Java单元测试技巧之PowerMock-java mock单元测试

高德的技术大佬向老师在谈论方法论时说到：“复杂的问题要简单化，简单的问题要深入化。”

这句话让我感触颇深，这何尝不是一套编写代码的方法——把一个复杂逻辑拆分为许多简单逻辑，然后把每一个简单逻辑进行深入实现，最后把这些简单逻辑整合为复杂逻辑，总结为八字真言即是“化繁为简，由简入繁”。

编写Java单元测试用例，其实就是把“复杂的问题要简单化”——即把一段复杂的代码拆解成一系列简单的单元测试用例;写好Java单元测试用例，其实就是把“简单的问题要深入化”——即学习一套方法、总结一套模式并应用到实践中。这里，作者根据日常的工作经验，总结了一些Java单元测试技巧，以供大家交流和学习。

一、准备环境

PowerMock是一个扩展了其它如EasyMock等mock框架的、功能更加强大的框架。PowerMock使用一个自定义类加载器和字节码操作来模拟静态方法、构造方法、final类和方法、私有方法、去除静态初始化器等等。

1、引入PowerMock包

为了引入PowerMock包，需要在pom.xml文件中加入下列maven依赖：

<dependency> 
    <groupId>org.powermock</groupId> 
    <artifactId>powermock-module-junit4</artifactId> 
    <version>2.0.9</version> 
    <scope>test</scope> 
</dependency> 
<dependency> 
    <groupId>org.powermock</groupId> 
    <artifactId>powermock-api-mockito2</artifactId> 
    <version>2.0.9</version> 
    <scope>test</scope> 
</dependency>

2、集成SpringMVC项目

在SpringMVC项目中，需要在pom.xml文件中加入JUnit的maven依赖：

<dependency> 
    <groupId>junit</groupId> 
    <artifactId>junit</artifactId> 
    <version>4.12</version> 
    <scope>test</scope> 
</dependency>

3、集成SpringBoot项目

在SpringBoot项目中，需要在pom.xml文件中加入JUnit的maven依赖：

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

4、一个简单的测试用例

这里，用List举例，模拟一个不存在的列表，但是返回的列表大小为100。

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testSize() { 
        Integer expected = 100; 
        List list = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(list.size()).thenReturn(expected); 
        Integer actual = list.size(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

二、mock语句

1、mock方法

T PowerMockito.mock(Class clazz);

用途：可以用于模拟指定类的对象实例。

当模拟非final类(接口、普通类、虚基类)的非final方法时，不必使用@RunWith和@PrepareForTest注解。当模拟final类或final方法时，必须使用@RunWith和@PrepareForTest注解。注解形如：

@RunWith(PowerMockRunner.class)

@PrepareForTest({TargetClass.class})

模拟非final类普通方法

@Getter 
@Setter 
@ToString 
public class Rectangle implements Sharp { 
    private double width; 
    private double height; 
    @Override 
    public double getArea() { 
        return width * height; 
    } 
} 
 
public class RectangleTest { 
    @Test 
    public void testGetArea() { 
        double expectArea = 100.0D; 
        Rectangle rectangle = PowerMockito.mock(Rectangle.class); 
        PowerMockito.when(rectangle.getArea()).thenReturn(expectArea); 
        double actualArea = rectangle.getArea(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expectArea, actualArea, 1E-6D); 
    } 
}

模拟final类或final方法

@Getter 
@Setter 
@ToString 
public final class Circle { 
    private double radius; 
    public double getArea() { 
        return Math.PI * Math.pow(radius, 2); 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({Circle.class}) 
public class CircleTest { 
    @Test 
    public void testGetArea() { 
        double expectArea = 3.14D; 
        Circle circle = PowerMockito.mock(Circle.class); 
        PowerMockito.when(circle.getArea()).thenReturn(expectArea); 
        double actualArea = circle.getArea(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expectArea, actualArea, 1E-6D); 
    } 
}

2、mockStatic方法

PowerMockito.mockStatic(Class clazz);

