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使用MOCK对象进行单元测试 - zhangwenjun8045 - JavaEye技术网...

2008-01-25  tom lee

使用MOCK对象进行单元测试

1.出了什么问题?
单元测试的目标是一次只验证一个方法,小步的前进,细粒度的测试,但是假如某个方法依赖于其他一些难以操控的东东,比如说网络连接,数据库连接,或者是Servlet容器,那么我们该怎么办呢?
要是你的测试依赖于系统的其他部分,甚至是系统的多个其他部分呢?在这种情况下,倘若不小心,你最终可能会发现自己几乎初始化了系统的每个组件,而这只是为了给一个测试创造足够的运行环境让它们可以运行起来。忙乎了大半天,看上去我们好像有点违背了测试的初衷了。这样不仅仅消耗时间,还给测试过程引入了大量的耦合因素,比如说,可能有人兴致冲冲地改变了一个接口或者数据库的一张表,突然,你那卑微的单元测试的神秘的挂掉了。在这种情况发生几次之后,即使是最有耐心的开发者也会泄气,甚至最终放弃所有的测试,那样的话后果就不能想像了。
再让我们看一个更加具体的情况:在实际的面向对象软件设计中,我们经常会碰到这样的情况,我们在对现实对象进行构建之后,对象之间是通过一系列的接口来实现。这在面向对象设计里是最自然不过的事情了,但是随着软件测试需求的发展,这会产生一些小问题。举个例子,用户A现在拿到一个用户B提供的接口,他根据这个接口实现了自己的需求,但是用户A编译自己的代码后,想简单模拟测试一下,怎么办呢?这点也是很现实的一个问题。我们是否可以针对这个接口来简单实现一个代理类,来测试模拟,期望代码生成自己的结果呢?
幸运的是,有一种测试模式可以帮助我们:mock对象。Mock对象也就是真实对象在调试期的替代品。

2.现在需要Mock对象吗?
关于什么时候需要Mock对象,Tim Mackinnon给我们了一些建议:
----- 真实对象具有不可确定的行为(产生不可预测的结果,如股票的行情)
----- 真实对象很难被创建(比如具体的web容器)
----- 真实对象的某些行为很难触发(比如网络错误)
----- 真实情况令程序的运行速度很慢
----- 真实对象有用户界面
----- 测试需要询问真实对象它是如何被调用的(比如测试可能需要验证某个回调函数是否被调用了)
----- 真实对象实际上并不存在(当需要和其他开发小组,或者新的硬件系统打交道的时候,这是一个普遍的问题)
3.如何实现Mock对象?
使用mock对象进行测试的时候,我们总共需要3个步骤,分别是:
----- 使用一个接口来描述这个对象
----- 为产品代码实现这个接口
----- 以测试为目的,在mock对象中实现这个接口
在此我们又一次看到了针对接口编程的重要性了,因为被测试的代码只会通过接口来引用对象,所以它完全可以不知道它引用的究竟是真实的对象还是mock对象,下面看一个实际的例子:一个闹钟根据时间来进行提醒服务,如果过了下午5点钟就播放音频文件提醒大家下班了,如果我们要利用真实的对象来测试的话就只能苦苦等到下午五点,然后把耳朵放在音箱旁...我们可不想这么笨,我们应该利用mock对象来进行测试,这样我们就可以模拟控制时间了,而不用苦苦等待时钟转到下午5点钟了。下面是代码:

public interface Environmental {
private boolean playedWav = false;
public long getTime();
public void playWavFile(String fileName);
public boolean wavWasPlayed();
public void resetWav();
}


真实的实现代码:

public class SystemEnvironment implements Environmental {
public long getTime() {
return System.currentTimeMillis();
}
public void playWavFile(String fileName) {
playedWav = true;
}
public boolean wavWasPlayed() {
return playedWav;
}
public void resetWav() {
playedWav = false;
}
}


下面是mock对象:

public class MockSystemEnvironment implements Environmental {
private long currentTime;
public long getTime() {
return currentTime;
}
public void setTime(long currentTime) {
this.currentTime = currentTime;
}
public void playWavFile(String fileName) {
playedWav = true;
}
public boolean wavWasPlayed() {
return playedWav;
}
public void resetWav() {
playedWav = false;
}
}

下面是一个调用getTime的具体类:

import java.util.Calendar;

public class Checker {
private Environmental env;
public Checker(Environmental env) {
this.env = env;
}
public void reminder() {
Calendar cal = Calendar.getInstance();
cal.setTimeInMills(env.getTime());
int hour = cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
if(hour >= 17) {
env.playWavFile("quit_whistle.wav");
}
}
}

