Тестирование программы, JUnit. Тест для Java-программистов, или Не слишком ли я строг к претендентам? Предварительные требования к тесту Java

В поисках тестовых задач для java-программистов наткнулся на любопытный сайт (пользователям Avast не ходить, определяется скриптовый троян, остальным видимо можно) - http://www.betterprogrammer.com . Он проверяет квалификацию ява-программистов самым простым, но зато автоматическим способом: предлагая написать несколько функций (методов) повышающейся сложности и скопировать код в TextArea. Далее движок сайта что-то делает с заданиями (не иначе как юнит-тестит), вычисляет по критериям "скорость-качество" некий индекс квалификации и выдает конечную оценку в таком виде:

Далее начинаются вопросы. Сам я на Java программировал второй раз в жизни (а потому сложные задачи просто поскипал), так что 82% по этому тесту соответствуют уровню не-java программист . Сколько же тогда должны набирать Java Junior, Java Programmer и уж тем более Java Senior?! Какой результат ожидать от настоящего java-программиста - 90, 95, 99? И наконец, как быть, если "программист" набирает меньше чем 82, но тем не менее претендует на какую-то работу?!

JUnit - библиотека для модульного тестирования программ Java. Созданный Кентом Беком и Эриком Гаммой, JUnit принадлежит семье фреймворков xUnit для разных языков программирования, берущей начало в SUnit Кента Бека для Smalltalk. JUnit породил экосистему расширений - JMock, EasyMock, DbUnit, HttpUnit и т. д.

Библиотека JUnit была портирована на другие языки, включая PHP (PHPUnit), C# (NUnit), Python (PyUnit), Fortran (fUnit), Delphi (DUnit), Free Pascal (FPCUnit), Perl (Test::Unit), C++ (CPPUnit), Flex (FlexUnit), JavaScript (JSUnit).

JUnit – это Java фреймворк для тестирования, т. е. тестирования отдельных участков кода, например, методов или классов. Опыт, полученный при работе с JUnit, важен в разработке концепций тестирования программного обеспечения.

Пример теста JUnit

Import org.junit.Test; import junit.framework.Assert; public class MathTest { @Test public void testEquals() { Assert.assertEquals(4, 2 + 2); Assert.assertTrue(4 == 2 + 2); } @Test public void testNotEquals() { Assert.assertFalse(5 == 2 + 2); } }

Необходимость использования JUnit

JUnit позволяет в любой момент быстро убедиться в работоспособности кода. Если программа не является совсем простой и включает множество классов и методов, то для её проверки может потребоваться значительное время. Естественно, что данный процесс лучше автоматизировать. Использование JUnit позволяет проверить код программы без значительных усилий и не занимает много времени.

Юнит тесты классов и функций являются своего рода документацией к тому, что ожидается в результате их выполнения. И не просто документацией, а документацией которая может автоматически проверять код на соответствие предъявленным функциям. Это удобно, и часто тесты разрабатывают как вместе, так и до реализации классов. Разработка через тестирование - крайне популярная технология создания серьезного программного обеспечения.

Виды тестирования и место JUnit тестирования в классификации

Тестирование программного обеспечение можно разделить на два вида:

• тестирование черного ящика;
• тестирование белого ящика.

Во время тестирования программы как черного ящика внутренняя структура приложения в расчет не принимается. Все, что имеет значение, это функциональность, которую приложение должно обеспечить. При тестировании программы как белого ящика во внимание принимается внутренняя структура, т.е. класс и методы. Кроме этого, тестирование можно разделить на четыре уровня:

• юнит тесты - тестирование отдельных участков кода;
• интеграционное тестирование - тестирование взаимодействия и совместной работы компонентов;
• системное тестирование - тестирование всей системы как целого;
• приемное тестирование - итоговое тестирование готовой системы на соответствие требованиям.

Юнит тестирование по определению является тестированием белого ящика.

Используется unit тестирование в двух вариантах - JUnit 3 и JUnit 4. Рассмотрим обе версии, так как в старых проектах до сих пор используется 3-я версия, которая поддерживает Java 1.4.

JUnit 3

Для создания теста следует наследовать тест-класс TestCase, переопределить методы setUp и tearDown при необходимости, ну и самое главное - разработать тестовые методы, наименование которых должно начинаться с аббривиатуры "test". При запуске теста сначала создается экземляр тест-класса (для каждого теста в классе отдельный экземпляр класса), затем выполняется метод setUp, запускается сам тест, ну и в завершение выполняется метод tearDown. Если какой-либо из методов вызывает исключение, тест считается провалившимся.

