Java单元测试之Mock框架

一、引言

实际工作中，可能会遇到如下情况：

• 场景一：依赖接口不通，甲开发A模块，乙开发B模块，甲的进度比乙快，但A模块的方法依赖于B模块，要测试A模块接口怎么办？
• 场景二：异常数据难模拟，当需要测试接口一些异常数据，接口正常情况是否无法提供异常数据的。那么如何简便地构造接口的异常数据？
• 场景三：依赖接口性能参数无法保障。在对接口性能压测的时候，需要下游接口及时返回数据，满足上游接口的调用频度。在依赖接口多的情况下，如何减轻工作量？

二、为什么要用Mock

• 团队可以并行工作
  有了Mock，前后端人员只需要定义好接口文档就可以开始并行工作，互不影响，只在最后的联调阶段往来密切；后端与后端之间如果有接口耦合，也同样能被Mock解决；测试过程中如果遇到依赖接口没有准备好，同样可以借助Mock；不会出现一个团队等待另一个团队的情况。这样的话，开发自测阶段就可以及早开展，从而发现缺陷的时机也提前了，有利于整个产品质量以及进度的保证。

• 开启TDD模式，即测试驱动开发
  单元测试是TDD实现的基石，而TDD经常会碰到协同模块尚未开发完成的情况，但是有了mock，这些一切都不是问题。当接口定义好后，测试人员就可以创建一个Mock，把接口添加到自动化测试环境，提前创建测试。

• 可以模拟那些无法访问的资源
  比如说，你需要调用一个“墙”外的资源来方便自己调试，就可以自己Mock一个。

• 隔离系统
  假如我们需要调用一个post请求，为了获得某个响应，来看当前系统是否能正确处理返回的“响应”，但是这个post请求会造成数据库中数据的污染，那么就可以充分利用Mock，构造一个虚拟的post请求，我们给他指定返回就好了

• 可以用来演示
  假如我们需要创建一个演示程序，并且做了简单的UI，那么在完全没有开发后端服务的情况下，也可以进行演示。说到演示了，假如你已经做好了一个系统，并且需要给客户进行演示，但是里面有些真实数据并不想让用户看到，那么同样，你可以用Mock接口把这些敏感信息接口全部替换。

• 测试覆盖度
  假如有一个接口，有100个不同类型的返回，我们需要测试它在不同返回下，系统是否能够正常响应，但是有些返回在正常情况下基本不会发生，难道你要千方百计地给系统做各种手脚让他返回以便测试吗？比如，我们需要测试在当接口发生500错误的时候，app是否崩溃，别告诉我你一定要给服务端代码做些手脚让他返回500 。。。而使用mock，这一切就都好办了，想要什么返回就模拟什么返回，再也不用担心测试覆盖度了

mock有利也有弊：

1. 不要过度使用mock。测试用例中，掌握好使用mock的度。在涉及到网络访问、数据库读写、操作系统交互等系统级调用，并且调用结果对SUT的处理逻辑有显著影响时，优先使用mock。

2. 不要过度依赖基于mock的测试结果。基于mock的测试无论如何充分，都不能保证不发生问题遗漏。一个完整的测试策略，一定是由基于mock的测试和基于非mock的测试共同组成的，二者相辅相成，缺一不可。

三、Mock使用场景

四、Mock定义

mock是在测试过程中，对于一些不容易构造/获取的对象，创建一个mock对象来模拟对象的行为。比如说你需要调用B服务，可是B服务还没有开发完成，那么你就可以将调用B服务的那部分给Mock掉，并编写你想要的返回结果。 Mock有很多的实现框架，例如Mockito、EasyMock、Jmockit、PowerMock、Spock等等，SpringBoot默认的Mock框架是Mockito，和junit一样，只需要依赖spring-boot-starter-test就可以了。

