提要 本文將向你介紹如何實現從JUnit 3.8向JUnit 4的遷移。同時，還討論JUnit 4中的一些新特征，特別包括對注解的使用；最后，簡要介紹這個新版本的IDE集成現狀。
一、 引言
在本文開始，我將假定，你已經了解由Kent Beck和Erich Gamma發明的這個Java單元測試框架并因此而略過必要的簡介。所以，我將集中分析從JUnit 3.8到最新版本-JUnit 4的遷移過程以及其在IDE和Ant中的集成。
JUnit 4是一種與其之前的版本完全不同的API，它根據Java 5.0中的新特征(注解，靜態導入等)構建而成。如你所見，JUnit 4更簡單、更豐富和更易于使用，而且它引入了更為靈活的初始化和清理工作，還有限時的和參數化測試用例。
代碼實例最能說明問題。因此，在本文中，我將使用一個例子來展示不同的測試用例：一個計算器。該示例計算器很簡單，效率并不高，甚至還有一些錯誤；它僅僅操作整數，并且把結果存儲在一個靜態變量中。Substract方法并不返回一個有效的結果，而且也沒有實現乘法運算，而且看上去在squareRoot方法中還存在一個錯誤：無限循環。這些錯誤將幫助說明使用JUnit 4進行測試的有效性。你可以打開和關閉這個計算器，而且你可以清除這些結果。下面是其實現代碼：
package calc;
public class Calculator {
private static int result; //存儲結果的靜態變量
public void add(int n) {
result = result + n;
}
public void substract(int n) {
result = result - 1; //錯誤：應該是"result = result - n"
}
public void multiply(int n) {} //還沒實現
public void divide(int n) {
result = result / n;
}
public void square(int n) {
result = n * n;
}
public void squareRoot(int n) {
for (; ;) ; //錯誤：無限循環
}
public void clear() { //清除結果
result = 0;
}
public void switchOn() { //打開屏幕，顯示"hello"，并報警
result = 0; //實現其它的計算器功能
}
public void switchOff() { } //顯示"bye bye"，報警，并關閉屏幕
public int getResult() {
return result;
}
} |
二、 遷移一個測試類
現在，我將把一個已經使用JUnit 3.8編寫成的簡單的測試類遷移到JUnit 4。這個類有一些缺陷：它沒有測試所有的業務方法，而且看上去在testDivide方法中還存在一個錯誤(8/2不等于5)。因為還沒有實現乘法運算功能，所以對其測試將被忽略。
下面，我們把兩個版本的框架之間的差別以粗體顯示出現于表格1中。
表格1.分別以JUnit 3.8和JUnit 4實現的CaculatorTest。
JUnit 3.8
package junit3;
import calc.Calculator;
import junit.framework.TestCase;
public class CalculatorTest extends TestCase {
private static Calculator calculator = new Calculator();
@Override protected void setUp() { calculator.clear(); }
public void testAdd() {
calculator.add(1);
calculator.add(1);
assertEquals(calculator.getResult()， 2);
}
public void testSubtract() {
calculator.add(10);
calculator.subtract(2);
assertEquals(calculator.getResult()， 8);
}
public void testDivide() {
calculator.add(8);
calculator.divide(2);
assert calculator.getResult() == 5;
}
public void testDivideByZero() {
try {
calculator.divide(0);
fail();
}
catch (ArithmeticException e) { }
}
public void notReadyYetTestMultiply() {
calculator.add(10);
calculator.multiply(10);
assertEquals(calculator.getResult()， 100);
}
} |
JUnit 4
package JUnit 4;
import calc.Calculator;
import org.junit.Before;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;
public class CalculatorTest {
private static Calculator calculator = new Calculator();
@Before public void clearCalculator() {
calculator.clear();
}
@Test public void add() {
calculator.add(1);
calculator.add(1);
assertEquals(calculator.getResult()， 2);
}
@Test public void subtract() {
calculator.add(10);
calculator.subtract(2);
assertEquals(calculator.getResult()， 8);
}
@Test public void divide() {
calculator.add(8);
calculator.divide(2);
assert calculator.getResult() == 5;
}
@Test(expected = ArithmeticException.class)
public void divideByZero() {
calculator.divide(0);
}
@Ignore("not ready yet")
@Test
public void multiply() {
calculator.add(10);
calculator.multiply(10);
assertEquals(calculator.getResult()， 100);
}
} |
三、 包
首先，你可以看到，JUnit 4使用org.junit.*包而JUnit 3.8使用的是junit.framework.*。當然，為了向后兼容性起見，JUnit 4jar文件發行中加入了這兩種包。
四、 繼承
在JUnit4中，測試類不必再擴展junit.framework.TestCase；事實上，它們不必須擴展任何內容。但是，JUnit 4中使用的是注解。為了以一個測試用例方式執行，一個JUnit 4類中至少需要一個@Test注解。例如，如果你僅使用@Before和@After注解而沒有至少提供一個@Test方法來編寫一個類，那么，當你試圖執行它時將得到一個錯誤：
java.lang.Exception: No runnable methods.