Примечание: тестовые методы должны быть public void, могут быть static.

Тесты состоят из выполнения некоторого кода и проверок. Проверки чаще всего выполняются с помощью класса Assert хотя иногда используют ключевое слово assert.

В качестве примера рассмотрим утилиту для работы со строками, включающую методы для проверки пустой строки и представления последовательности байт в виде 16-ричной строки:

Public class JUnit3StringUtilsTest extends TestCase { private final Map toHexStringData = new HashMap(); protected void setUp() throws Exception { toHexStringData.put("", new byte); toHexStringData.put("01020d112d7f", new byte{1,2,13,17,45,127}); toHexStringData.put("00fff21180" , new byte{0,-1,-14,17,-128 }); //... } protected void tearDown() throws Exception { toHexStringData.clear(); } public void testToHexString() { for (Iterator iterator = toHexStringData.keySet().iterator(); iterator.hasNext();) { final String expected = (String)iterator.next(); final byte testData = (byte)toHexStringData.get(expected); final String actual = StringUtils.toHexString(testData); assertEquals(expected, actual); } } //... }

Дополнительные возможности, TestSuite

JUnit 3 имеет несколько дополнительных возможностей. Например, можно группировать тесты. Для этого необходимо использовать класс TestSuite :

Public class JUnit3StringUtilsTestSuite extends TestSuite { public JUnit3StringUtilsTestSuite() { addTestSuite(StringUtilsJUnit3Test.class); addTestSuite(OtherTest1.class); addTestSuite(OtherTest2.class); } }

Можно исполнение теста повторить несколько раз. Для этого используется RepeatedTest:

Public class JUnit3StringUtilsRepeatedTest extends RepeatedTest { public JUnit3StringUtilsRepeatedTest() { super(new JUnit3StringUtilsTest(), 100); } }

Наследуя тест-класс от ExceptionTestCase, можно проверить код на выброс исключения:

Public class JUnit3StringUtilsExceptionTest extends ExceptionTestCase { public JUnit3StringUtilsExceptionTest(final String name) { super(name, NullPointerException.class); } public void testToHexString() { StringUtils.toHexString(null); } }

Как видно из примеров все довольно просто и ничего лишнего - минимум кода для JUnit тестирования.

JUnit 4

В JUnit 4 добавлена поддержка новых возможностей из Java 5.0; тесты могут быть объявлены с помощью аннотаций. При этом существует обратная совместимость с предыдущей версией фреймворка. Практически все рассмотренные выше примеры будут работать и в JUnit 4 за исключением RepeatedTest, который отсутствует в новой версии.

Какие внесены изменения появились в JUnit 4? Рассмотрим тот же пример, но уже с использованием новых возможностей:

Public class JUnit4StringUtilsTest extends Assert { private final Map toHexStringData = new HashMap(); @Before public static void setUpToHexStringData() { toHexStringData.put("", new byte); toHexStringData.put("01020d112d7f", new byte{1,2,13,17,45,127}); toHexStringData.put("00fff21180" , new byte{0,-1,-14,17,-128}); //... } @After public static void tearDownToHexStringData() { toHexStringData.clear(); } @Test public void testToHexString() { for (Map.Entry entry: toHexStringData.entrySet()) { final byte testData = entry.getValue(); final String expected = entry.getKey(); final String actual = StringUtils.toHexString(testData); assertEquals(expected, actual); } } }

Что изменилось в JUnit 4 ?

• Для упрощения работы можно наследоваться от класса Assert , хотя это необязательно.
• Аннотация @Before обозначает методы, которые будут вызваны перед исполнением тестов. Методы должны быть public void . Здесь обычно размещаются предустановки для теста, в нашем случае это генерация тестовых данных (метод setUpToHexStringData ).
• Можно использовать аннотацию @BeforeClass , которая обозначает методы, которые будут вызваны до создания экземпляра тест-класса; методы должны быть public static void . Данную аннотацию (метод) имеет смысл использовать для тестирования в случае, когда класс содержит несколько тестов, использующих различные предустановки, либо когда несколько тестов используют одни и те же данные, чтобы не тратить время на их создание для каждого теста.
• Аннотация @After обозначает методы, которые будут вызваны после выполнения тестов. Методы должны быть public void . Здесь размещаются операции освобождения ресурсов после теста; в нашем случае - очистка тестовых данных (метод tearDownToHexStringData ).
• Аннотация @AfterClass связана по смыслу с @BeforeClass , но выполняет методы после тестирования класса. Как и в случае с @BeforeClass , методы должны быть public static void .
• Аннотация @Test обозначает тестовые методы. Как и ранее, эти методы должны быть public void . Здесь размещаются сами проверки. Кроме того, в данной аннотации можно использовать два параметра, expected - задает ожидаемое исключение и timeout - задает время, по истечению которого тест считается провалившимся.