五、Mock框架

常用的mock框架有EasyMock、JMock、Mockito、PowerMockito，比较常用的是Mockito。

五、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。
Mockito是GitHub上使用最广泛的Mock框架，并与JUnit结合使用。
Mockito框架可以创建和配置mock对象。
使用Mockito简化了具有外部依赖的类的测试开发。

5.1 Mockito基本使用

1、导入依赖

dependencies {
    // ... more entries
    testCompile 'junit:junit:4.12'

    // required if you want to use Mockito for unit tests
    testCompile 'org.mockito:mockito-core:2.7.22'
    // required if you want to use Mockito for Android tests
    androidTestCompile 'org.mockito:mockito-android:2.7.22'
}

2、静态导入

import static org.mockito.Mockito.*;

//示例
//创建mock对象，mock一个List接口
List mockedList = mock(List.class);
//如果不使用静态导入,则必须使用Mockito调用
List mockList = Mockito.mock(List.class);

3、验证
一旦mock对象被创建了，mock对象会记住所有的交互。然后你就可以选择性的验证感兴趣的交互。

//你可以mock一个具体的类型，而不仅是接口
LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class);
mockedList.add("one");

//验证
verify(mockedList).add("one");

4、做测试桩

//测试桩
when(mockedList.get(0)).thenReturn("first");
when(mockedList.get(1)).thenThrow(new RuntimeException());

当调用mockList.get(0)的时候，返回first
当调用mockList.get(1)的时候，抛出一个运行时异常

其他的使用方法见中文官方文档：Mockito 中文文档 ( 2.0.26 beta )

5.2 MockMVC测试

对于前后端分离的项目而言，无法直接从前端静态代码中测试接口的正确性，因此可以通过MockMVC来模拟HTTP请求。基于RESTful风格的SpringMVC的测试，可以测试完整的Spring MVC流程，即从URL请求到控制器处理，再到视图渲染都可以测试。

5.2.1 初始化MockMvc对象

@Autowired
private WebApplicationContext webApplicationContext;
private MockMvc mockMvc;

//在每个测试方法执行之前都初始化MockMvc对象
@BeforeEach
public void setupMockMvc() {
    mockMvc = MockMvcBuilders.webAppContextSetup(webApplicationContext).build();
}

5.2.2 接口测试

1、Controller层

/**
 * id:\\d+只匹配数字
 * @param id
 * @return
 */
@GetMapping("/user/{id:\\d+}")
public User getUserById(@PathVariable Long id) {

    return userService.getById(id);
}

2、Mockito构建自定义返回结果
userService.getById并没有返回结果，但是我们的测试并不关心userService.getById这个方法是否正常，只是在我们的测试中需要用到这个方法，所以我们可以Mock掉UserService的getById方法，自己定义返回的结果。

@MockBean
private UserService userService;

@Test
void getUserById() throws Exception {

    User user = new User();
    user.setId(1);
    user.setNickname("yunqing");
    //Mock一个结果，当userService调用getById的时候，返回user
    doReturn(user).when(userService).getById(any());

    //perform,执行一个RequestBuilders请求，会自动执行SpringMVC的流程并映射到相应的控制器执行处理
    mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders
            //构造一个get请求
            .get("/user/1")
            //请求类型 json
            .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
            // 期望的结果状态 200
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk())
            //添加ResultHandler结果处理器，比如调试时 打印结果(print方法)到控制台
            .andDo(MockMvcResultHandlers.print());
}

3、传参数

@Test
void getUserByUsername() throws Exception {
    // perform : 执行请求 ;
    mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders
            //MockMvcRequestBuilders.get("/url") ： 构造一个get请求
            .get("/user/getUserByName")
            //传参
            .param("username","admin")
            // 请求type : json
            .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
            // 期望的结果状态 200
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk());
}