用途：可以用于模拟类的静态方法，必须使用“@RunWith”和“@PrepareForTest”注解。

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({StringUtils.class}) 
public class StringUtilsTest { 
    @Test 
    public void testIsEmpty() { 
        String string = "abc"; 
        boolean expected = true; 
        PowerMockito.mockStatic(StringUtils.class); 
        PowerMockito.when(StringUtils.isEmpty(string)).thenReturn(expected); 
        boolean actual = StringUtils.isEmpty(string); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

三、spy语句

如果一个对象，我们只希望模拟它的部分方法，而希望其它方法跟原来一样，可以使用PowerMockito.spy方法代替PowerMockito.mock方法。于是，通过when语句设置过的方法，调用的是模拟方法;而没有通过when语句设置的方法，调用的是原有方法。

1、spy类

PowerMockito.spy(Class clazz);

用途：用于模拟类的部分方法。

public class StringUtils { 
    public static boolean isNotEmpty(final CharSequence cs) { 
        return !isEmpty(cs); 
    } 
    public static boolean isEmpty(final CharSequence cs) { 
        return cs == null || cs.length() == 0; 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({StringUtils.class}) 
public class StringUtilsTest { 
    @Test 
    public void testIsNotEmpty() { 
        String string = null; 
        boolean expected = true; 
        PowerMockito.spy(StringUtils.class); 
        PowerMockito.when(StringUtils.isEmpty(string)).thenReturn(!expected); 
        boolean actual = StringUtils.isNotEmpty(string); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

2、spy对象

T PowerMockito.spy(T object);

用途：用于模拟对象的部分方法。

public class StringUtils { 
    public static boolean isNotEmpty(final CharSequence cs) { 
        return !isEmpty(cs); 
    } 
    public static boolean isEmpty(final CharSequence cs) { 
        return cs == null || cs.length() == 0; 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({StringUtils.class}) 
public class StringUtilsTest { 
    @Test 
    public void testIsNotEmpty() { 
        String string = null; 
        boolean expected = true; 
        PowerMockito.spy(StringUtils.class); 
        PowerMockito.when(StringUtils.isEmpty(string)).thenReturn(!expected); 
        boolean actual = StringUtils.isNotEmpty(string); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

四、when语句

1、when().thenReturn()模式

PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenReturn(expectedValue);

PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenThrow(expectedThrowable);

PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenAnswer(expectedAnswer);

PowerMockito.when(mockObject.someMethod(someArgs)).thenCallRealMethod();

用途：用于模拟对象方法，先执行原始方法，再返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法。

返回期望值

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 0; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenReturn(expected); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

返回期望异常

public class ListTest { 
    @Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class) 
    public void testGet() { 
        int index = -1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenThrow(new IndexOutOfBoundsException()); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

返回期望应答

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(mockList.get(index)).thenAnswer(invocation -> { 
            Integer value = invocation.getArgument(0); 
            return value * 100; 
        }); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

调用真实方法

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 0; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> oldList = new ArrayList<>(); 
        oldList.add(expected); 
        List<Integer> spylist = PowerMockito.spy(oldList); 
        PowerMockito.when(spylist.get(index)).thenCallRealMethod(); 
        Integer actual = spylist.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

2、doReturn().when()模式

PowerMockito.doReturn(expectedValue).when(mockObject).someMethod(someArgs);

PowerMockito.doThrow(expectedThrowable).when(mockObject).someMethod(someArgs);

PowerMockito.doAnswer(expectedAnswer).when(mockObject).someMethod(someArgs);

PowerMockito.doNothing().when(mockObject).someMethod(someArgs);

PowerMockito.doCallRealMethod().when(mockObject).someMethod(someArgs);

用途：用于模拟对象方法，直接返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法，无需执行原始方法。

注意，千万不要使用以下语法：

PowerMockito.doReturn(expectedValue).when(mockObject.someMethod(someArgs));

PowerMockito.doThrow(expectedThrowable).when(mockObject.someMethod(someArgs));

