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小架构step系列11：单元测试引入

news 2025/7/12 9:45:26

1 概述

在还没有写什么代码之前，就引入单元测试，是要强调单元测试的重要性。当一套代码的生命周期比较长的时候，单元测试更加重要。生命周期长的代码，不管是产品人员还是开发人员，可能都会换了一批又一批，维护才是成本的大头。后来的人缺乏这套代码的历史知识，改起来就会bug频出，质量堪忧。如果有单元测试代码，则每次的修改如果有问题，就能够通过单元测试代码暴露出来，这样改代码会比较让人放心。但单元测试代码是一项做了则太平无事看不出作用的事情，但不做则经常要灭火而追悔莫及的事情。如果公司不强制要求或者工期比较紧张的，很可能是被忽略的，等到代码积累多了、历史知识又丢失了不少的时候，再来想补，就困难重重了。

所以，在此要先引入单元测试的基础设施，并在写代码的时候都加上单元测试，以达到编写代码达到100%的测试覆盖率。这个“100%”如果变成什么“80%”之类的，效果就会差很多，因为哪些测了哪些没测就分不清楚了，就很难监督单元测试的执行了。如果实在有些是测不了的，那么应该在工具中排除掉，排除掉的代码应该尽量少，在此基础上保持“100%”的覆盖率，使得能够比较好的监督单元测试有没有在正常执行。

2 单元测试

2.1 引入依赖

Springboot已经对测试给出了自己的推荐，也是目前比较流行的选择，如果没有什么特殊需求的话，直接选用即可。

首先，在<dependencies>中引入test的依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope>
</dependency>

就是这样一个依赖，就基本足够了。

2.2 具体依赖

找到 https://repo.maven.apache.org/maven2/org/springframework/boot/spring-boot-starter-test/2.7.18/spring-boot-starter-test-2.7.18.pom 文件，看看里面的具体依赖：

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId><version>2.7.18</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-test</artifactId><version>2.7.18</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-test-autoconfigure</artifactId><version>2.7.18</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.assertj</groupId><artifactId>assertj-core</artifactId><version>3.22.0</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.hamcrest</groupId><artifactId>hamcrest</artifactId><version>2.2</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.8.2</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.mockito</groupId><artifactId>mockito-core</artifactId><version>4.5.1</version><scope>compile</scope></dependency><dependency><groupId>org.mockito</groupId><artifactId>mockito-junit-jupiter</artifactId><version>4.5.1</version><scope>compile</scope></dependency>
</dependencies>

上面是一些主要依赖的摘录，前三个是引入springboot的基础，单元测试库junit已经是事实标准，通过junit-jupiter一起引入；断言库同时引入了assertj和hamcrest，它们各有各的优势，这里优先使用assertj；mock库则选用了mockito。mock对象，进行单元测试，最后断言结果，这是测试的三个步骤，分别使用了对应的库，这几种库的语法需要学一学。

单元测试的代码要求逻辑简单，就做上面三件事情，不要有什么业务逻辑，单元测试之间也不要有什么关系，保证单元测试代码简单，因为没有人再来测试单元测试代码了。

3 测试覆盖率

单元测试是一个做了不好看到效果，如果没有限制，那做多多少全凭开发的心情，那大概率很快就会荒废掉。所以需要有监督方式，其中就是引入测试覆盖率工具，这里选用JaCoCo，通过它来生成测试覆盖率，每次写完代码都应该检查测试覆盖率，确保单元测试覆盖所有预期的代码。

3.1 工具引入

引入JaCoCo，只需要在pom.xml中的里增加插件，版本根据情况选比较新的：

<plugin><groupId>org.jacoco</groupId><artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId><version>0.8.13</version>
</plugin>

3.2 生成测试覆盖率

3.2.1 IDEA生成测试覆盖率

在IDEA中，选中单元测试用例类（可以整个目录），然后右键选择菜单“Run Tests in project_name with Coverage”：

IDEA会执行对应的测试用例，如果是在测试的根目录执行，则可以得到所有测试用例的测试覆盖率，并把结果展示到一个“Coverage”窗口里：

针对那些覆盖率不到100%的类进行检查和补充测试用例，如果要看详情则可以导出报告：

导出的报告里有个index.html，打开该文件会展示各个类的测试覆盖率，选择覆盖率不到100%的类，里面是绿色的则是覆盖的，红色的则是未覆盖的，针对红色部分的代码进行补充测试用例。

