Java单元测试技巧之JSON序列化

简介: 今年7月,作者迎接更大的挑战,接手并维护了几个Java后端项目。在熟悉业务和代码的过程中,快速地对原有项目进行单元测试用例的补充,使其单元测试覆盖率达到70%+甚至于100%。有同事问我:“你写单元测试为什么这么快?”我微微一笑:“工欲善其事,必先利其器。而我快速编写Java单元测试用例的技巧就是——JSON序列化。”

一  前言


《论语》中孔子有言:“工欲善其事,必先利其器。”

今年7月,作者迎接更大的挑战,接手并维护了几个Java后端项目。在熟悉业务和代码的过程中,快速地对原有项目进行单元测试用例的补充,使其单元测试覆盖率达到70%+甚至于100%。有同事问我:“你写单元测试为什么这么快?”我微微一笑:“工欲善其事,必先利其器。而我快速编写Java单元测试用例的技巧就是——JSON序列化。”

是的,做任何事情,都要讲究方式方法;只要方式方法对了,就会事半功倍。这里,作者系统性地总结了JSON序列化在编写Java单元测试用例中的使用技巧,希望能够让大家“读有所得、得有所思、思有所获”。

1  冗长的单元测试代码


在编写单元测试用例的过程中,经常会出现以下冗长的单元测试代码。

冗长的数据模拟代码


1)模拟类属性值


在模拟类属性值时,会遇到以下的冗长代码:

Map<Long, String> languageMap = new HashMap<>(MapHelper.DEFAULT);
languageMap.put(1L, "Java");
languageMap.put(2L, "C++");
languageMap.put(3L, "Python");
languageMap.put(4L, "JavaScript");
... // 约几十行
Whitebox.setInternalState(developmentService, "languageMap", languageMap);


2)模拟方法参数值


在模拟方法参数值时,会遇到以下的冗长代码:

List<UserCreateVO> userCreateList = new ArrayList<>();
UserCreateVO userCreate0 = new UserCreateVO();
userCreate0.setName("Changyi");
userCreate0.setTitle("Java Developer");
... // 约几十行
userCreateList.add(userCreate0);
UserCreateVO userCreate1 = new UserCreateVO();
userCreate1.setName("Tester");
userCreate1.setTitle("Java Tester");
... // 约几十行
userCreateList.add(userCreate1);
... // 约几十条
userService.batchCreate(userCreateList);

3)模拟方法返回值


在模拟方法返回值时,会遇到以下的冗长代码:

Long companyId = 1L;
List<UserDO> userList = new ArrayList<>();
UserDO user0 = new UserDO();
user0.setId(1L);
user0.setName("Changyi");
user0.setTitle("Java Developer");
... // 约几十行
userList.add(user0);
UserDO user1 = new UserDO();
user1.setId(2L);
user1.setName("Tester");
user1.setTitle("Java Tester");
... // 约几十行
userList.add(user1);
... // 约几十条
Mockito.doReturn(userList).when(userDAO).queryByCompanyId(companyId);

冗长的数据验证代码


1)验证方法返回值


在验证方法返回值时,会遇到以下的冗长代码:

Long companyId = 1L;
List<UserVO> userList = userService.queryByCompanyId(companyId);
UserVO user0 = userList.get(0);
Assert.assertEquals("name不一致", "Changyi", user0.getName());
Assert.assertEquals("title不一致", "Java Developer", user0.getTitle());
... // 约几十行
UserVO user1 = userList.get(1);
Assert.assertEquals("name不一致", "Tester", user1.getName());
Assert.assertEquals("title不一致", "Java Tester", user1.getTitle());
... // 约几十行
... // 约几十条

2)验证方法参数值


在验证方法参数值时,会遇到以下的冗长代码:

ArgumentCaptor<List<UserDO>> userCreateListCaptor = CastUtils.cast(ArgumentCaptor.forClass(List.class));
Mockito.verify(userDAO).batchCreate(userCreateListCaptor.capture());
List<UserDO> userCreateList = userCreateListCaptor.getValue();
UserDO userCreate0 = userCreateList.get(0);
Assert.assertEquals("name不一致", "Changyi", userCreate0.getName());
Assert.assertEquals("title不一致", "Java Developer", userCreate0.getTitle());
... // 约几十行
UserDO userCreate1 = userCreateList.get(1);
Assert.assertEquals("name不一致", "Tester", userCreate1.getName());
Assert.assertEquals("title不一致", "Java Tester", userCreate1.getTitle());
... // 约几十行
... // 约几十条

2  采用JSON序列化简化


常言道:“眼见为实,耳听为虚。”下面,就通过JSON序列化来简化上面的单元测试用例代码,让大家先睹为快。

简化数据模拟代码


对于数据模拟,首先需要先加载JSON资源文件为字符串,然后通过JSON反序列化字符串为数据对象,最后用于模拟类属性值、方法参数值和方法返回值。这样,就精简了原来冗长的赋值语句。

1)模拟类属性值


利用JSON反序列化,简化模拟类属性值代码如下:

String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "languageMap.json");
Map<Long, String> languageMap = JSON.parseObject(text, new TypeReference<Map<Long, String>>() {});
Whitebox.setInternalState(mobilePhoneService, "languageMap", languageMap);

其中,JSON资源文件languageMap.json的内容如下:

{1:"Java",2:"C++",3:"Python",4:"JavaScript"...}

2)模拟方法参数值


利用JSON反序列化,简化模拟方法参数值代码如下:

String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateList.json");
List<UserCreateVO> userCreateList = JSON.parseArray(text, UserCreateVO.class);
userService.batchCreate(userCreateList);