PowerMockito.doAnswer(expectedAnswer).when(mockObject.someMethod(someArgs));

PowerMockito.doNothing().when(mockObject.someMethod(someArgs));

PowerMockito.doCallRealMethod().when(mockObject.someMethod(someArgs));

虽然不会出现编译错误，但是在执行时会抛出UnfinishedStubbingException异常。

返回期望值

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 0; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doReturn(expected).when(mockList).get(index); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

返回期望异常

public class ListTest { 
    @Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class) 
    public void testGet() { 
        int index = -1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doThrow(new IndexOutOfBoundsException()).when(mockList).get(index); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

返回期望应答

public class ListTest { 
    @Test(expected = IndexOutOfBoundsException.class) 
    public void testGet() { 
        int index = -1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doThrow(new IndexOutOfBoundsException()).when(mockList).get(index); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

模拟无返回值

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doAnswer(invocation -> { 
            Integer value = invocation.getArgument(0); 
            return value * 100; 
        }).when(mockList).get(index); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

调用真实方法

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 0; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> oldList = new ArrayList<>(); 
        oldList.add(expected); 
        List<Integer> spylist = PowerMockito.spy(oldList); 
        PowerMockito.doCallRealMethod().when(spylist).get(index); 
        Integer actual = spylist.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

3、两种模式的主要区别

两种模式都用于模拟对象方法，在mock实例下使用时，基本上是没有差别的。但是，在spy实例下使用时，when().thenReturn()模式会执行原方法，而doReturn().when()模式不会执行原方法。

测试服务类

@Slf4j 
@Service 
public class UserService { 
    public long getUserCount() { 
        log.info("调用获取用户数量方法"); 
        return 0L; 
    } 
}

使用when().thenReturn()模式

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest { 
    @Test 
    public void testGetUserCount() { 
        Long expected = 1000L; 
        UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService()); 
        PowerMockito.when(userService.getUserCount()).thenReturn(expected); 
        Long actual = userService.getUserCount(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

在测试过程中，将会打印出"调用获取用户数量方法"日志。

使用doReturn().when()模式

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest { 
    @Test 
    public void testGetUserCount() { 
        Long expected = 1000L; 
        UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService()); 
        PowerMockito.doReturn(expected).when(userService).getUserCount(); 
        Long actual = userService.getUserCount(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

在测试过程中，不会打印出"调用获取用户数量方法"日志。

4、whenNew模拟构造方法

PowerMockito.whenNew(MockClass.class).withNoArguments().thenReturn(expectedObject);

PowerMockito.whenNew(MockClass.class).withArguments(someArgs).thenReturn(expectedObject);

用途：用于模拟构造方法。

public final class FileUtils { 
    public static boolean isFile(String fileName) { 
        return new File(fileName).isFile(); 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({FileUtils.class}) 
public class FileUtilsTest { 
    @Test 
    public void testIsFile() throws Exception { 
        String fileName = "test.txt"; 
        File file = PowerMockito.mock(File.class); 
        PowerMockito.whenNew(File.class).withArguments(fileName).thenReturn(file); 
        PowerMockito.when(file.isFile()).thenReturn(true); 
        Assert.assertTrue("返回值为假", FileUtils.isFile(fileName)); 
    } 
}

注意：需要加上注解@PrepareForTest({FileUtils.class})，否则模拟方法不生效。

五、参数匹配器

在执行单元测试时，有时候并不关心传入的参数的值，可以使用参数匹配器。

1、参数匹配器(any)

Mockito提供Mockito.anyInt()、Mockito.anyString、Mockito.any(Class clazz)等来表示任意值。

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(mockList.get(Mockito.anyInt())).thenReturn(expected); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

2、参数匹配器(eq)

当我们使用参数匹配器时，所有参数都应使用匹配器。如果要为某一参数指定特定值时，就需要使用Mockito.eq()方法。

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({StringUtils.class}) 
public class StringUtilsTest { 
    @Test 
    public void testStartWith() { 
        String string = "abc"; 
        String prefix = "b"; 
        boolean expected = true; 
        PowerMockito.spy(StringUtils.class); 
        PowerMockito.when(StringUtils.startsWith(Mockito.anyString(), Mockito.eq(prefix))).thenReturn(expected); 
        boolean actual = StringUtils.startsWith(string, prefix); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

