteTest {
}
注释1：表明当前所要测试环境为 Suite类
注释2：是注释1中的Suite类，而其 SuiteClasses()中所包含的，就是需要批量测试的类。
运行结果如下所示：
MainHelperTest测试成功， SortHelperTest因为函数运行时间超过200MS，所以测试不通过。
参考文章
JUnit4单元测试入门教程
Android 单元测试(二) 之JUnit进阶
一文全面了解Android单元测试