其中,JSON资源文件userCreateList.json的内容如下:


[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

3)模拟方法返回值


利用JSON反序列化,简化模拟方法返回值代码如下:

Long companyId = 1L;
String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userList.json");
List<UserDO> userList = JSON.parseArray(text, UserDO.class);
Mockito.doReturn(userList).when(userDAO).queryByCompanyId(companyId);

其中,JSON资源文件userList.json的内容如下:


[{"id":1,"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"id":2,"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

简化数据验证代码


对于数据验证,首先需要先加载JSON资源文件为字符串,然后通过JSON序列化数据对象为字符串,最后验证两字符串是否一致。这样,就精简了原来冗长的验证语句。

1)验证方法返回值


利用JSON序列化,简化验证方法返回值代码如下:

Long companyId = 1L;
List<UserVO> userList = userService.queryByCompanyId(companyId);
String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userList.json");
Assert.assertEquals("用户列表不一致", text, JSON.toJSONString(userList));

其中,JSON资源文件userList.json的内容如下:

[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

2)验证方法参数值


利用JSON序列化,简化验证方法参数值代码如下:

ArgumentCaptor<List<UserDO>> userCreateListCaptor = CastUtils.cast(ArgumentCaptor.forClass(List.class));
Mockito.verify(userDAO).batchCreate(userCreateListCaptor.capture());
String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateList.json");
Assert.assertEquals("用户创建列表不一致", text, JSON.toJSONString(userCreateListCaptor.getValue()));

其中,JSON资源文件userCreateList.json的内容如下:


[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

3  测试用例及资源命名


俗话说:“没有规矩,不成方圆。”所以,为了更好地利用JSON序列化技巧,首先对测试用例和资源文件进行规范化命名。

测试类命名


按照行业惯例,测试类的命名应以被测试类名开头并以Test结尾。比如:UserService(用户服务类)的测试类需要命名为UserServiceTest(用户服务测试类)。

单元测试类应该放在被测试类的同一工程的"src/test/java"目录下,并且要放在被测试类的同一包下。注意,单元测试类不允许写在业务代码目录下,否则在编译时没法过滤这些测试用例。

测试方法命名


按照行业规范,测试方法命名应以test开头并以被测试方法结尾。比如:batchCreate(批量创建)的测试方法需要命名为testBatchCreate(测试:批量创建),queryByCompanyId(根据公司标识查询)的测试方法需要命名为testQueryByCompanyId(测试:根据公司标识查询)。

当一个方法对应多个测试用例时,就需要创建多个测试方法,原有测试方法命名已经不能满足需求了。有人建议在原有的测试方法命名的基础上,添加123等序号表示不同的用例。比如:testBatchCreate1(测试:批量创建1)、testBatchCreate2(测试:批量创建2)……但是,这种方法不能明确每个单元测试的用意。

这里,作者建议在原有的测试方法命名的基础上,添加”With+条件“来表达不同的测试用例方法。

  1. 按照结果命名:
  • testBatchCreateWithSuccess(测试:批量创建-成功);
  • testBatchCreateWithFailure(测试:批量创建-失败);
  • testBatchCreateWithException(测试:批量创建-异常);
  1. 按照参数命名:
  • testBatchCreateWithListNull(测试:批量创建-列表为NULL);
  • testBatchCreateWithListEmpty(测试:批量创建-列表为空);
  • testBatchCreateWithListNotEmpty(测试:批量创建-列表不为空);
  1. 按照意图命名:
  • testBatchCreateWithNormal(测试:批量创建-正常);
  • testBatchCreateWithGray(测试:批量创建-灰度);
  • testBatchCreateWithException(测试:批量创建-异常);


当然,还有形成其它的测试方法命名方式,也可以把不同的测试方法命名方式混用,只要能清楚地表达出这个测试用例的涵义即可。

测试类资源目录命名


这里,作者建议的资源目录命名方式为——以test开头且以被测试类名结尾。比如:UserService(用户服务类)的测试资源目录可以命名为testUserService。

那么,这个资源目录应该放在哪儿了?作者提供了2个选择:

  1. 放在“src/test/java”目录下,跟测试类放在同一目录下——这是作者最喜欢的方式;
  2. 放在“src/test/resources”目录下,跟测试类放在同一目录下——建议IDEA用户采用这种方式。

测试方法资源目录命名


在前面的小节中,我们针对测试方法进行了规范命名。这里,我们可以直接拿来使用——即用测试方法名称来命名测试目录。当然,这些测试方法资源目录应该放在测试类资源目录下。比如:测试类UserServiceTest(用户服务测试类)的测试方法testBatchCreateWithSuccess(测试:批量创建-成功)的测试资源目录就是testUserService/testBatchCreateWithSuccess。

另外,也可以采用“测试方法名称”+“测试条件名称”二级目录的命名方式。比如:测试类UserServiceTest(用户服务测试类)的测试方法testBatchCreateWithSuccess(测试:批量创建-成功)的测试资源目录就是testUserService/testBatchCreate/success。

这里,作者首推的是第一种方式,因为测试方法名称和资源目录名称能够保持一致。

测试资源文件命名


在被测试代码中,所有参数、变量都已经有了命名。所以,建议优先使用这些参数和变量的名称,并加后缀“.json”标识文件格式。如果这些资源文件名称冲突,可以添加前缀以示区分。比如:userCreateList的资源文件名称为"userCreateList.json"。

另外,在测试用例代码中,把这些测试资源文件加载后,反序列化为对应的数据对象,这些数据对象的变量名称也应该跟资源文件名称保持一致。

String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateList.json");
List<UserCreateVO> userCreateList = JSON.parseArray(text, UserCreateVO.class);
userService.batchCreate(userCreateList);