五、 斷言（Assert）方法
因為在JUnit 4中一個測試類并不繼承自TestCase(在JUnit 3.8中，這個類中定義了assertEquals()方法)，所以你必須使用前綴語法(舉例來說，Assert.assertEquals())或者（由于JDK5.0）靜態地導入Assert類。這樣以來，你就可以完全象以前一樣使用assertEquals方法(舉例來說，assertEquals())。
另外，在JUnit 4中，還引入了兩個新的斷言方法，它們專門用于數組對象的比較。如果兩個數組包含的元素都相等，那么這兩個數組就是相等的。
public static void assertEquals(String message， Object[] expecteds， Object[] actuals);
public static void assertEquals(Object[] expecteds， Object[] actuals); |
由于JDK 5.0的自動裝箱機制的出現，原先的１２個assertEquals方法全部去掉了。例如，原先JUnit 3.8中的assertEquals(long，long)方法在JUnit 4中要使用assertEquals(Object，Object)。對于assertEquals(byte，byte)、assertEquals(int，int)等也是這樣。這種改進將有助于避免反模式。
在JUnit 4中，新集成了一個assert關鍵字(見我們的例子中的divide()方法)。你可以象使用assertEquals方法一樣來使用它，因為它們都拋出相同的異常(java.lang.AssertionError)。JUnit 3.8的assertEquals將拋出一個junit.framework.AssertionFailedError。注意，當使用assert時，你必須指定Java的"-ea"參數；否則，斷言將被忽略。
六、 預設環境（Fixture）
Fixture是在測試期間初始化和釋放任何普通對象的方法。在JUnit 3.8中，你要使用setUp()來實現運行每一個測試前的初始化工作，然后使用tearDown()來進行每個測試后的清理。這兩個方法在TestCase類中都得到重載，因此都被唯一定義。注意，我在這個Setup方法使用的是Java5.0內置的@Override注解-這個注解指示該方法聲明要重載在超類中的方法聲明。在JUnit 4中，則代之使用的是@Before和@After注解；而且，可以以任何命名(在我們的例子中是clearCalculator())來調用這些方法。在本文后面，我將更多地解釋這些注解。
七、 測試
JUnit 3.8通過分析它的簽名來識別一個測試方法：方法名必須以"test"為前綴，它必須返回void，而且它必須沒有任何參數(舉例來說，publicvoidtestDivide())。一個不遵循這個命名約定的測試方法將被框架簡單地忽略，而且不拋出任何異常（指示發生了一個錯誤）。
JUnit 4不使用與JUnit 3.8相同的約定。一個測試方法不必以'test'為前綴，但是要使用@Test注解。但是，正如在前一個框架中一樣，一個測試方法也必須返回void并且是無參數的。在JUnit 4中，可以在運行時刻控制這個要求，并且不符合要求的話會拋出一個異常：
java.lang.Exception: Method xxx should have no parameters
java.lang.Exception: Method xxx should be void
@Test注解支持可選參數。它聲明一個測試方法應該拋出一個異常。如果它不拋出或者如果它拋出一個與事先聲明的不同的異常，那么該測試失敗。在我們的例子中，一個整數被零除應該引發一個ArithmeticException異常。
八、 忽略一個測試
記住，不能執行多個方法。然而，如果你不想讓測試失敗的話，你可以僅僅忽略它。那么，在JUnit 3.8中，我們是如何實現臨時禁止一個測試的呢?方法是：通過注釋掉它或者改變命名約定，這樣測試運行機就無法找到它。在我的例子中，我使用了方法名notReadyYetTestMultiply()。它沒有以"test"開頭，所以它不會被識別出來。現在的問題是，在成百上千的測試中間，你可能記不住重命名這個方法。
在JUnit 4中，為了忽略一個測試，你可以注釋掉一個方法或者刪除@Test注解(你不能再改變命名約定，否則將拋出一個異常)。然而，該問題將保留：該運行機將不報告這樣一個測試?，F在，你可以把@Ignore注解添加到@Test的前面或者后面。測試運行機將報告被忽略的測試的個數，以及運行的測試的數目和運行失敗的測試數目。注意，@Ignore使用一個可選參數(一個String)，如果你想記錄為什么一個測試被忽略的話。
九、 運行測試
在JUnit 3.8中，你可以選擇使用若干運行機：文本型，AWT或者Swing。JUnit 4僅僅使用文本測試運行機。注意，JUnit 4不會顯示任何綠色條來通知你測試成功了。如果你想看到任何類型的綠色的話，那么你可能需要使用JUnit擴展或一種集成了JUnit的IDE（例如IDEA或者Eclipse）。
首先，我想使用老式但好用的junit.textui.TestRunner來運行該JUnit 3.8測試類(考慮到使用assert關鍵字，我使用了-ea參數)。
java -ea junit.textui.TestRunner junit3.CalculatorTest
..F.E.