3、附加匹配器

Mockito的AdditionalMatchers类提供了一些很少使用的参数匹配器，我们可以进行参数大于(gt)、小于(lt)、大于等于(geq)、小于等于(leq)等比较操作，也可以进行参数与(and)、或(or)、非(not)等逻辑计算等。

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        int index = 1; 
        Integer expected = 100; 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.when(mockList.get(AdditionalMatchers.geq(0))).thenReturn(expected); 
        PowerMockito.when(mockList.get(AdditionalMatchers.lt(0))).thenThrow(new IndexOutOfBoundsException()); 
        Integer actual = mockList.get(index); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

六、verify语句

验证是确认在模拟过程中，被测试方法是否已按预期方式与其任何依赖方法进行了交互。

Mockito.verify(mockObject[,times(int)]).someMethod(somgArgs);

用途：用于模拟对象方法，直接返回期望的值、异常、应答，或调用真实的方法，无需执行原始方法。

1、验证调用方法

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doNothing().when(mockList).clear(); 
        mockList.clear(); 
        Mockito.verify(mockList).clear(); 
    } 
}

2、验证调用次数

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testGet() { 
        List<Integer> mockList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doNothing().when(mockList).clear(); 
        mockList.clear(); 
        Mockito.verify(mockList, Mockito.times(1)).clear(); 
    } 
}

除times外，Mockito还支持atLeastOnce、atLeast、only、atMostOnce、atMost等次数验证器。

3、验证调用顺序

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testAdd() { 
           List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doReturn(true).when(mockedList).add(Mockito.anyInt()); 
        mockedList.add(1); 
        mockedList.add(2); 
        mockedList.add(3); 
        InOrder inOrder = Mockito.inOrder(mockedList); 
        inOrder.verify(mockedList).add(1); 
        inOrder.verify(mockedList).add(2); 
        inOrder.verify(mockedList).add(3); 
    } 
}

4、验证调用参数

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testArgumentCaptor() { 
        Integer[] expecteds = new Integer[] {1, 2, 3}; 
        List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class); 
        PowerMockito.doReturn(true).when(mockedList).add(Mockito.anyInt()); 
        for (Integer expected : expecteds) { 
            mockedList.add(expected); 
        } 
        ArgumentCaptor<Integer> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(Integer.class); 
        Mockito.verify(mockedList, Mockito.times(3)).add(argumentCaptor.capture()); 
        Integer[] actuals = argumentCaptor.getAllValues().toArray(new Integer[0]); 
        Assert.assertArrayEquals("返回值不相等", expecteds, actuals); 
    } 
}

5、确保验证完毕

Mockito提供Mockito.verifyNoMoreInteractions方法，在所有验证方法之后可以使用此方法，以确保所有调用都得到验证。如果模拟对象上存在任何未验证的调用，将会抛出NoInteractionsWanted异常。

public class ListTest { 
    @Test 
    public void testVerifyNoMoreInteractions() { 
        List<Integer> mockedList = PowerMockito.mock(List.class); 
        Mockito.verifyNoMoreInteractions(mockedList); // 执行正常 
        mockedList.isEmpty(); 
        Mockito.verifyNoMoreInteractions(mockedList); // 抛出异常 
    } 
}

备注：Mockito.verifyZeroInteractions方法与Mockito.verifyNoMoreInteractions方法相同，但是目前已经被废弃。

6、验证静态方法

Mockito没有静态方法的验证方法，但是PowerMock提供这方面的支持。

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({StringUtils.class}) 
public class StringUtilsTest { 
    @Test 
    public void testVerifyStatic() { 
        PowerMockito.mockStatic(StringUtils.class); 
        String expected = "abc"; 
        StringUtils.isEmpty(expected); 
        PowerMockito.verifyStatic(StringUtils.class); 
        ArgumentCaptor<String> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(String.class); 
        StringUtils.isEmpty(argumentCaptor.capture()); 
        Assert.assertEquals("参数不相等", argumentCaptor.getValue(), expected); 
    } 
}