4、期望返回结果集有两个元素

@Test
void getAll() throws Exception {
    User user = new User();
    user.setNickname("yunqing");
    List<User> list = new LinkedList<>();
    list.add(user);
    list.add(user);
    //Mock一个结果，当userService调用list的时候，返回user
    when(userService.list()).thenReturn(list);
    //perform,执行一个RequestBuilders请求，会自动执行SpringMVC的流程并映射到相应的控制器执行处理
    mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders
            //构造一个get请求
            .get("/user/list")
            //请求类型 json
            .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
            // 期望的结果状态 200
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk())
            //期望返回的结果集合有两个元素
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.length()").value(2))
            //添加ResultHandler结果处理器，比如调试时 打印结果(print方法)到控制台
            .andDo(MockMvcResultHandlers.print());
}

5、测试Post请求

@Test
void insert() throws Exception {

    User user = new User();
    user.setNickname("yunqing");
    String jsonResult = JSONObject.toJSONString(user);
    //直接自定义save返回true
    when(userService.save(any())).thenReturn(true);
    // perform : 执行请求 ;
    MvcResult mvcResult = mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders
            //MockMvcRequestBuilders.post("/url") ： 构造一个post请求
            .post("/user/insert")
            .accept(MediaType.APPLICATION_JSON)
            //传参,因为后端是@RequestBody所以这里直接传json字符串
            .content(jsonResult)
            // 请求type : json
            .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON))
            // 期望的结果状态 200
            .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk())
            .andDo(MockMvcResultHandlers.print())
            .andReturn();//返回结果

    int statusCode = mvcResult.getResponse().getStatus();
    String result = mvcResult.getResponse().getContentAsString();
    //单个断言
    Assertions.assertEquals(200, statusCode);
    //多个断言，即使出错也会检查所有断言
    assertAll("断言",
            () -> assertEquals(200, statusCode),
            () -> assertTrue("true".equals(result))
    );

5.2.3 常用API

常用的期望

//使用jsonPaht验证返回的json中code、message字段的返回值
.andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.code").value("00000"))
.andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.message").value("成功"))
//body属性不为空
.andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.body").isNotEmpty())
// 期望的返回结果集合有2个元素 ， $: 返回结果
.andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.length()").value(2));

RequestBuilder/MockMvcRequestBuilders

//根据uri模板和uri变量值得到一个GET请求方式的MockHttpServletRequestBuilder；
MockHttpServletRequestBuilder get(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//同get类似，但是是POST方法；
MockHttpServletRequestBuilder post(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//同get类似，但是是PUT方法；
MockHttpServletRequestBuilder put(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//同get类似，但是是DELETE方法；
MockHttpServletRequestBuilder delete(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//同get类似，但是是OPTIONS方法；
MockHttpServletRequestBuilder options(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//提供自己的Http请求方法及uri模板和uri变量，如上API都是委托给这个API；
MockHttpServletRequestBuilder request(HttpMethod httpMethod, String urlTemplate, Object... urlVariables)
//提供文件上传方式的请求，得到MockMultipartHttpServletRequestBuilder；
MockMultipartHttpServletRequestBuilder fileUpload(String urlTemplate, Object... urlVariables)
//创建一个从启动异步处理的请求的MvcResult进行异步分派的RequestBuilder；
RequestBuilder asyncDispatch(final MvcResult mvcResult)