使用env.getTime()的被测代码并不知道测试环境和真实环境之间的区别,因为它们都实现了相同的接口。现在,你可以借助mock对象,通过把时间设置为已知值,并检查行为是否如预期那样来编写测试。

import java.util.Calendar;
import junit.framework.TestCase;

public class TestChecker extends TestCase {
public void testQuittingTime() {
MockSystemEnvironment env = new MockSystemEnvironment();
Calendar cal = Calendar.getInstance();
cal.set(Calendar.YEAR, 2006);
cal.set(Calendar.MONTH, 11);
cal.set(Calendar.DAY_OF_MONTH,7);
cal.set(Calendar.HOUR_OF_DAY, 16);

cal.set(Calendar.MINUTE, 55);
long t1 = cal.getTimeInMillis();
env.setTime(t1);
Checker checker = new Checker(env);
checker.reminder();
assertFalse(env.wavWasPlayed());
t1 += (5*60*1000);
env.setTime(t1);
checker.reminder();
assertTrue(env.wavWasPlayed());
env.resetWav();
t1 += 2*60*60*1000;
env.setTime(t1);
checker.reminder();
assertTrue(env.wavWasPlayed());
}
}


这就是mock对象的全部:伪装出真实世界的某些行为,使你可以集中精力测试好自己的代码。

4.好像有一些麻烦
如果每次都像上面那样自己写具体的mock对象,问题虽然解决了,但是好像有一些麻烦,不要着急,已经有一些第三方现成的mock对象供我们使用了。使用 Mock Object进行测试,主要是用来模拟那些在应用中不容易构造(如HttpServletRequest必须在Servlet容器中才能构造出来)或者比较复杂的对象(如JDBC中的ResultSet对象)从而使测试顺利进行的工具。目前,在Java阵营中主要的Mock测试工具有JMock,MockCreator,Mockrunner,EasyMock,MockMaker等,在微软的.Net阵营中主要是Nmock,.NetMock等。
下面就以利用EasyMock模拟测试Servlet组件为例,代码如下: 编译并将其当做一个Test Case运行,会发现两个测试方法均测试成功。我们可以看到easymock已经帮助我们实现了一些servlet组件的mock对象,这样我们就可以摆脱web容器和servlet容器来轻松的测试servlet了。

import org.easymock.*;
import junit.framework.*;
import javax.servlet.http.*;

public class MockRequestTest extends TestCase{
private MockControl control;
private HttpServletRequest mockRequest;
public void testMockRequest(){
//创建一个Mock HttpServletRequest的MockControl对象
control = MockControl.createControl(HttpServletRequest.class);
//获取一个Mock HttpServletRequest对象
mockRequest = (HttpServletRequest) control.getMock();
//设置期望调用的Mock HttpServletRequest对象的方法
mockRequest.getParameter("name");
//设置调用方法期望的返回值,并指定调用次数
//以下后两个参数表示最少调用一次,最多调用一次
control.setReturnValue("kongxx" ,1 ,1);
//设置Mock HttpServletRequest的状态,
//表示此Mock HttpServletRequest对象可以被使用
control.replay();
//使用断言检查调用
assertEquals("kongxx",mockRequest.getParameter("name"));
//验证期望的调用
control.verify();
}
}


编译并将其当做一个Test Case运行,会发现两个测试方法均测试成功。我们可以看到easymock已经帮助我们实现了一些servlet组件的mock对象,这样我们就可以摆脱web容器和servlet容器来轻松的测试servlet了。

5.底层技术是什么?
让我们来回忆一下,如果用户使用C++和java的程序的生成,C++在最后的阶段还需要连接才能生成一个整体程序,这在灵活性与java源代码的机制是不能比的,java的各个类是独立的,打包的那些类也是独立的,只有在加载进去才进行连接,这在代码被加载进去的时候,我们还可以执行很多的动作,如插入一些相关的业务需求,这也是AOP的一个焦点,javassit代码库的实现类似于这,正是利用这些,所以用java实现Mock对象是很简单的。

6.一些相关的资源
MockObject的主页 http://www.mockobjects.com/ 介绍了关键Mock Object的基本概念和目前在各个环境下主要的Mock测试工具。
JMock的主页http://www.jmock.org/ 可以获取JMock的最新代码和开发包,以及一些说明文档。
EasyMock的主页http://www.easymock.org/ 可以获取JMock的最新代码和开发包,以及一些说明文档。
NMock的主页http://www.nmock.org/ 介绍了在Microsoft .Net平台上进行Mock测试的开发工具。

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