七、私有属性

1、ReflectionTestUtils.setField方法

在用原生JUnit进行单元测试时，我们一般采用ReflectionTestUtils.setField方法设置私有属性值。

@Service 
public class UserService { 
    @Value("${system.userLimit}") 
    private Long userLimit; 
    public Long getUserLimit() { 
        return userLimit; 
    } 
} 
 
public class UserServiceTest { 
    @Autowired 
    private UserService userService; 
    @Test 
    public void testGetUserLimit() { 
        Long expected = 1000L; 
        ReflectionTestUtils.setField(userService, "userLimit", expected); 
        Long actual = userService.getUserLimit(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

注意：在测试类中，UserService实例是通过@Autowired注解加载的，如果该实例已经被动态代理，ReflectionTestUtils.setField方法设置的是代理实例，从而导致设置不生效。

2、Whitebox.setInternalState方法

现在使用PowerMock进行单元测试时，可以采用Whitebox.setInternalState方法设置私有属性值。

@Service 
public class UserService { 
    @Value("${system.userLimit}") 
    private Long userLimit; 
    public Long getUserLimit() { 
        return userLimit; 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest { 
    @InjectMocks 
    private UserService userService; 
    @Test 
    public void testGetUserLimit() { 
        Long expected = 1000L; 
        Whitebox.setInternalState(userService, "userLimit", expected); 
        Long actual = userService.getUserLimit(); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

注意：需要加上注解@RunWith(PowerMockRunner.class)。

八、私有方法

1、模拟私有方法

通过when实现

public class UserService { 
    private Long superUserId; 
    public boolean isNotSuperUser(Long userId) { 
        return !isSuperUser(userId); 
    } 
    private boolean isSuperUser(Long userId) { 
        return Objects.equals(userId, superUserId); 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({UserService.class}) 
public class UserServiceTest { 
    @Test 
    public void testIsNotSuperUser() throws Exception { 
        Long userId = 1L; 
        boolean expected = false; 
        UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService()); 
        PowerMockito.when(userService, "isSuperUser", userId).thenReturn(!expected); 
        boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

2、通过stub实现

通过模拟方法stub(存根)，也可以实现模拟私有方法。但是，只能模拟整个方法的返回值，而不能模拟指定参数的返回值。

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({UserService.class}) 
public class UserServiceTest { 
    @Test 
    public void testIsNotSuperUser() throws Exception { 
        Long userId = 1L; 
        boolean expected = false; 
        UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService()); 
        PowerMockito.stub(PowerMockito.method(UserService.class, "isSuperUser", Long.class)).toReturn(!expected); 
        boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual; 
    } 
}

3、测试私有方法

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest9 { 
    @Test 
    public void testIsSuperUser() throws Exception { 
        Long userId = 1L; 
        boolean expected = false; 
        UserService userService = new UserService(); 
        Method method = PowerMockito.method(UserService.class, "isSuperUser", Long.class); 
        Object actual = method.invoke(userService, userId); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

4、验证私有方法

@RunWith(PowerMockRunner.class) 
@PrepareForTest({UserService.class}) 
public class UserServiceTest10 { 
    @Test 
    public void testIsNotSuperUser() throws Exception { 
        Long userId = 1L; 
        boolean expected = false; 
        UserService userService = PowerMockito.spy(new UserService()); 
        PowerMockito.when(userService, "isSuperUser", userId).thenReturn(!expected); 
        boolean actual = userService.isNotSuperUser(userId); 
        PowerMockito.verifyPrivate(userService).invoke("isSuperUser", userId); 
        Assert.assertEquals("返回值不相等", expected, actual); 
    } 
}