Примеры использования аннотаций с параметрами, JUnit Test:

@Test(expected = NullPointerException.class) public void testToHexStringWrong() { StringUtils.toHexString(null); } @Test(timeout = 1000) public void infinity() { while (true); }

Игнорирование выполнения теста, JUnit Ignore

Если один из тестов по какой-либо серьезной причине необходимо отключить, например, тест постоянно завершается с ошибкой. Исправление теста можно отложить до светлого будущего аннотированием @Ignore . Если поместить эту аннотацию на класс, то все тесты в этом классе будут отключены.

@Ignore @Test(timeout = 1000) public void infinity() { while (true); }

Правила тастирования, JUnit Rule

JUnit позволяет использовать определенные разработчиком правила до и после выполнения теста, которые расширяют функционал. Например, есть встроенные правила для задания таймаута для теста (Timeout), для задания ожидаемых исключений (ExpectedException), для работы с временными файлами(TemporaryFolder) и др.

Для объявления правила необходимо создать public не static поле типа производного от MethodRule и аннотировать его с помощью ключевого слова Rule .

Public class JUnitOtherTest { @Rule public final TemporaryFolder folder = new TemporaryFolder(); @Rule public final Timeout timeout = new Timeout(1000); @Rule public final ExpectedException thrown = ExpectedException.none(); @Ignore @Test public void anotherInfinity() { while (true); } @Test public void testFileWriting() throws IOException { final File log = folder.newFile("debug.log"); final FileWriter logWriter = new FileWriter(log); logWriter.append("Hello, "); logWriter.append("World!!!"); logWriter.flush(); logWriter.close(); } @Test public void testExpectedException() throws IOException { thrown.expect(NullPointerException.class); StringUtils.toHexString(null); } }

Наборы тестов, JUnit Suite, SuiteClasses

Запуск теста может быть сконфигурирован с помощью аннотации @RunWith . Тестовые классы, которые содержат в себе тестовые методы, можно объединить в наборы тестов (Suite). Например, создано два класса тестирования объектов: TestFilter, TestConnect. Эти два тестовых класса можно объединить в один тестовый класс TestWidgets.java:

Package com.objects; import org.junit.runner.RunWith; import org.junit.runners.Suite; @RunWith(Suite.class) @Suite.SuiteClasses ({ TestFilter.class, TestConnect.class }) public class TestWidgets {}

Для настройки запускаемых тестов используется аннотация @SuiteClasses, в которую включены тестовые классы.

Аннотация Categories

Аннотация Categories позволяет объединить тесты в категории (группы). Для этого в тесте определяется категория @Category , после чего настраиваются запускаемые категории тестов в Suite. Это может выглядеть следующим образом:

Public class JUnitStringUtilsCategoriesTest extends Assert { //... @Category (Unit.class) @Test public void testIsEmpty() { //... } //... } @RunWith (Categories.class) @Categories.IncludeCategory (Unit.class) @Suite.SuiteClasses ({ JUnitOtherTest.class, JUnitStringUtilsCategoriesTest.class }) public class JUnitTestSuite {}

Аннотация, JUnit Parameterized

Аннотация Parameterized позволяет использовать параметризированные тесты. Для этого в тест-классе объявляется статический метод, возвращающий список данных, которые будут использованы в качестве аргументов конструктора класса.

@RunWith (Parameterized.class) public class JUnitStringUtilsParameterizedTest extends Assert { private final CharSequence testData; private final boolean expected; public JUnitStringUtilsParameterizedTest(final CharSequence testData, final boolean expected) { this.testData = testData; this.expected = expected; } @Test public void testIsEmpty () { final boolean actual = StringUtils.isEmpty (testData); assertEquals(expected, actual); } @Parameterized.Parameters public static List