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13 | 在 Spring 项目中如何进行单元测试？

2023-09-18 15:42:26

来源：极客时间

阅读量：

采用 Spring 开发可以在部署到容器之前就完成所有代码的验证在一个使用 Spring 项目进行单元测试的关键就是我们就来讨论一下如何使用 Spring 进行集成测试但 Spring 其实还真提供了

你好，我是郑晔！

上一讲，我们将 ToDo 应用从命令行扩展为了 REST 服务。在这个应用里，我们用到了 Spring 这个在 Java 世界中广泛使用的框架。大多数人对于 Spring 这个框架的认知都停留在如何使用它完成各种功能特性上，而 Spring 更大的价值其实在对于开发效率的巨大提升上，其中就包含了对测试的支持。

在接下来的两讲，我们就把注意力从一个具体的项目上挪开，放到 Spring 框架本身，看看它对开发效率提升的支持。

轻量级开发的 Spring
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很多人对于 Spring 的理解是从依赖注入容器开始的，但是，Spring 真正对行业的影响却是从它对原有开发模式的颠覆开始。

在 21 世纪初的时候，Java 世界的主流开发方式是 J2EE，也就是 Java 的企业版。在那个时候，企业版代表软件开发的最高水准。在这个企业版的构想中，所有的复杂都应该隐藏起来，写代码的程序员不需要知道各种细节，需要的东西拿过来用就好了。

这种想法本身是没有问题的，时至今日，很多平台和框架也是这么想的。到了具体的做法上，J2EE 提供了一个应用服务器，我把这些复杂性都放在这个应用服务器里实现，你写好的程序部署到这个应用服务器上就万事大吉了。但正是因为应用服务器的存在，使用 J2EE 进行开发变成了一件无比复杂的事情。

将程序打包部署这件事说起来很简单，但在实际的工作中，如果一个团队没有做好自动化，打包部署会非常麻烦。再者，除了自己的业务代码，所有相关的第三方 JAR 包都需要打到最终的发布包中，造成的结果就是发布包非常大。在那个网络带宽还不是特别大的年代，传输这个发布包也要花很长的时间。

更关键的是，一旦出了问题怎么去定位也是个令人头疼的问题。

程序员最熟悉定位问题的方式就是调试代码。之前所有的代码都是在本地，调试起来还比较容易，现在代码运行在应用服务器上，我们必须连接到远程应用服务器上进行调试，而要连接应用服务器进行调试，还需要一些配置，总之，这件事真的是非常麻烦。

对于麻烦的事情，人们倾向于少做或不做，但是 J2EE 让这件麻烦事成了必选项。所以，那个年代的 Java 程序员处于一种痛苦不堪的状态，开发效率极其低下。

就在整个 Java 社区饱受折磨之际，Spring 横空出世。对于 J2EE 提出的问题，Spring 是承认的，但对其给出的解决方案，它却是不认的。因为应用服务器太重了，Spring 给社区带来了轻量级开发。

Spring 的逻辑很简单，这些东西通过程序库的方式就可以完成，为什么非要弄一个应用服务器呢？采用程序库的方式，最大的优势就在于可以在本地开发环境中进行开发和调试，这就极大地降低开发的难度。于是，对于同样的问题，Spring 抛弃了 J2EE 中的大部分内容，给出了自己的程序库解决方案，应用服务器变得可有可无了。

事实证明，人们更喜爱简单的解决方案，即便 J2EE 有强大的官方背书，程序员们还是义无反顾地抛弃了它。Spring 从此成了 Java 社区的主流，也成了轻量级开发的代名词。

Spring 不仅是恰当地把握了时机，占据了 Java 世界中的关键位置，更重要的是，在随后的发展中，一直凭借对于轻量级开发的追求以及良好的品位，使得它在 Java 程序员心目中占据着无可替代的位置。即便中间有部分地方其它的程序库做得稍微好一些，它也能很快地学习过来。

前面我说过，虽然 Spring 抛弃了 J2EE 中的大部分内容，基于 Web 服务器的开发还是得到了保留。因为当时确实没有什么更好的选择，虽然大部分代码可以在本地测试，但很多时候我们还是要打成一个 WAR 包部署到像 Tomcat 这样的 Web 服务器上。不过，随着 Tomcat 和一众 Web 服务器提供了可嵌入的 API，打包部署这种 J2EE 残留方式就彻底成为了过去，也就诞生今天很多 Java 程序员熟悉的 Spring Boot，可以说 Spring Boot 是 Spring 多年努力的集大成者！

Spring 的测试
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不过在 Spring Boot 出现之前，正是因为无法摆脱打包部署的这样的模式，基于这条路走下去开发难度依然不小，可以说并没有从根本上改变问题。但 Spring 的轻量级开发理念是支撑它一路向前的动力，既然那个时候 Web 服务器不能舍弃，索性 Spring 就选择了另外一条路：从测试支持入手。

所以 Spring 提供了一条测试之路，让我们在最终打包之前，能够让自己编写的代码在本地得到完整验证。你在实战环节中已经见识过如何使用 Spring 做测试了。简单来说就是使用单元测试构建稳定的业务核心，使用 Spring 提供的基础设施进行集成测试。

严格地说，构建稳定的业务核心其实并不依赖于 Spring，但 Spring 提供了一个将组件组装到一起基础设施，也就是依赖注入（Dependency Injection，简称 DI）容器。通常我们会利用 DI 容器完成我们的工作，也正是因为 DI 容器用起来很容易，所以常常会造成 DI 容器的误用，反而会阻碍测试。