这里，也可以用Method那套方法进行模拟和验证方法。

九、主要注解

PowerMock为了更好地支持SpringMVC/SpringBoot项目，提供了一系列的注解，大大地简化了测试代码。

1、@RunWith注解

@RunWith(PowerMockRunner.class)

指定JUnit 使用 PowerMock 框架中的单元测试运行器。

2、@PrepareForTest注解

@PrepareForTest({ TargetClass.class })

当需要模拟final类、final方法或静态方法时，需要添加@PrepareForTest注解，并指定方法所在的类。如果需要指定多个类，在{}中添加多个类并用逗号隔开即可。

3、@Mock注解

@Mock注解创建了一个全部Mock的实例，所有属性和方法全被置空(0或者null)。

4、@Spy注解

@Spy注解创建了一个没有Mock的实例，所有成员方法都会按照原方法的逻辑执行，直到被Mock返回某个具体的值为止。

注意：@Spy注解的变量需要被初始化，否则执行时会抛出异常。

5、@InjectMocks注解

@InjectMocks注解创建一个实例，这个实例可以调用真实代码的方法，其余用@Mock或@Spy注解创建的实例将被注入到用该实例中。

@Service 
public class UserService { 
    @Autowired 
    private UserDAO userDAO; 
    public void modifyUser(UserVO userVO) { 
        UserDO userDO = new UserDO(); 
        BeanUtils.copyProperties(userVO, userDO); 
        userDAO.modify(userDO); 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest { 
    @Mock 
    private UserDAO userDAO; 
    @InjectMocks 
    private UserService userService; 
    @Test 
    public void testCreateUser() { 
        UserVO userVO = new UserVO(); 
        userVO.setId(1L); 
        userVO.setName("changyi"); 
        userVO.setDesc("test user"); 
        userService.modifyUser(userVO); 
        ArgumentCaptor<UserDO> argumentCaptor = ArgumentCaptor.forClass(UserDO.class); 
        Mockito.verify(userDAO).modify(argumentCaptor.capture()); 
        UserDO userDO = argumentCaptor.getValue(); 
        Assert.assertNotNull("用户实例为空", userDO); 
        Assert.assertEquals("用户标识不相等", userVO.getId(), userDO.getId()); 
        Assert.assertEquals("用户名称不相等", userVO.getName(), userDO.getName()); 
        Assert.assertEquals("用户描述不相等", userVO.getDesc(), userDO.getDesc()); 
    } 
}

6、@Captor注解

@Captor注解在字段级别创建参数捕获器。但是，在测试方法启动前，必须调用MockitoAnnotations.openMocks(this)进行初始化。

@Service 
public class UserService { 
    @Autowired 
    private UserDAO userDAO; 
    public void modifyUser(UserVO userVO) { 
        UserDO userDO = new UserDO(); 
        BeanUtils.copyProperties(userVO, userDO); 
        userDAO.modify(userDO); 
    } 
} 
 
@RunWith(PowerMockRunner.class) 
public class UserServiceTest { 
    @Mock 
    private UserDAO userDAO; 
    @InjectMocks 
    private UserService userService; 
    @Captor 
    private ArgumentCaptor<UserDO> argumentCaptor; 
    @Before 
    public void beforeTest() { 
        MockitoAnnotations.openMocks(this); 
    } 
    @Test 
    public void testCreateUser() { 
        UserVO userVO = new UserVO(); 
        userVO.setId(1L); 
        userVO.setName("changyi"); 
        userVO.setDesc("test user"); 
        userService.modifyUser(userVO); 
        Mockito.verify(userDAO).modify(argumentCaptor.capture()); 
        UserDO userDO = argumentCaptor.getValue(); 
        Assert.assertNotNull("用户实例为空", userDO); 
        Assert.assertEquals("用户标识不相等", userVO.getId(), userDO.getId()); 
        Assert.assertEquals("用户名称不相等", userVO.getName(), userDO.getName()); 
        Assert.assertEquals("用户描述不相等", userVO.getDesc(), userDO.getDesc()); 
    } 
}