MockHttpServletRequestBuilder

//：添加头信息；
MockHttpServletRequestBuilder header(String name, Object... values)/MockHttpServletRequestBuilder headers(HttpHeaders httpHeaders)
//：指定请求的contentType头信息；
MockHttpServletRequestBuilder contentType(MediaType mediaType)
//：指定请求的Accept头信息；
MockHttpServletRequestBuilder accept(MediaType... mediaTypes)/MockHttpServletRequestBuilder accept(String... mediaTypes)
//：指定请求Body体内容；
MockHttpServletRequestBuilder content(byte[] content)/MockHttpServletRequestBuilder content(String content)
//：请求传入参数
MockHttpServletRequestBuilder param(String name,String... values)
//：指定请求的Cookie；
MockHttpServletRequestBuilder cookie(Cookie... cookies)
//：指定请求的Locale；
MockHttpServletRequestBuilder locale(Locale locale)
//：指定请求字符编码；
MockHttpServletRequestBuilder characterEncoding(String encoding)
//：设置请求属性数据；
MockHttpServletRequestBuilder requestAttr(String name, Object value) 
//：设置请求session属性数据；
MockHttpServletRequestBuilder sessionAttr(String name, Object value)/MockHttpServletRequestBuilder sessionAttrs(Map<string, object=""> sessionAttributes)
//指定请求的flash信息，比如重定向后的属性信息；
MockHttpServletRequestBuilder flashAttr(String name, Object value)/MockHttpServletRequestBuilder flashAttrs(Map<string, object=""> flashAttributes)
//：指定请求的Session；
MockHttpServletRequestBuilder session(MockHttpSession session) 
// ：指定请求的Principal；
MockHttpServletRequestBuilder principal(Principal principal)
//：指定请求的上下文路径，必须以“/”开头，且不能以“/”结尾；
MockHttpServletRequestBuilder contextPath(String contextPath) 
//：请求的路径信息，必须以“/”开头；
MockHttpServletRequestBuilder pathInfo(String pathInfo) 
//：请求是否使用安全通道；
MockHttpServletRequestBuilder secure(boolean secure)
//：请求的后处理器，用于自定义一些请求处理的扩展点；
MockHttpServletRequestBuilder with(RequestPostProcessor postProcessor)

MockMultipartHttpServletRequestBuilder

//：指定要上传的文件；
MockMultipartHttpServletRequestBuilder file(String name, byte[] content)/MockMultipartHttpServletRequestBuilder file(MockMultipartFile file)

ResultActions

//：添加验证断言来判断执行请求后的结果是否是预期的；
ResultActions andExpect(ResultMatcher matcher) 
//：添加结果处理器，用于对验证成功后执行的动作，如输出下请求/结果信息用于调试；
ResultActions andDo(ResultHandler handler) 
//：返回验证成功后的MvcResult；用于自定义验证/下一步的异步处理；
MvcResult andReturn()

ResultMatcher/MockMvcResultMatchers

//：请求的Handler验证器，比如验证处理器类型/方法名；此处的Handler其实就是处理请求的控制器；
HandlerResultMatchers handler()
//：得到RequestResultMatchers验证器；
RequestResultMatchers request()
//：得到模型验证器；
ModelResultMatchers model()
//：得到视图验证器；
ViewResultMatchers view()
//：得到Flash属性验证；
FlashAttributeResultMatchers flash()
//：得到响应状态验证器；
StatusResultMatchers status()
//：得到响应Header验证器；
HeaderResultMatchers header()
//：得到响应Cookie验证器；
CookieResultMatchers cookie()
//：得到响应内容验证器；
ContentResultMatchers content()
//：得到Json表达式验证器；
JsonPathResultMatchers jsonPath(String expression, Object ... args)/ResultMatcher jsonPath(String expression, Matcher matcher)
//：得到Xpath表达式验证器；
XpathResultMatchers xpath(String expression, Object... args)/XpathResultMatchers xpath(String expression, Map<string, string=""> namespaces, Object... args)
//：验证处理完请求后转发的url（绝对匹配）；
ResultMatcher forwardedUrl(final String expectedUrl)
//：验证处理完请求后转发的url（Ant风格模式匹配，@since spring4）；
ResultMatcher forwardedUrlPattern(final String urlPattern)
//：验证处理完请求后重定向的url（绝对匹配）；
ResultMatcher redirectedUrl(final String expectedUrl)
//：验证处理完请求后重定向的url（Ant风格模式匹配，@since spring4）；
ResultMatcher redirectedUrlPattern(final String expectedUrl)