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Part 01 什么是單元測(cè)試
單元測(cè)試是一種軟件測(cè)試方法，用于測(cè)試軟件系統(tǒng)的最小可測(cè)試單元，例如函數(shù)、方法或類(lèi)的行為。單元測(cè)試通常由開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)，并在編寫(xiě)代碼時(shí)就開(kāi)始執(zhí)行。這樣可以保證實(shí)時(shí)檢測(cè)代碼中的錯(cuò)誤、缺陷和潛在的問(wèn)題，確保代碼滿(mǎn)足預(yù)期的行為和輸出。
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單元測(cè)試可以分為如下幾個(gè)步驟，然后在開(kāi)發(fā)中就可以不斷地編寫(xiě)、執(zhí)行、分析測(cè)試用例，并修復(fù)問(wèn)題。
- 確定測(cè)試目標(biāo)：在編寫(xiě)單元測(cè)試之前，開(kāi)發(fā)人員需要明確測(cè)試目標(biāo)和預(yù)期結(jié)果。這有助于確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和完整性。
- 編寫(xiě)測(cè)試用例：測(cè)試用例是單元測(cè)試的核心。測(cè)試用例應(yīng)該覆蓋代碼的各種情況和條件，并檢測(cè)其行為和輸出。
- 執(zhí)行測(cè)試用例：測(cè)試用例可以手動(dòng)執(zhí)行，也可以通過(guò)自動(dòng)化測(cè)試框架執(zhí)行。自動(dòng)化測(cè)試框架可以幫助開(kāi)發(fā)人員更快速和有效地執(zhí)行測(cè)試用例，并自動(dòng)報(bào)告測(cè)試結(jié)果。
- 分析測(cè)試結(jié)果：分析測(cè)試結(jié)果可以幫助開(kāi)發(fā)人員更好地理解代碼的行為和輸出，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和改進(jìn)代碼。
- 修復(fù)問(wèn)題：在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后，開(kāi)發(fā)人員需要及時(shí)修復(fù)問(wèn)題，確保代碼的質(zhì)量和穩(wěn)定性。修復(fù)問(wèn)題后，需要重新運(yùn)行測(cè)試用例，確保問(wèn)題已經(jīng)解決并且沒(méi)有引入新的問(wèn)題。
Part 02 單元測(cè)試的作用
- 確保代碼質(zhì)量：?jiǎn)卧獪y(cè)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員檢測(cè)代碼中的錯(cuò)誤、缺陷和潛在的問(wèn)題。通過(guò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)這些問(wèn)題，可以保證代碼的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
- 提高代碼可維護(hù)性：?jiǎn)卧獪y(cè)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員更好地理解代碼，了解其行為和預(yù)期輸出，這使得代碼更易于維護(hù)和修改。
- 提高開(kāi)發(fā)效率：通過(guò)早期發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，可以減少后期的調(diào)試時(shí)間和資源成本，提高開(kāi)發(fā)效率。
- 促進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作：?jiǎn)卧獪y(cè)試可以作為開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的交流和協(xié)作工具。團(tuán)隊(duì)成員可以分享代碼和測(cè)試結(jié)果，并共同解決問(wèn)題。
- 改進(jìn)設(shè)計(jì)和架構(gòu)：?jiǎn)卧獪y(cè)試可以促進(jìn)更好的設(shè)計(jì)和架構(gòu)實(shí)踐。通過(guò)編寫(xiě)可測(cè)試的代碼和測(cè)試用例，可以幫助開(kāi)發(fā)人員更好地理解系統(tǒng)的組成部分，并促進(jìn)設(shè)計(jì)和架構(gòu)的優(yōu)化。
Part 03 Java項(xiàng)目中單元測(cè)試方案推薦
- Junit5