测试资源文件存储


在测试资源目录和名称定义好之后,就需要存入测试资源文件了。存储方式总结如下:

  1. 如果是测试类下所有测试用例共用的资源文件,建议存储在测试类资源目录下,比如:testUserService;
  2. 如果是测试用例独有的资源文件,建议存储在测试方法资源目录下,比如:testUserService/testBatchCreateWithSuccess;
  3. 如果是某一被测方法所有的测试用例共用的资源文件,建议存储在不带任何修饰的测试方法资源目录下,比如:testUserService/testBatchCreate;
  4. 如果测试类资源目录下只有一个测试方法资源目录,可以去掉这个测试方法资源目录,把所有资源文件存储在测试类资源目录下。


注意:这里的资源文件不光是JSON资源文件,但也可以是其它类型的资源文件。

Git文件名称过长


由于资源目录名称较长(大概超过50个字符),可能会导致git检出代码时出现以下错误:

git checkout develop
error: xxx/xxx: Filename too long

或者,在添加文件时出现以下错误:

git add .
error: open("xxx/xxx"): Filename too long
error: unable to index file 'xxx/xxx'
fatal: adding files failed

可以通过以下git设置参数解决:

git config --system core.longpaths true

当然,测试用例名称和资源目录名称没必要太长,可以进行一些精简使其小于等于50个字符。

JSON资源文件格式


关于JSON资源文件是否格式化的建议:不要格式化JSON资源文件内容,否则会占用更多的代码行数,还会导致无法直接进行文本比较。

4  测试资源使用案例


在上一章中,讲了测试用例和资源的命名规则以及存放方式。但是,只是文字的描述,没有什么体感。所有,这一章将举例一个完整的案例来实际说明。

被测案例代码


以UserService的createUser方法为例说明:


/**
 * 用户服务类
 */
@Service
public class UserService {
    /** 服务相关 */
    /** 用户DAO */
    @Autowired
    private UserDAO userDAO;
    /** 标识生成器 */
    @Autowired
    private IdGenerator idGenerator;
    /** 参数相关 */
    /** 可以修改 */
    @Value("${userService.canModify}")
    private Boolean canModify;
    /**
     * 创建用户
     * 
     * @param userCreate 用户创建
     * @return 用户标识
     */
    public Long createUser(UserVO userCreate) {
        // 获取用户标识
        Long userId = userDAO.getIdByName(userCreate.getName());
        // 根据存在处理
        // 根据存在处理: 不存在则创建
        if (Objects.isNull(userId)) {
            userId = idGenerator.next();
            UserDO userCreateDO = new UserDO();
            userCreateDO.setId(userId);
            userCreateDO.setName(userCreate.getName());
            userDAO.create(userCreateDO);
        }
        // 根据存在处理: 已存在可修改
        else if (Boolean.TRUE.equals(canModify)) {
            UserDO userModifyDO = new UserDO();
            userModifyDO.setId(userId);
            userModifyDO.setName(userCreate.getName());
            userDAO.modify(userModifyDO);
        }
        // 根据存在处理: 已存在禁修改
        else {
            throw new UnsupportedOperationException("不支持修改");
        }
        // 返回用户标识
        return userId;
    }
}

测试用例代码


编写完整的测试用例如下:

/**
 * 用户服务测试类
 */
@RunWith(PowerMockRunner.class)
public class UserServiceTest {
    /** 模拟依赖对象 */
    /** 用户DAO */
    @Mock
    private UserDAO userDAO;
    /** 标识生成器 */
    @Mock
    private IdGenerator idGenerator;
    /** 定义测试对象 */
    /** 用户服务 */
    @InjectMocks
    private UserService userService;
    /** 定义静态常量 */
    /** 资源路径 */
    private static final String RESOURCE_PATH = "testUserService/";
    /**
     * 在测试之前
     */
    @Before
    public void beforeTest() {
        // 注入依赖对象
        Whitebox.setInternalState(userService, "canModify", Boolean.TRUE);
    }
    /**
     * 测试: 创建用户-创建
     */
    @Test
    public void testCreateUserWithCreate() {
        // 模拟依赖方法
        // 模拟依赖方法: userDAO.getByName
        Mockito.doReturn(null).when(userDAO).getIdByName(Mockito.anyString());
        // 模拟依赖方法: idGenerator.next
        Long userId = 1L;
        Mockito.doReturn(userId).when(idGenerator).next();
        // 调用测试方法
        String path = RESOURCE_PATH + "testCreateUserWithCreate/";
        String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateVO.json");
        UserVO userCreate = JSON.parseObject(text, UserVO.class);
        Assert.assertEquals("用户标识不一致", userId, userService.createUser(userCreate));
        // 验证依赖方法
        // 验证依赖方法: userDAO.getByName
        Mockito.verify(userDAO).getIdByName(userCreate.getName());
        // 验证依赖方法: idGenerator.next
        Mockito.verify(idGenerator).next();
        // 验证依赖方法: userDAO.create
        ArgumentCaptor<UserDO> userCreateCaptor = ArgumentCaptor.forClass(UserDO.class);
        Mockito.verify(userDAO).create(userCreateCaptor.capture());
        text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateDO.json");
        Assert.assertEquals("用户创建不一致", text, JSON.toJSONString(userCreateCaptor.getValue()));
        // 验证依赖对象
        // 验证依赖对象: idGenerator, userDAO
        Mockito.verifyNoMoreInteractions(idGenerator, userDAO);
    }
    /**
     * 测试: 创建用户-修改
     */
    @Test
    public void testCreateUserWithModify() {
        // 模拟依赖方法
        // 模拟依赖方法: userDAO.getByName
        Long userId = 1L;
        Mockito.doReturn(userId).when(userDAO).getIdByName(Mockito.anyString());
        // 调用测试方法
        String path = RESOURCE_PATH + "testCreateUserWithModify/";
        String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateVO.json");
        UserVO userCreate = JSON.parseObject(text, UserVO.class);
        Assert.assertEquals("用户标识不一致", userId, userService.createUser(userCreate));
        // 验证依赖方法
        // 验证依赖方法: userDAO.getByName
        Mockito.verify(userDAO).getIdByName(userCreate.getName());
        // 验证依赖方法: userDAO.modify
        ArgumentCaptor<UserDO> userModifyCaptor = ArgumentCaptor.forClass(UserDO.class);
        Mockito.verify(userDAO).modify(userModifyCaptor.capture());
        text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userModifyDO.json");
        Assert.assertEquals("用户修改不一致", text, JSON.toJSONString(userModifyCaptor.getValue()));
        // 验证依赖对象
        // 验证依赖对象: idGenerator
        Mockito.verifyZeroInteractions(idGenerator);
        // 验证依赖对象: userDAO
        Mockito.verifyNoMoreInteractions(userDAO);
    }
    /**
     * 测试: 创建用户-异常
     */
    @Test
    public void testCreateUserWithException() {
        // 注入依赖对象
        Whitebox.setInternalState(userService, "canModify", Boolean.FALSE);
        // 模拟依赖方法
        // 模拟依赖方法: userDAO.getByName
        Long userId = 1L;
        Mockito.doReturn(userId).when(userDAO).getIdByName(Mockito.anyString());
        // 调用测试方法
        String path = RESOURCE_PATH + "testCreateUserWithException/";
        String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateVO.json");
        UserVO userCreate = JSON.parseObject(text, UserVO.class);
        UnsupportedOperationException exception = Assert.assertThrows("返回异常不一致",
            UnsupportedOperationException.class, () -> userService.createUser(userCreate));
        Assert.assertEquals("异常消息不一致", "不支持修改", exception.getMessage());
        // 验证依赖方法
        // 验证依赖方法: userDAO.getByName
        Mockito.verify(userDAO).getIdByName(userCreate.getName());
        // 验证依赖对象
        // 验证依赖对象: idGenerator
        Mockito.verifyZeroInteractions(idGenerator);
        // 验证依赖对象: userDAO
        Mockito.verifyNoMoreInteractions(userDAO);
    }
}

资源文件目录

测试用例所涉及的资源文件目录如下:

截屏2021-11-30 下午3.58.36.png


其中,资源文件内容比较简单,这里就不再累述了。

POM文件配置


根项目的pom.xml文件需要做以下配置:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
    ...
    <!-- 属性管理 -->
    <properties>
        ...
        <junit.version>4.13.1</junit.version>
        <mockito.version>3.3.3</mockito.version>
        <powermock.version>2.0.9</powermock.version>
    </properties>
    <!-- 依赖管理 -->
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            ...
            <!-- PowerMock -->
            <dependency>
                <groupId>junit</groupId>
                <artifactId>junit</artifactId>
                <version>${junit.version}</version>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.mockito</groupId>
                <artifactId>mockito-core</artifactId>
                <version>${mockito.version}</version>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.powermock</groupId>
                <artifactId>powermock-module-junit4</artifactId>
                <version>${powermock.version}</version>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.powermock</groupId>
                <artifactId>powermock-api-mockito2</artifactId>
                <version>${powermock.version}</version>
                <scope>test</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>
    <!-- 构建管理 -->
    <build>
        <pluginManagement>
            <plugins>
                ...
                <plugin>
                    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                    <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
                    <version>2.6</version>
                    <executions>
                        ...
                        <execution>
                            <id>copy-test-resources</id>
                            <phase>compile</phase>
                            <goals>
                                <goal>copy-resources</goal>
                            </goals>
                            <configuration>
                                <encoding>UTF-8</encoding>
                                <outputDirectory>${project.build.directory}/test-classes</outputDirectory>
                                <resources>
                                    <resource>
                                        <directory>src/test/java</directory>
                                        <includes>
                                            <include>**/*.txt</include>
                                            <include>**/*.csv</include>
                                            <include>**/*.json</include>
                                            <include>**/*.properties</include>
                                        </includes>
                                    </resource>
                                    <resource>
                                        <directory>src/test/resources</directory>
                                        <includes>
                                            <include>**/*.txt</include>
                                            <include>**/*.csv</include>
                                            <include>**/*.json</include>
                                            <include>**/*.properties</include>
                                        </includes>
                                    </resource>
                                </resources>
                            </configuration>
                        </execution>
                    </executions>
                </plugin>
            </plugins>
        </pluginManagement>
    </build>
</project>

简要说明如下:

  • 在属性配置中,配置了单元测试所依赖的包版本;


  • 在依赖配置中,配置了单元测试所依赖的包名称;


  • 在构建配置中,配置了编译时需要拷贝目录下的资源文件(如果有其它的资源文件格式,需要在pom中配置添加)。


工具类代码


在上面单元测试用例中,需要使用到一个工具类ResourceHelper(资源赋值类),代码如下:

/**
 * 资源辅助类
 */
public final class ResourceHelper {
    /**
     * 构造方法
     */
    private ResourceHelper() {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    /**
     * 以字符串方式获取资源
     * 
     * @param clazz 类
     * @param name 资源名称
     * @return 字符串
     */
    public static <T> String getResourceAsString(Class<T> clazz, String name) {
        try (InputStream is = clazz.getResourceAsStream(name)) {
            return IOUtils.toString(is, StandardCharsets.UTF_8);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(String.format("以字符串方式获取资源(%s)异常", name), e);
        }
    }
}