There was 1 error:
1) testDivide(junit3.CalculatorTest)java.lang.AssertionError
at junit3.CalculatorTest.testDivide(CalculatorTest.java:33)
There was 1 failure:
1) testSubtract(junit3.CalculatorTest)junit.framework.AssertionFailedError: expected:＜9＞ but was:＜8＞
at junit3.CalculatorTest.testSubtract(CalculatorTest.java:27)
FAILURES!!!
Tests run: 4， Failures: 1， Errors: 1 |
TestDivide產生一個錯誤，因為斷言確定了8/2不等于5。TestSubstract產生一個失敗，因為10-2應該等于8，但是在這個實現中存在一個錯誤：它返回9。
現在，我使用新的org.junit.runner.JUnitCore運行機來運行這兩個類。注意，它能執行JUnit 4和JUnit 3.8測試，甚至是這二者的結合。
java -ea org.junit.runner.JUnitCore junit3.CalculatorTest
JUnit version 4.1
..E.E.
There were 2 failures:
1) testSubtract(junit3.CalculatorTest)
junit.framework.AssertionFailedError: expected:＜9＞ but was:＜8＞
at junit.framework.Assert.fail(Assert.java:47)
2) testDivide(junit3.CalculatorTest)
java.lang.AssertionError
at junit3.CalculatorTest.testDivide(CalculatorTest.java:33)
FAILURES!!!
Tests run: 4， Failures: 2
***
java -ea org.junit.runner.JUnitCore JUnit 4.CalculatorTest
JUnit version 4.1
...E.EI
There were 2 failures:
1) subtract(JUnit 4.CalculatorTest)
java.lang.AssertionError: expected:＜9＞ but was:＜8＞
at org.junit.Assert.fail(Assert.java:69)
2) divide(JUnit 4.CalculatorTest)
java.lang.AssertionError
at JUnit 4.CalculatorTest.divide(CalculatorTest.java:40)
FAILURES!!!
Tests run: 4， Failures: 2 |
第一個非常明顯的區別是，JUnit版本號被顯示于控制臺中(4.1)。第二個區別是，JUnit 3.8區分失敗和錯誤；JUnit 4則僅使用失敗進行簡化。一個新奇的地方是，字母"I"，它顯示一個測試被忽略。
十、 高級測試
現在，我將展示JUnit 4的一些高級特征。列表1(見下載源碼)是一個新的測試類-AdvancedTest，它派生自AbstractParent。
(一) 高級預設環境
兩個類都使用新的注解@BeforeClass和@AfterClass，還有@Before和@After。表格2展示了在這些注解之間的主要區別。
表格2.@BeforeClass/@AfterClass比較于@Before/@After。
| @BeforeClass和@AfterClass
| @Before和@After
|
| 在每個類中只有一個方法能被注解。
| 多個方法能被注解，但其執行的順序未特別指定，且不運行重載方法。
|
| 方法名是不相關的
| 方法名是不相關的
|
| 每個類運行一次
| 在每個測試方法運行前或運行后運行
|
| 在當前類的@BeforeClass方法運行前先運行超類的@BeforeClass方法。在超類中聲明的@AfterClass方法將在所有當前類的該方法運行后才運行。
| 超類中的@Before在所有子類的該方法運行前運行。在超類中的@After在在所有子類的該方法運行后才運行。
|
| 必須是公共和非靜態的。
| 必須是公共和非靜態的。
|
| 即使一個@BeforeClass方法拋出一個異常，所有的@AfterClass方法也保證被運行。
| 即使一個@Before或者@Test方法拋出一個異常，所有的@After方法也保證被運行。 |
如果你僅有一次需要分配和釋放昂貴的資源，那么@BeforeClass和@AfterClass可能很有用。在我們的例子中，AbstractParent使用這些在startTestSystem()和stopTestSystem()方法上的注解啟動和停止整個測試系統。并且它使用@Before和@After初始化和清除系統。子類AdvancedTest也混合使用這些注解。
在你的測試代碼中使用System.out.println不是一種良好的實踐習慣；但是，在這個用例中，它有助于理解這些注解被調用的順序。當我運行AdvancedTest時，我得到如下結果：
Start test system //父類的@BeforeClass
Switch on calculator //子類的@BeforeClass
Initialize test system //第一個測試