7、@PowerMockIgnore注解

为了解决使用PowerMock后，提示ClassLoader错误。

十、相关观点

1 、《Java开发手册》规范

【强制】好的单元测试必须遵守AIR原则。说明：单元测试在线上运行时，感觉像空气(AIR)一样感觉不到，但在测试质量的保障上，却是非常关键的。好的单元测试宏观上来说，具有自动化、独立性、可重复执行的特点。

A：Automatic(自动化)

I：Independent(独立性)

R：Repeatable(可重复)

【强制】单元测试应该是全自动执行的，并且非交互式的。测试用例通常是被定期执行的，执行过程必须完全自动化才有意义。输出结果需要人工检查的测试不是一个好的单元测试。单元测试中不准使用System.out来进行人肉验证，必须使用assert来验证。

【强制】单元测试是可以重复执行的，不能受到外界环境的影响。

说明：单元测试通常会被放到持续集成中，每次有代码check in时单元测试都会被执行。如果单测对外部环境(网络、服务、中间件等)有依赖，容易导致持续集成机制的不可用。

正例：为了不受外界环境影响，要求设计代码时就把SUT的依赖改成注入，在测试时用spring 这样的DI框架注入一个本地(内存)实现或者Mock实现。

【推荐】编写单元测试代码遵守BCDE原则，以保证被测试模块的交付质量。

B：Border，边界值测试，包括循环边界、特殊取值、特殊时间点、数据顺序等。

C：Correct，正确的输入，并得到预期的结果。

D：Design，与设计文档相结合，来编写单元测试。

E：Error，强制错误信息输入(如：非法数据、异常流程、业务允许外等)，并得到预期的结果。

2、为什么要使用Mock?

根据网络相关资料，总结观点如下：

Mock可以用来解除外部服务依赖，从而保证了测试用例的独立性

现在的互联网软件系统，通常采用了分布式部署的微服务，为了单元测试某一服务而准备其它服务，存在极大的依耐性和不可行性。

Mock可以减少全链路测试数据准备，从而提高了编写测试用例的速度

传统的集成测试，需要准备全链路的测试数据，可能某些环节并不是你所熟悉的。最后，耗费了大量的时间和经历，并不一定得到你想要的结果。现在的单元测试，只需要模拟上游的输入数据，并验证给下游的输出数据，编写测试用例并进行测试的速度可以提高很多倍。

Mock可以模拟一些非正常的流程，从而保证了测试用例的代码覆盖率

根据单元测试的BCDE原则，需要进行边界值测试(Border)和强制错误信息输入(Error)，这样有助于覆盖整个代码逻辑。在实际系统中，很难去构造这些边界值，也能难去触发这些错误信息。而Mock从根本上解决了这个问题：想要什么样的边界值，只需要进行Mock;想要什么样的错误信息，也只需要进行Mock。

Mock可以不用加载项目环境配置，从而保证了测试用例的执行速度

在进行集成测试时，我们需要加载项目的所有环境配置，启动项目依赖的所有服务接口。往往执行一个测试用例，需要几分钟乃至几十分钟。采用Mock实现的测试用例，不用加载项目环境配置，也不依赖其它服务接口，执行速度往往在几秒之内，大大地提高了单元测试的执行速度。

3、单元测试与集成测试的区别

在实际工作中，不少同学用集成测试代替了单元测试，或者认为集成测试就是单元测试。这里，总结为了单元测试与集成测试的区别：

测试对象不同

单元测试对象是实现了具体功能的程序单元，集成测试对象是概要设计规划中的模块及模块间的组合。

测试方法不同

单元测试中的主要方法是基于代码的白盒测试，集成测试中主要使用基于功能的黑盒测试。

测试时间不同

集成测试要晚于单元测试。

测试内容不同

单元测试主要是模块内程序的逻辑、功能、参数传递、变量引用、出错处理及需求和设计中具体要求方面的测试;而集成测试主要验证各个接口、接口之间的数据传递关系，及模块组合后能否达到预期效果。

Java单元测试技巧之PowerMock