5  JSON资源文件的来源


JSON资源文件来源方式很多,作者根据实际操作经验,总结出以下几种以供大家参考。

来源于自己组装


直接利用JSON编辑器或者纯文本编辑器,自己一个字段一个字段地编写JSON资源数据。

[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

注意:这种方式容易出现JSON格式错误及字符串转义问题。

来源于代码生成


做为程序员,能够用程序生成JSON资源数据,就绝不手工组装JSON资源数据。下面,便是利用Fastjson的JSON.toJSONString方法生成JSON资源数据。

public static void main(String[] args) {
    List<UserCreateVO> userCreateList = new ArrayList<>();
    UserCreateVO userCreate0 = new UserCreateVO();
    userCreate0.setName("Changyi");
    userCreate0.setTitle("Java Developer");
    ... // 约几十行
    userCreateList.add(userCreate0);
    UserCreateVO userCreate1 = new UserCreateVO();
    userCreate1.setName("Tester");
    userCreate1.setTitle("Java Tester");
    ... // 约几十行
    userCreateList.add(userCreate1);
    ... // 约几十条
    System.out.println(JSON.toJSONString(userCreateList));
}

执行该程序后,生成的JSON资源数据如下:

[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

注意:这种方式能够避免JSON格式错误及字符串转义问题。

来源于线上日志


如果是事后补充单元测试,首先想到的就是利用线上日志。比如:

2021-08-31 18:55:40,867 INFO [UserService.java:34] - 根据公司标识(1)查询所有用户:[{"id":1,"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"id":2,"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

从上面的日志中,我们可以得到方法userDAO.queryByCompanyId的请求参数companyId取值为"1",返回结果为“[{"id":1,"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"id":2,"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]”。

注意:要想得到现成的JSON资源数据,就必须输出完整的JSON数据内容。但是,由于JSON数据内容过大,一般不建议全部输出。所以,从线上日志中也不一定能够拿到现成的JSON资源数据。

来源于集成测试


集成测试,就是把整个或部分项目环境运行起来,能够连接数据库、Redis、MetaQ、HSF等所依赖的第三方服务环境,然后测试某一个方法的功能是否能够达到预期。

/**
 * 用户DAO测试类
 */
@Slf4j
@RunWith(PandoraBootRunner.class)
@DelegateTo(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@SpringBootTest(classes = {ExampleApplication.class})
public class UserDaoTest {
    /** 用户DAO */
    @Resource
    private UserDAO userDAO;
    /**
     * 测试: 根据公司标识查询
     */
    @Test
    public void testQueryByCompanyId() {
        Long companyId = 1L;
        List<UserDO> userList = userDAO.queryByCompanyId(companyId);
        log.info("userList={}", JSON.toJSONString(userList));
    }
}

执行上面集成测试用例,输出的日志内容如下:

2021-08-31 18:55:40,867 INFO [UserDaoTest.java:24] - userList=[{"id":1,"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"id":2,"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]

上面日志中,userList后面的就是我们需要的JSON资源数据。

我们也可以用集成测试得到方法内部的方法调用的参数值和返回值,具体方法如下:

  1. 首先,在源代码中添加日志输出语句;
  2. 然后,执行单元测试用例,得到对应的方法调用参数值和返回值;
  3. 最后,删除源代码中日志输出语句,恢复源代码为原来的样子。

来源于测试过程


有一些数据,是由被测方法生成的,比如:方法返回值和调用参数。针对这类数据,可以在测试过程中生成,然后逐一进行数据核对,最后整理成JSON资源文件。

被测方法:

public void batchCreate(List<UserCreate> createList) {
    List<UserDO> userList = createList.stream()
        .map(UserService::convertUser).collect(Collectors.toList());
    userDAO.batchCreate(userList);
}

测试用例:

@Test
public void testBatchCreate() {
    // 调用测试方法
    List<UserCreate> createList = ...;
    userService.batchCreate(createList);
    // 验证测试方法
    ArgumentCaptor<List<UserDO>> userListCaptor = CastUtils.cast(ArgumentCaptor.forClass(List.class));
    Mockito.verify(userDAO).batchCreate(userListCaptor.capture());
    Assert.assertEquals("用户列表不一致", "", JSON.toJSONString(userListCaptor.getValue()));
}

执行单元测试后,提示以下问题:

org.junit.ComparisonFailure: 用户列表不一致 expected:<[]> but was:<[[{"name":"Changyi","title":"Java Developer"...},{"name":"Tester","title":"Java Tester"...},...]]>

上面的错误信息中,后面括号中的就是我们需要需要的JSON资源数据。

注意:一定要进行数据核对,这有可能是错误代码生成的错误数据。用错误数据去验证生成它的代码,当然不会测试出其中的问题。

6  JSON序列化技巧


这里以Fastjson为例,介绍一些JSON序列化技巧。

序列化对象


利用JSON.toJSONString方法序列化对象:

UserVO user = ...;
String text = JSON.toJSONString(user);

序列化数组


利用JSON.toJSONString方法序列化数组:

UserVO[] users = ...;
String text = JSON.toJSONString(users);

序列化集合


利用JSON.toJSONString方法序列化集合(继承至Collection,比如List、Set等集合):

List<UserVO> userList = ...;
String text = JSON.toJSONString(userList);

序列化映射


利用JSON.toJSONString方法序列化映射:

Map<Long, UserVO> userMap = ...;
String text = JSON.toJSONString(userMap, SerializerFeature.MapSortField);

其中,为了保证每次序列化的映射字符串一致,需要指定序列化参数MapSortField进行排序。

序列化模板对象


利用JSON.toJSONString方法序列化模板对象:

Result<UserVO> result = ...;
String text = JSON.toJSONString(result);

序列化指定属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化指定属性字段,主要通过设置属性预过滤器(SimplePropertyPreFilter)的包含属性字段列表(includes)实现。主要应用于只想验证某些字段的情况,比如只验证跟测试用例有关的字段。

1)指定所有类的属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化指定所有类的属性字段:

UserVO user = ...;
SimplePropertyPreFilter filter = new SimplePropertyPreFilter();
filter.getIncludes().addAll(Arrays.asList("id", "name"));
String text = JSON.toJSONString(user, filter);

2)指定单个类的属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化指定单个类的属性字段:

List<UserVO> userList = ...;
SimplePropertyPreFilter filter = new SimplePropertyPreFilter(UserVO.class);
filter.getIncludes().addAll(Arrays.asList("id", "name"));
String text = JSON.toJSONString(userList, filter);

3)指定多个类的属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化指定多个类的属性字段:

Pair<UserVO, CompanyVO> userCompanyPair = ...;
SimplePropertyPreFilter userFilter = new SimplePropertyPreFilter(UserVO.class);
userFilter.getUncludes().addAll(Arrays.asList("id", "name"));
SimplePropertyPreFilter companyFilter = new SimplePropertyPreFilter(CompanyVO.class);
companyFilter.getIncludes().addAll(Arrays.asList("id", "name"));
String text = JSON.toJSONString(userCompanyPair, new SerializeFilter[]{userFilter, companyFilter});

序列化字段排除属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化过滤属性字段,主要通过设置属性预过滤器(SimplePropertyPreFilter)的排除属性字段列表(excludes)实现。主要应用于不想验证某些字段的情况,比如排除无法验证的随机属性字段。

1)排除所有类的属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化排除所有类的属性字段:

UserVO user = ...;
SimplePropertyPreFilter filter = new SimplePropertyPreFilter();
filter.getExcludes().addAll(Arrays.asList("gmtCreate", "gmtModified"));
String text = JSON.toJSONString(user, filter);

2)排除单个类的属性字段


利用JSON.toJSONString方法序列化排除单个类的属性字段:

List<UserVO> userList = ...;
SimplePropertyPreFilter filter = new SimplePropertyPreFilter(UserVO.class);
filter.getExcludes().addAll(Arrays.asList("gmtCreate", "gmtModified"));
String text = JSON.toJSONString(userList, filter);

3)排除多个类的属性字段

利用JSON.toJSONString方法序列化排除多个类的属性字段:

Pair<UserVO, CompanyVO> userCompanyPair = ...;
SimplePropertyPreFilter userFilter = new SimplePropertyPreFilter(UserVO.class);
userFilter.getExcludes().addAll(Arrays.asList("gmtCreate", "gmtModified"));
SimplePropertyPreFilter companyFilter = new SimplePropertyPreFilter(CompanyVO.class);
companyFilter.getExcludes().addAll(Arrays.asList("createTime", "modifyTime"));
String text = JSON.toJSONString(userCompanyPair, new SerializeFilter[]{userFilter, companyFilter});

自定义序列化


对应一些类对象,需要序列化为特殊格式文本,就必须自定义序列化器。比如:Geometry序列化文本,通常采用WKT(Well-known text)表示,便于用户快速阅读理解。

1)全局配置序列化器


通过JSON序列化全局配置指定类序列化器:

Geometry geometry = ...;
SerializeConfig.getGlobalInstance().put(Geometry.class, new GeometrySerializer());
String text = JSON.toJSONString(geometry);

注意:这种方式不支持类继承,必须指定到具体类。比如要序列化Point对象,就必须配置Point类的序列化器。

2)特定配置序列化器


通过JSON序列化特定配置指定类序列化器:

Geometry geometry = ...;
SerializeConfig config = new SerializeConfig();
config.put(Geometry.class, new GeometrySerializer());
String text = JSON.toJSONString(geometry, config);

注意:这种方式不支持类继承,必须指定到具体类。比如要序列化Point对象,就必须配置Point类的序列化器。

3)注解配置序列化器


通过JSON序列化注解配置指定类序列化器:

public class User {
    ...
    @JSONField(serializeUsing = GeometrySerializer.class)
    private Geometry location;
    ...
}
User user = ...;
String text = JSON.toJSONString(user);

其中:GeometrySerializer为自定义类,这里就不贴出具体实现了。

7  JSON反序列化技巧


这里以Fastjson为例,介绍一些JSON反序列化技巧。

反序列化对象


利用JSON.parseObject方法反序列化对象:

String text = ...;
UserVO user = JSON.parseObject(text, UserVO.class);

反序列化数组


利用JSON.parseObject方法反序列化数组:

String text = ...;
UserVO[] users = JSON.parseObject(text, UserVO[].class);

反序列化集合


利用JSON.parseArray方法反序列化列表:

String text = ...;
List<UserVO> userList = JSON.parseArray(text, UserVO.class);

利用JSON.parseObject方法反序列化集合:

String text = ...;
Set<UserVO> userSet = JSON.parseObject(text, new TypeReference<Set<UserVO>>() {});

反序列化映射


利用JSON.parseObject方法反序列化映射:

String text = ...;
Map<Long, UserVO> userList = JSON.parseObject(text, new TypeReference<Map<Long, UserVO>>() {});