在第 6 讲中，我们讨论过要编写能够组合的代码。依赖注入的风格会引导我们编写能够组合的代码，也就是不要在类的内部创建组件，而是通过依赖注入的方式将组件注入到对象之中。

所以，在一个使用 Spring 项目进行单元测试的关键就是，保证代码可以组合的，也就是通过依赖注入的。你可能会说，我们都用了 Spring，那代码肯定是组合的。这还真不一定，有些错误的做法就会造成对依赖注入的破坏，进而造成单元测试的困难。

### 不使用基于字段的注入

有一种典型的错误就是基于字段的注入，比如像下面这样。

```java
@Service

public class TodoItemService {

@Autowired

private TodoItemRepository repository;

}
```

@Autowired 是一个很好用的特性，它会告诉 Spring 自动帮我们注入相应的组件。在字段上加 Autowired 是一个容易写的代码，但它对单元测试却很不友好，因为你需要很繁琐地去设置这个字段的值，比如通过反射。

如果不使用基于字段的注入该怎么做呢？其实很简单，提供一个构造函数就好，把 @Autowired 放在构造函数上，像下面这样子。

```java
@Service

public class TodoItemService {

private final TodoItemRepository repository;

@Autowired

public TodoItemService(final TodoItemRepository repository) {

this.repository = repository;

}

...

}
```

这样一来，编写测试的时候我们只要像普通对象一样去测试就好了，具体的做法你要是记不清了，可以去回顾一下实战环节。

这种构造函数一般我们都可以利用 IDE 的快捷键生成，所以这段代码对我们来说也不是很重的负担。如果你还嫌弃这种代码的冗余，也可以用 Lombok（Lombok 是一个帮助我们生成代码的程序库）的 Annotation 来简化代码，像下面这样。

```java
@Service

@RequiredArgsConstructor

public class TodoItemService {

private final TodoItemRepository repository;

...

}
```

### 不依赖于 ApplicationContext

使用 Spring 还有一种典型的错误，就是通过 ApplicationContext 获取依赖的对象，比如像下面这样。

```java
@Service

public class TodoItemService {

@Autowired

private ApplicationContext context;

private TodoItemRepository repository;

public TodoItemService() {

this.repository = context.getBean(TodoItemRepository.class);

}

...

}
```

我们可以把 ApplicationContext 理解成 DI 容器，原本使用 DI 容器的优点就是可以不知晓依赖是怎么产生的，而在这段代码里，却知晓了 DI 容器，这就完全打破了 DI 容器设计的初衷（关于 Spring 的设计初衷，我在《软件设计之美》中专门有一讲分析过，如果你有兴趣可以去了解一下）。

在业务核心代码中出现 ApplicationContext 是一种完全错误的做法。一方面，它打破了 DI 容器原本的设计，另一方面，还让业务核心代码对第三方代码（也就是 ApplicationContext）产生了依赖。

我们再从设计的角度看一下，AppliationContext 的出现使得我们在测试这段代码时，必须引入 ApplicationContext。要想在代码里获取到相应的组件，需要在测试中向 ApplicationContext 里添加相应的组件，这会让一个原本很简单的测试变得复杂起来。

你看，一个正常的测试是如此简单，但正是因为引入了 Spring，许多人反而会做错。Spring 最大的优点是可以在代码层面上不依赖于 Spring，而错误的做法反而是深深地依赖于 Spring。

我们前面讨论了这么多，其实并没有针对 Spring 对单元测试的支持进行讲解，但 Spring 其实还真提供了一个对单元测试的支持，也就是 @MockBean，也就是帮我们进行 Mock 对象的初始化，像对于下面这行代码来说：

```java
@MockBean

private TodoItemRepository repository;
```

它就等同于下面这段。

```java
@BeforeEach

public void setUp() {

this.repository = mock(TodoItemRepository.class);

...

}

```
但是我并不想特意强调这种做法。一方面，这种初始化的代码清晰且不复杂，另一方面，即便我们真的打算节省这两行的代码，更好的做法是根据你使用的 Mock 框架采用其对应的做法。比如使用 Mockito，我们可以像下面这么写。

```java
@ExtendWith(MockitoExtension.class)

public class TodoItemServiceTest {

@Mock

private TodoItemRepository repository;

}
```

不过 @MockBean 并非一无是处，我们在集成测试中会用到它，让它参与到依赖注入的过程中去。下一讲，我们就来讨论一下如何使用 Spring 进行集成测试。

总结时刻
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这一讲我们讲到了 Spring 这个 Java 世界使用最广泛的框架，它最大的贡献是对开发模式的颠覆：由原来 J2EE 依赖于部署的重量级开发模式，到可以在本地开发环境完成主要工作的轻量级开发方式。

轻量级的开发方式是 Spring 一以贯之的追求，采用 Spring 开发可以在部署到容器之前就完成所有代码的验证，其中对测试的支持是非常重要的一环。

虽然我们今天的主题是如何使用 Spring 进行单元测试，但实际上真正做好的业务测试和普通代码的测试是没有区别的，所以，我们更多地是在谈如何规避过度使用 Spring 框架犯下的错误。比如不要使用基于字段的注入，也不要依赖于 ApplicationContext 获取相应的依赖，这些做法都会让原本简单的测试变得复杂。

如果今天的内容你只能记住一件事，那请记住：业务代码不要过度依赖于框架。

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