Clear calculator
Initialize test system //第二個測試
Clear calculator
Clean test system
Initialize test system //第三個測試
Clear calculator
Clean test system
Initialize test system //第四個測試
Clear calculator
Clean test system
Switch off calculator //子類的@AfterClass
Stop test system //父類的@AfterClass |
如你所見，@BeforeClass和@AfterClass僅被調用一次，而@Before和@Afterare在每次測試中都要調用。
(二) 限時測試
在前面的例子中，我為squareRoot()方法編寫了一個測試用例。記住，在這個方法中存在一個錯誤-能夠導致它無限循環。如果沒有結果的話，我想讓這個測試在１秒鐘后退出。這一功能正是timeout參數所要實現的。@Test注解的第二個可選參數（第一個參數是必需的)可以使一個測試失敗，如果該測試花費比一個預先確定的時限(毫秒)還長的時間的話。當我運行該測試時，我得到如下的運行結果：
There was 1 failure:
1) squareRoot(JUnit 4.AdvancedTest)
java.lang.Exception: test timed out after 1000 milliseconds
at org.junit.internal.runners.TestMethodRunner.runWithTimeout(TestMethodRunner.java:68)
at org.junit.internal.runners.TestMethodRunner.運行(TestMethodRunner.java:43)
FAILURES!!!
Tests run: 4， Failures: 1 |
(三) 參數化測試
在列表1中，我測試了squareRoot（它是square方法而不是squareRoot方法）-通過創建若干測試方法(square2，square4，square5)，這些方法都完成相同的事情（通過被一些變量參數化實現）。其實，現在這里的復制/粘貼技術可以通過使用一個參數化測試用例加以優化(列表2)。
在列表2（見本文相應下載源碼）中的測試用例使用了兩個新的注解。當一個類被使用@RunWith注釋時，JUnit將調用被參考的類來運行該測試而不是使用缺省的運行機。為了使用一個參數化測試用例，你需要使用運行機org.junit.runners.Parameterized。為了確定使用哪個參數，該測試用例需要一個公共靜態方法(在此是data()，但是名字似乎無關)，該方法返回一個Collection，并且被使用@參數加以注解。你還需要一個使用這些參數的公共構造函數。
當運行這個類，該輸出是:
java org.junit.runner.JUnitCore JUnit 4.SquareTest
JUnit version 4.1
.......E
There was 1 failure:
1) square[6](JUnit 4.SquareTest)
java.lang.AssertionError: expected:＜48＞ but was:＜49＞
at org.junit.Assert.fail(Assert.java:69)
FAILURES!!!
Tests run: 7， Failures: 1 |
在此，共執行了7個測試，好象編寫了７個單獨的square方法。注意，在我們的測試中出現了一個失敗，因為7的平方是49，而不是48。
(四) 測試集
為了在JUnit 3.8的一個測試集中運行若干測試類，你必須在你的類中添加一個suite()方法。而在JUnit 4中，你可以使用注解來代之。為了運行CalculatorTest和SquareTest，你需要使用@RunWith和@Suite注解編寫一個空類。
package JUnit 4;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.Suite;
@RunWith(Suite.class)
@Suite.SuiteClasses({
CalculatorTest.class，
SquareTest.class
})
public class AllCalculatorTests {} |
java -ea org.junit.runner.JUnitCore JUnit 4.AllCalculatorTests
JUnit version 4.1
...E.EI.......E
There were 3 failures:
1) subtract(JUnit 4.CalculatorTest)
java.lang.AssertionError: expected:＜9＞ but was:＜8＞
at org.junit.Assert.fail(Assert.java:69)
2) divide(JUnit 4.CalculatorTest)
java.lang.AssertionError
at JUnit 4.CalculatorTest.divide(CalculatorTest.java:40)
3) square[6](JUnit 4.SquareTest)
java.lang.AssertionError: expected:＜48＞ but was:＜49＞
at org.junit.Assert.fail(Assert.java:69)
FAILURES!!!