注意:如果映射的key是复杂类型,这种方法反序列会报格式错误,需要自定义反序列化器。

反序列化模板对象


利用JSON.parseObject方法反序列化模板对象:

String text = ...;
Result<UserVO> result = JSON.parseArray(text, new TypeReference<Result<UserVO>>() {});

反序列化非公有字段


由于某些属性字段没有公有设置方法,或者以字段名称作为公有设置方法。当需要反序列化这些属性字段时,需要指定SupportNonPublicField(支持非公有字段)反序列化参数。

String text = ...;
UserVO user = JSON.parseObject(text, UserVO.class, Feature.SupportNonPublicField);

反序列化Builder模式类


有些同学喜欢用Builder模式,导致实体类并没有公有构造方法。当利用Fastjson反序列化这些类是,就会出现以下问题:


com.alibaba.Fastjson.JSONException: default constructor not found. class com.example.User

只要对应的Builder类有默认构造方法,就可以采用下面的方式序列化。

String text = ...;
User user = JSON.parseObject(text, User.UserBuilder.class, Feature.SupportNonPublicField).build();

首先通过JSON.parseObject方法+SupportNonPublicField参数反序列化Builder对象,然后通过Builder对象的build方法来构造实体对象。

如果对应的Builder类没有默认构造方法,或者需要反序列化模板对象时,需要自定义JSON反序列化器。

反序列化丢失字段值


Fastjson支持没有默认构造方法的类的反序列化,但存在丢失字段值的问题。

@Getter
@Setter
@ToString
class User {
    private Long id;
    private String name;
    public User(Long id) {
        this.id = id;
    }
}
String text = "{\"id\":123,\"name\":\"test\"}";
User user = JSON.parseObject(text, User.class); // 会丢失name值

咨询过Fastjson维护人员,目前还没有解决这个bug,有待后续版本中解决。如果要反序列化这种类,可以考虑添加默认构造方法或自定义反序列化器。

自定义反序列化器


对应一些类对象,需要把特殊格式文本反序列化为对象,就必须自定义反序列化器。比如:Geometry序列化文本,通常采用WKT(Well-known text)表示,便于用户快速阅读理解。

1)全局配置反序列化器


通过JSON序列化全局配置指定类反序列化器:

String text = ...;
ParserConfig.getGlobalInstance().putDeserializer(Geometry.class, new GeometryDeserializer());
Geometry geometry = JSON.parseObject(text, Geometry.class);

注意:这种方式不支持类继承,必须指定到具体类。比如要序列化Point对象,就必须配置Point类的反序列化器。

2)特定配置反序列化器


通过JSON序列化特定配置指定类反序列化器:

String text = ...;
ParserConfig config = new ParserConfig();
config.putDeserializer(Geometry.class, new GeometryDeserializer());
Geometry geometry = JSON.parseObject(text, Geometry.class, config);

注意:这种方式不支持类继承,必须指定到具体类。比如要序列化Point对象,就必须配置Point类的反序列化器。

3)注解配置反序列化器


通过JSON序列化注解配置指定类反序列化器:

public class User {
    ...
    @JSONField(deserializeUsing = GeometryDeserializer.class)
    private Geometry location;
    ...
}
String text = ...;
User user = JSON.parseObject(text, User.class);

其中:GeometryDeserializer为自定义类,这里就不贴出具体实现了。

8  不必要的JSON序列化


以上章节,都是说JSON资源文件在单元测试中如何运用,如何利用JSON资源文件把单元测试编写得更优雅。有时候,任何手段都有两面性,过渡依赖JSON资源文件测试,也会把单元测试复杂化。这里,作者总结了几个例子以示说明。

完全透传的对象


1)完全透传的参数对象


在测试方法中,有些参数没有被任何修改,只是完全被透传而已。

被测方法:

public void batchCreate(List<UserCreate> createList) {
    userDAO.batchCreate(createList);
}

测试用例:

@Test
public void testBatchCreate() {
    // 调用测试方法
    List<UserCreate> createList = new ArrayList<>();
    userService.batchCreate(createList);
    // 验证测试方法
    Mockito.verify(userDAO).batchCreate(createList);
}

其中,不需要ArgumentCaptor去捕获userDAO.batchCreate的参数并验证参数值,这里只需要验证createList是不是同一个对象即可。

2)完全透传的返回对象


在测试方法中,有些返回值没有被任何修改,只是完全被透传而已。

被测方法:

public List<UserVO> queryByCompanyId(Long companyId) {
    return userDAO.queryByCompanyId(companyId);
}

测试用例:

@Test
public void testQueryByCondition() {
    // 模拟依赖方法
    Long companyId = 1L;
    List<UserVO> userList = new ArrayList<>();
    Mockito.doReturn(userList).when(userDAO).queryByCompanyId(companyId);
    // 调用测试方法
    Assert.assertEquals("用户列表不一致", userList, userService.queryByCompanyId(companyId));
}

其中,userList对象不需要构造数据,只需要验证是不是同一个对象即可。

完全透传的属性


1)完全透传的参数值属性


在测试方法中,有些参数值属性没有被任何修改,只是完全被透传而已。

被测方法:

public void handleResult(Result<UserVO> result) {
    if (!result.isSuccess()) {
        metaProducer.sendCouponMessage(result.getData());
    }
}

测试用例:

@Test
public void testHandleResultWithSuccess() {
    // 调用测试方法
    UserVO user = new UserVO();
    Result<UserVO> result = Result.success(user);
    userService.handleResult(result);
    // 验证依赖方法
    Mockito.verify(metaProducer).sendCouponMessage(user);
}

