單元測試的目標是一次只驗證一個方法,小步的前進,細粒度的測試,但是假如某個方法依賴于其他一些難以操控的東西,比如說網絡連接,數據庫連接,或者是Servlet容器,那么我們該怎么辦呢?
要是你的測試依賴于系統的其他部分,甚至是系統的多個其他部分呢?在這種情況下,倘若不小心,你最終可能會發現自己幾乎初始化了系統的每個組件,而這只是為了給一個測試創造足夠的運行環境讓它們可以運行起來。忙乎了大半天,看上去我們好像有點違背了測試的初衷了。這樣不僅僅消耗時間,還給測試過程引入了大量的耦合因素,比如說,可能有人興致沖沖地改變了一個接口或者數據庫的一張表,突然,你那卑微的單元測試的神秘的掛掉了。在這種情況發生幾次之后,即使是最有耐心的開發者也會泄氣,甚至最終放棄所有的測試,那樣的話后果就不能想像了。
再讓我們看一個更加具體的情況:在實際的面向對象軟件設計中,我們經常會碰到這樣的情況,我們在對現實對象進行構建之后,對象之間是通過一系列的接口來實現。這在面向對象設計里是最自然不過的事情了,但是隨著軟件測試需求的發展,這會產生一些小問題。舉個例子,用戶A現在拿到一個用戶B提供的接口,他根據這個接口實現了自己的需求,但是用戶A編譯自己的代碼后,想簡單模擬測試一下,怎么辦呢?這點也是很現實的一個問題。我們是否可以針對這個接口來簡單實現一個代理類,來測試模擬,期望代碼生成自己的結果呢?
幸運的是,有一種測試模式可以幫助我們:mock對象。Mock對象也就是真實對象在調試期的替代品。
2.現在需要Mock對象嗎?
關于什么時候需要Mock對象,Tim Mackinnon給我們了一些建議:
----- 真實對象具有不可確定的行為(產生不可預測的結果,如股票的行情)
----- 真實對象很難被創建(比如具體的web容器)
----- 真實對象的某些行為很難觸發(比如網絡錯誤)
----- 真實情況令程序的運行速度很慢
----- 真實對象有用戶界面
----- 測試需要詢問真實對象它是如何被調用的(比如測試可能需要驗證某個回調函數是否被調用了)
----- 真實對象實際上并不存在(當需要和其他開發小組,或者新的硬件系統打交道的時候,這是一個普遍的問題)
3.如何實現Mock對象?
使用mock對象進行測試的時候,我們總共需要3個步驟,分別是:
----- 使用一個接口來描述這個對象
----- 為產品代碼實現這個接口
----- 以測試為目的,在mock對象中實現這個接口
在此我們又一次看到了針對接口編程的重要性了,因為被測試的代碼只會通過接口來引用對象,所以它完全可以不知道它引用的究竟是真實的對象還是mock對象,下面看一個實際的例子:一個鬧鐘根據時間來進行提醒服務,如果過了下午5點鐘就播放音頻文件提醒大家下班了,如果我們要利用真實的對象來測試的話就只能苦苦等到下午五點,然后把耳朵放在音箱旁...我們可不想這么笨,我們應該利用mock對象來進行測試,這樣我們就可以模擬控制時間了,而不用苦苦等待時鐘轉到下午5點鐘了。下面是代碼:
public interface Environmental {
private boolean playedWav = false;
public long getTime();
public void playWavFile(String fileName);
public boolean wavWasPlayed();
public void resetWav();
}
真實的實現代碼:
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對象:
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;
}
}
下面是一個調用getTime的具體類:
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()的被測代碼并不知道測試環境和真實環境之間的區別,因為它們都實現了相同的接口,F在,你可以借助mock對象,通過把時間設置為已知值,并檢查行為是否如預期那樣來編寫測試。
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());
}
}
這就是mock對象的全部:偽裝出真實世界的某些行為,使你可以集中精力測試好自己的代碼。
4.好像有一些麻煩
如果每次都像上面那樣自己寫具體的mock對象,問題雖然解決了,但是好像有一些麻煩,不要著急,已經有一些第三方現成的mock對象供我們使用了。使用Mock Object進行測試,主要是用來模擬那些在應用中不容易構造(如HttpServletRequest必須在Servlet容器中才能構造出來)或者比較復雜的對象(如JDBC中的ResultSet對象)從而使測試順利進行的工具。目前,在Java陣營中主要的Mock測試工具有JMock,MockCreator,Mockrunner,EasyMock,MockMaker等,在微軟的.Net陣營中主要是Nmock,.NetMock等。
下面就以利用EasyMock模擬測試Servlet組件為例,代碼如下: 編譯并將其當做一個Test Case運行,會發現兩個測試方法均測試成功。我們可以看到easymock已經幫助我們實現了一些servlet組件的mock對象,這樣我們就可以擺脫web容器和servlet容器來輕松的測試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(){
//創建一個Mock HttpServletRequest的MockControl對象
control = MockControl.createControl(HttpServletRequest.class);
//獲取一個Mock HttpServletRequest對象
mockRequest = (HttpServletRequest) control.getMock();
//設置期望調用的Mock HttpServletRequest對象的方法
mockRequest.getParameter("name");
//設置調用方法期望的返回值,并指定調用次數
//以下后兩個參數表示最少調用一次,最多調用一次
control.setReturnValue("kongxx" ,1 ,1);
//設置Mock HttpServletRequest的狀態,
//表示此Mock HttpServletRequest對象可以被使用
control.replay();
//使用斷言檢查調用
assertEquals("kongxx",mockRequest.getParameter("name"));
//驗證期望的調用
control.verify();
}
}
編譯并將其當做一個Test Case運行,會發現兩個測試方法均測試成功。我們可以看到easymock已經幫助我們實現了一些servlet組件的mock對象,這樣我們就可以擺脫web容器和servlet容器來輕松的測試servlet了。
5.底層技術是什么?
讓我們來回憶一下,如果用戶使用C++和java的程序的生成,C++在最后的階段還需要連接才能生成一個整體程序,這在靈活性與java源代碼的機制是不能比的,java的各個類是獨立的,打包的那些類也是獨立的,只有在加載進去才進行連接,這在代碼被加載進去的時候,我們還可以執行很多的動作,如插入一些相關的業務需求,這也是AOP的一個焦點,javassit代碼庫的實現類似于這,正是利用這些,所以用java實現Mock對象是很簡單的。
6.一些相關的資源
MockObject的主頁 http://www.mockobjects.com/ 介紹了關鍵Mock Object的基本概念和目前在各個環境下主要的Mock測試工具。
JMock的主頁http://www.jmock.org/ 可以獲取JMock的最新代碼和開發包,以及一些說明文檔。
EasyMock的主頁http://www.easymock.org/ 可以獲取JMock的最新代碼和開發包,以及一些說明文檔。
NMock的主頁http://www.nmock.org/ 介紹了在Microsoft .Net平臺上進行Mock測試的開發工具。
延伸閱讀
文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/