JUnit是Java領(lǐng)域內(nèi)最為流行的單元測(cè)試框架，Junit測(cè)試又稱(chēng)白盒測(cè)試，旨在驗(yàn)證被測(cè)試的軟件如何(How)完成功能和完成什么樣(What)的功能。Junit的最新版本Junit 5集合了 Junit Platform、Junit Jupiter、Junit Vintage等。其中，Junit Platform是在JVM上啟動(dòng)測(cè)試框架的基礎(chǔ);Junit Jupiter提供了新的編程模型，包含了一個(gè)測(cè)試引擎，在Junit Platform上運(yùn)行;Junit Vintage 提供了兼容JUnit4.x,Junit3.x的測(cè)試引擎，幫助老項(xiàng)目依賴(lài)包的過(guò)度升級(jí)。Springboot2.2.0+中默認(rèn)集成：
org.openjdk.jmh
jmh-core
1.23
org.openjdk.jmh
jmh-generator-annprocess
1.23
常用注解及說(shuō)明如下：
@Test :表示方法是測(cè)試方法(即框架操作對(duì)象)，與JUnit4的@Test不同，JUnit5的@Test非常單一不能聲明任何屬性，拓展的測(cè)試都由Jupiter提供
@DisplayName :為測(cè)試類(lèi)或者測(cè)試方法設(shè)置展示的名稱(chēng)
@BeforeAll :表示在所有單元測(cè)試方法之前執(zhí)行
@AfterAll :表示在所有單元測(cè)試方法之后執(zhí)行
@BeforeEach :表示在每個(gè)單元測(cè)試方法之前執(zhí)行
@AfterEach :表示在每個(gè)單元測(cè)試方法之后執(zhí)行
@Timeout :表示測(cè)試方法運(yùn)行超過(guò)指定時(shí)間將會(huì)拋出TimeoutException異常
@Disabled :表示測(cè)試類(lèi)或測(cè)試方法不執(zhí)行，類(lèi)似于JUnit4中的@Ignore
@RepeatedTest :表示方法需要重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)
@ExtendWith :為測(cè)試類(lèi)或測(cè)試方法提供@Autowired的IOC注入
- JMH
JMH(Java Microbenchmark Harness)是java領(lǐng)域用于代碼微基準(zhǔn)測(cè)試的工具套件，主要是基于方法層面的基準(zhǔn)測(cè)試，精度可以達(dá)到納秒級(jí)，它是由Java虛擬機(jī)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的。當(dāng)你定位到熱點(diǎn)方法，希望進(jìn)一步優(yōu)化方法性能的時(shí)候，就可以使用 JMH 對(duì)優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行量化的分析
springboot集成方式導(dǎo)入依賴(lài)包如下(最新版本1.36)：
org.openjdk.jmh
jmh-core
1.23
org.openjdk.jmh
jmh-generator-annprocess
1.23
JMH的應(yīng)用場(chǎng)景如下：
(1)想準(zhǔn)確地知道某個(gè)方法需要執(zhí)行多長(zhǎng)時(shí)間及執(zhí)行時(shí)間和輸入之間的相關(guān)性;
(2)對(duì)比接口不同實(shí)現(xiàn)在給定條件下的吞吐量;
(3)查看多少百分比的請(qǐng)求在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。
上述兩個(gè)方案前者是確保代碼運(yùn)行的正確性，后者旨在測(cè)試代碼運(yùn)行的性能，在項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)中可以做到強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，確保代碼質(zhì)量和穩(wěn)定性，幫助完善或改進(jìn)設(shè)計(jì)和架構(gòu)，編寫(xiě)高質(zhì)量的單元測(cè)試需要遵循最佳實(shí)踐。
Part 04 總結(jié)
單元測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證軟件開(kāi)發(fā)的功能、性能、完整性。當(dāng)軟件發(fā)生變化時(shí)，單元測(cè)試可以幫助開(kāi)發(fā)人員確定哪些部分受到影響，以及如何更改代碼。還可以幫助開(kāi)發(fā)人員了解他們的代碼，從單元測(cè)試中獲得反饋，從而更好繼續(xù)開(kāi)發(fā)軟件。文中提到的基于JUnit5和JMH兩種互補(bǔ)方案，可以從代碼功能和性能兩個(gè)角度保證軟件交付成果。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔡高亮，2008， 軟件單元測(cè)試[J]，http://www.its.cesi.cn/qkContent/articleDetail/1043，2023/3/13.
分享名稱(chēng)：五分鐘技術(shù)趣談|單元測(cè)試的重要性及方案推薦
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