3.2.2 命令行生成测试覆盖率

IDEA会在底下默默做一些事情，让操作比较简单，这对开发人员比较友好。但如果想在持续集成工具如Jenkins上也能够生成测试覆盖率，那么还需要增加点配置：

<plugin><groupId>org.jacoco</groupId><artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId><version>0.8.13</version><executions><execution><id>prepare-agent</id><goals><goal>prepare-agent</goal></goals></execution><execution><id>report</id><phase>test</phase><goals><goal>report</goal></goals><configuration><outputDirectory>${project.build.directory/}coverage_reports</outputDirectory></configuration></execution></executions>
</plugin>

上面<plugin>配置增加了一个<execution>，可以通过命令mvn clean test在执行测试用例的时候就把覆盖率报告生成到coverage_reports目录下，该目录可以根据需要进行修改。

3.2.3 覆盖率100%

作为开发人员，覆盖率就应该追求覆盖率100%。在制度上也应该这样设定，这样比较容易监督。实在无法测试或者没有必要测试的则可以排除掉，排除的类也可以定期进行检查，看看是否真的符合排除的条件。这个需要在工具上能够检测，使用mvn jacoco:check命令进行检测：

<plugin><groupId>org.jacoco</groupId><artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId><version>0.8.13</version><configuration><excludes><exclude>com/qqian/stepfmk/srvpro/SrvproApplication.class</exclude></excludes><rules><rule><element>PACKAGE</element><limits><limit><counter>LINE</counter><value>COVEREDRATIO</value><minimum>1</minimum></limit></limits></rule></rules></configuration><executions><execution><id>prepare-agent</id><goals><goal>prepare-agent</goal></goals></execution><execution><id>report</id><phase>test</phase><goals><goal>report</goal></goals><configuration><outputDirectory>${project.build.directory/}coverage_reports</outputDirectory></configuration></execution><execution><id>check</id><phase>verify</phase><goals><goal>check</goal></goals></execution></executions>
</plugin>

上面配置中增加了check的<execution>节点，同时在这个插件的根里增加了配置：

1、排除掉一部分无法测试的类（可以用*、**来模糊匹配），如springboo的启动类没有必要进行测试；

2、增加<rules>节点指定按行(LINE)检查覆盖率，要达到100%。规则的配置可以参考：https://www.jacoco.org/jacoco/trunk/doc/check-mojo.html

3.2.4 黑盒测试覆盖率

公司一般还有专门的测试部门，他们做的主要是黑盒测试。Jacoco也支持在java程序在运行的过程中收集测试覆盖率信息，这样就可以了解到黑盒测试到底覆盖了哪些代码，哪些没有被覆盖到。

在启动Java程序的时候，增加一个agent服务器，用于后面dump测试覆盖率的report：

java -jar srvpro-1.0.0-SNAPSHOT.jar -javaagent:jacocoagent.jar=excludes=com/qqian/stepfmk/srvpro/SrvproApplication.class,output=tcpserver,address=127.0.0.1,port=6300

-javaagent:jacocoagent.jar的格式为：-javaagent:[yourpath/]jacocoagent.jar=[option1]=[value1],[option2]=[value2]，即其value是一个key-value对形式，用逗号分隔，key和value用等号分隔。更详细可参考：https://www.eclemma.org/jacoco/trunk/doc/agent.html

jacocoagent.jar包下载：https://www.eclemma.org/jacoco/index.html

执行测试后，需要用cli命令先dump出数据，然后用report命令把数据转为hmtl文件才可以看：参考https://www.jacoco.org/jacoco/trunk/doc/cli.html

# dump数据
java -jar jacococli.jar dump [--address <address>] --destfile <path> [--help] [--port <port>] [--quiet] [--reset] [--retry <count>]
例子：java -jar jacococli.jar dump --address 127.0.0.1 --port 6300 --destfile /path/jacoco.exec# 转成report
java -jar jacococli.jar report [<execfiles> ...] --classfiles <path> [--csv <file>] [--encoding <charset>] [--help] [--html <dir>] [--name <name>] [--quiet] [--sourcefiles <path>] [--tabwith <n>] [--xml <file>]
例子：java -jar jacococli.jar report /path/jacoco.exec