其中,user对象不需要构造数据,只需要验证是不是同一个对象即可。

2)完全透传的返回值属性


在测试方法中,有些返回值属性没有被任何修改,只是完全被透传而已。

被测方法:

public UserVO get(Long userId) {
    Result<UserVO> result = userHsfService.get(userId);
    if (!result.isSuccess()) {
        throw new ExmapleException(String.format("获取用户(%s)失败:%s", userId, result.getMessage()));
    }
    return result.getData();
}

测试用例:

@Test
public void testGetWithSuccess() {
    // 模拟依赖方法
    Long userId = 123L;
    UserVO user = UserVO();
    Mockito.doReturn(Result.success(user)).when(userHsfService).get(userId);
    // 调用测试方法
    Assert.assertEquals("用户信息不一致", user, userService.get(userId));
}

其中,user对象不需要构造数据,只需要验证是不是同一个对象即可。

仅用少数字段的对象


1)仅用少数字段的参数值对象


在测试方法中,有些参数值对象字段虽多,但只会用到其中少数字段。

被测方法:

public void create(UserCreate userCreate) {
    Boolean exist = userDAO.existByName(userCreate.getName());
    if (Boolean.TRUE.equals(exist)) {
        throw new ExmapleException(String.format("用户(%s)已存在", userCreate.getName()));
    }
    userDAO.create(userCreate);
}

测试用例:

@Test
public void testCreateWithException() {
    UserCreate userCreate = new UserCreate();
    userCreate.setName("changyi");
    ExmapleException exception = Assert.assertThrows("异常类型不一致", ExmapleException.class, () -> userService.create(userCreate));
    Assert.assertEquals("异常消息不一致", String.format("用户(%s)已存在", userCreate.getName()), exception.getMessage());
}

其中,不需要构造参数值userCreate的所有属性字段,只需构造使用到的name属性字段即可。

2)仅用少数字段的返回值对象


在测试方法中,有些返回值对象字段虽多,但只会用到其中少数字段。

被测方法:

public boolean isVip(Long userId) {
    UserDO user = userDAO.get(userId);
    return VIP_ROLE_ID_SET.contains(user.getRoleId());
}

测试用例:

@Test
public void testIsVipWithTrue() {
    // 模拟依赖方法
    Long userId = 123L;
    UserDO user = new UserDO();
    user.setRoleId(VIP_ROLE_ID);
    Mockito.doReturn(user).when(userDAO).get(userId);
    // 调用测试方法
    Assert.assertTrue("返回值不为真", userService.isVip());
}

其中,不需要构造返回值user的所有属性字段,只需构造使用到的roleId属性字段即可。

使用new还是mock初始化对象?


在上面案例中,我们都采用new来初始化对象并采用set来模拟属性值的。有些同学会问,为什么不采用mock来初始化对象、用doReturn-when来模拟属性值?我想说,都是一样的效果,只是前者显得更简洁而已。

关于使用new还是mock初始化对象,这个问题在网上一直有争论,双方都各有自己的理由。

这里,按照作者的个人使用习惯,进行了简单的归纳总结如下:

截屏2021-11-30 下午4.18.24.png

9  JSON结合Mockito妙用


上面已经介绍过,JSON序列化在编写Java单元测试用例时最大的妙用有两点:

  1. JSON反序列化字符串为数据对象,大大减少了数据对象的模拟代码;
  2. JSON序列化数据对象为字符串,把数据对象验证简化为字符串验证,大大减少了数据对象的验证代码。


除此之外,JSON序列化结合Mockito,往往会起到意想不到的效果,能产生一些非常巧妙有效的用法。

模拟方法返回多个值


当一个方法需要多次调用,但返回值跟输入参数无关,只跟调用顺序有关的时,可以用数组来模拟方法返回值。先加载一个列表JSON资源文件,通过JSON.parseObject方法转化为数组,然后利用Mockito的doReturn-when或when-thenReturn语法来模拟方法返回多个值。

String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "recordList.json");
Record[] records = JSON.parseObject(text, Record[].class);
Mockito.doReturn(records[0], ArrayUtils.subarray(records, 1, records.length)).when(recordReader).read();

模拟方法返回对应值


当一个方法需要多次调用,但返回值跟调用顺序有关,只能调输入参数有关的时,可以用映射来模拟方法返回值。先加载一个映射JSON资源文件,通过JSON.parseObject方法转化为映射,然后利用Mockito的doAnswer-when或when-thenAnswer语法来模拟方法返回对应值(根据指定参数返回映射中的对应值)。

String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "roleMap.json");
Map<Long, String> roleIdMap = JSON.parseObject(text, new TypeReference<Map<Long, String>>() {});
Mockito.doAnswer(invocation -> userMap.get(invocation.getArgument(0))).when(roleService).get(roleId);

验证多次方法调用参数


当验证一个方法调用参数时,需要用ArgumentCaptor来捕获这个参数,然后通过getValue方法验证这个参数。如果这个方法被多次调用,就没有必要依次验证了,可以通过getAllValues方法获取一个列表,然后通过JSON.toJSONString转化为JSON字符串,然后跟JSON资源文件进行统一验证。

ArgumentCaptor<UserCreateVO> userCreateCaptor = ArgumentCaptor.forClass(UserCreateVO.class);
Mockito.verify(userDAO, Mockito.atLeastOnce()).create(userCreateCaptor.capture());
String text = ResourceHelper.getResourceAsString(getClass(), path + "userCreateList.json");
Assert.assertEquals("用户创建列表不一致", text, JSON.toJSONString(userCreateCaptor.getAllValues()));

当然,二者结合的妙用不仅限于此。

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