Tests run: 11， Failures: 3 |
(五) 測試運行機
在JUnit 4中，廣泛地使用測試運行機。如果沒有指定@RunWith，那么你的類仍然會使用一個默認運行機(org.junit.internal.runners.TestClassRunner)執行。注意，最初的Calculator類中并沒有顯式地聲明一個測試運行機；因此，它使用的是默認運行機。一個包含一個帶有@Test的方法的類都隱含地擁有一個@RunWith。事實上，你可以把下列代碼添加到Calculator類上，而且其輸出結果會完全一樣。
import org.junit.internal.runners.TestClassRunner;
import org.junit.runner.RunWith;
@RunWith(TestClassRunner.class)
public class CalculatorTest {
...
} |
在@Parameterized和@Suite的情況下，我需要一個特定的運行機來執行我的測試用例。這就是為什么我顯式地注解了它們。
十一、 工具集成功能
當我寫本文時，JUnit 4在IDE方面的集成還不是很理想。事實上，如果你試圖運行我們剛才看到的那個測試類的話，它們無法工作在任何IDE環境中，因為它們不能被識別為測試類。為了向前兼容性起見，JUnit 4發行中帶有一個適配器(junit.framework.JUnit 4TestAdapter)，你必須把它使用于一個suite()方法中。下面是你必須添加到每個類中的代碼；這樣以來，它們才能為各種IDE，Ant以及JUnit 3.8中的文本運行機所識別：
public static junit.framework.Test suite() {
return new JUnit 4TestAdapter(CalculatorTest.class);
} |
(一) Intellij IDEA
IDEA 5并沒有集成JUnit 4。沒有辦法，我們只好等待IDEA 6中實現這一集成了。在這個例子中，我使用了較早的發行版本(Demetra build 5321)；但是，參數化測試用例仍不能工作。圖1展示了這個CalculatorTest的執行情況(被忽略的測試以一個不同的圖標標志)。
圖1.IDEADemetra僅能運行CalculatorTest。
圖2.Eclipse 3.2RC7能夠運行測試集類AllCalculatorTests。 |
(二) Eclipse
我現在使用的是Eclipse的3.2 RC7版本。雖然它還不是一個穩定發行版本，但是其與JUnit 4的集成優于IDEA。上圖２展示了在運行AllCalculatorTests類時你能看到的結果。
如你所見，該參數化測試用例(SquareTest)被描述為7個單獨的測試。
(三) Ant集成
junit任務當前僅僅支持JUnit 3.8風格測試；這也就是說，你還必須用一個JUnit 4 TestAdapter來包裝你的JUnit 4測試；這樣，它們才能在Ant中運行。這個＜junit＞任務與其在JUnit 3.8中用法一樣：
＜!-- Test --＞
＜target name="test" depends="compile"＞
＜junit fork="yes" haltonfailure="yes"＞
＜test name=" JUnit 4.AllCalculatorTests"/＞
＜formatter type="plain" usefile="false"/＞
＜classpath refid="classpath"/＞
＜/junit＞
＜/target＞ |
十二、 結論
有很長一段時間，JUnit簡直成了事實上的單元測試框架標準。但是，近來，這個框架似乎無大"動靜"：沒有重要的發行版本，沒有引人注目的新特征出現。這可能是為什么其它測試框架，例如Test-NG開始逐漸占居測試框架市場統治地位的原因。
隨著這個新版本的發行，JUnit又出現了新的轉機。如今，它提供了許多新的API，而且現在還使用注解，所以使開發測試用例更為容易。事實上，該JUnit開發者已經開始考慮新的未來的注解問題。例如，你可以在一個依賴于前提(舉例來說，你需要在線地執行這個測試)的測試用例上添加一個@Prerequisite注解；或者添加一個能夠指定重復次數及時限(舉例來說，重復測試5次以確保真正出現了一個時限問題)的@Repeat注解；或者甚至在@Ignore注解上添加一個平臺參數（舉例來說，@Ignore(platform=macos)，這將只有你在一個MacOS平臺上運行時才忽略一個測試)。從本文中你能看到，JUnit的未來依然燦爛輝煌。