Android單元測試學(xué)習(xí)

android中的單元測試基于JUnit，可分為本地測試和instrumented測試，在項目中對應(yīng)

  • module-name/src/test/java/.
    　該目錄下的代碼運行在本地JVM上，其優(yōu)點是速度快，不需要設(shè)備或模擬器的支持，但是無法直接運行含有android系統(tǒng)API引用的測試代碼。

  • module-name/src/androidTest/java/.

    該目錄下的測試代碼需要運行在android設(shè)備或模擬器下面，因此可以使用android系統(tǒng)的API，速度較慢。


    image-20200613151726348.png

以上分別執(zhí)行在JUnit和AndroidJUnitRunner的測試運行環(huán)境，兩者主要的區(qū)別在于是否需要android系統(tǒng)API的依賴。
　在實際開發(fā)過程中，我們應(yīng)該盡量用JUnit實現(xiàn)本地JVM的單元測試，而項目中的代碼大致可分為以下三類：

  • 1.強依賴關(guān)系，如在Activity，Service等組件中的方法，其特點是大部分為private方法，并且與其生命周期相關(guān)，無法直接進行單元測試，可以進行Ecspreso等UI測試。
  • 2.部分依賴，代碼實現(xiàn)依賴注入，該類需要依賴Context等android對象的依賴，可以通過Mock或其它第三方框架實現(xiàn)JUnit單元測試或使用androidJunitRunner進行單元測試。
  • 3.純java代碼，不存在對android庫的依賴，可以進行JUnit單元測試

常用的測試框架

在android測試框架中，常用的有以下幾個框架和工具類：

  • JUnit4
  • AndroidJUnitRunner
  • Mockito
  • Espresso

關(guān)于單元測試框架的選擇，可以參考下圖：


1802592-bbf29997eabf7f13.webp.jpg

JUnit4

JUnit4是一套基于注解的單元測試框架。在android studio中，編寫在test目錄下的測試類都是基于該框架實現(xiàn)，該目錄下的測試代碼運行在本地的JVM上，不需要設(shè)備（真機或模擬器）的支持。
　JUnit4中常用的幾個注解：

  • @BeforeClass 測試類里所有用例運行之前，運行一次這個方法。方法必須是public static void
  • @AfterClass 與BeforeClass對應(yīng)
  • @Before 在每個用測試例運行之前都運行一次。
  • @After 與Before對應(yīng)
  • @Test 指定該方法為測試方法，方法必須是public void
  • @RunWith 測試類名之前，用來確定這個類的測試運行器

對于其它的注解，可以通過查看junit4官網(wǎng)來進一步學(xué)習(xí)。
　在test下添加測試類，對于需要進行測試的方法添加@Test注解，在該方法中使用assert進行判斷，為了使assert更加直觀，方便，可以使用Hamcrest library，通過使用hamcrest的匹配工具，可以讓你更靈活的進行測試。 以下是一個最簡單的測試類CalculatorTest的實現(xiàn)：

public class CalculatorTest {

    /** 計算功能類 */
    private Calculator mCalculator;

    @Before
    public void setUp() {
        mCalculator = new Calculator();
    }

    /**
     * 測試兩個數(shù)相加
     */
    @Test
    public void addTwoNumbers() {
        double resultAdd = mCalculator.add(1d, 1d);
        //使用hamcrest進行assert，直觀，易讀
        assertThat(resultAdd, is(equalTo(2d)));
    }
    ……
}
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點擊執(zhí)行Run CalculatorTest,整個類的@Test注解的方法都執(zhí)行，或者可以選擇執(zhí)行單個@Test注解方法

當(dāng)需要傳入多個參數(shù)進行條件，即條件覆蓋時，可以使用@Parameters來進行單個方法的多次不同參數(shù)的測試，對應(yīng)Demo中的CalculatorWithParameterizedTest測試類，使用該方法需要如下步驟：

  • 1.在測試類上添加@RunWith(Parameterized.class)注解。
  • 2.添加構(gòu)造方法，并將測試的參數(shù)作為其構(gòu)造參數(shù)。
  • 3.添加獲取參數(shù)集合的static方法，并在該方法上添加@Parameters注解。
  • 4.在需要測試的方法中直接使用成員變量，該變量由JUnit通過構(gòu)造方法生成。
@RunWith(Parameterized.class)
public class CalculatorWithParameterizedTest {

    /** 參數(shù)的變量 */
    private final double mOperandOne;
    private final double mOperandTwo;
    /** 期待值 */
    private final double mExpectedResult;
    /** 計算類 */
    private Calculator mCalculator;

    /**
     * 構(gòu)造方法，框架可以自動填充參數(shù)
     */
    public CalculatorWithParameterizedTest(double operandOne, double operandTwo,
            double expectedResult){
        mOperandOne = operandOne;
        mOperandTwo = operandTwo;
        mExpectedResult = expectedResult;
    }

    /**
     * 需要測試的參數(shù)和對應(yīng)結(jié)果
     */
    @Parameterized.Parameters
    public static Collection<Object[]> initData(){
        return Arrays.asList(new Object[][]{
                {0, 0, 0},
                {0, -1, -1},
                {2, 2, 4},
                {8, 8, 16},
                {16, 16, 32},
                {32, 0, 32},
                {64, 64, 128}});
    }


    @Before
    public void setUp() {
        mCalculator = new Calculator();
    }

    /**
     * 使用參數(shù)組測試加的相關(guān)操作
     */
    @Test
    public void testAdd_TwoNumbers() {
        double resultAdd = mCalculator.add(mOperandOne, mOperandTwo);
        assertThat(resultAdd, is(equalTo(mExpectedResult)));
    }

}
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現(xiàn)在目錄下存在如下Test類


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如果我們需要同時運行兩個或多個Test類怎么辦？JUnit提供了Suite注解，在對應(yīng)的測試目錄下創(chuàng)建一個空Test類，如Demo里的UnitTestSuite，該類上添加如下注解：

  • @RunWith(Suite.class)：配置Runner運行環(huán)境。
  • @Suite.SuiteClasses({A.class, B.class})：添加需要一起運行的測試類。
/**
 * 通過Suite來運行多個Test類
 */
@RunWith(Suite.class)
@Suite.SuiteClasses({CalculatorTest.class, SharedPreferencesHelperWithMockTest.class})
public class UnitTestSuite {
}
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目前為止已經(jīng)可以完成簡單的單元測試了，但在android中，方法中使用到android系統(tǒng)api是一件司空見慣的事，比如Context，Parcelable，SharedPreferences等等。而在本地JVM中無法調(diào)用這些接口，因此，我們就需要使用AndroidJUnitRunner來完成這些方法的測試

AndroidJUnitRunner

當(dāng)單元測試中涉及到大量的android系統(tǒng)庫的調(diào)用時，你可以通過該方案類完成測試。使用方法是在androidTest目錄下創(chuàng)建測試類，在該類上添加@RunWith(AndroidJUnit4.class)注解。
　在Demo中androidTest目錄下的SharedPreferencesHelperTest測試類，該類對SharedPreferencesHelper進行了單元測試，其方法內(nèi)部涉及到了SharedPreferences，該類屬于android系統(tǒng)的api，因此無法直接在test中運行。部分實現(xiàn)代碼如下：

@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class SharedPreferencesHelperTest {

    private static final String TEST_NAME = "Test name";

    private static final String TEST_EMAIL = "test@email.com";

    private static final Calendar TEST_DATE_OF_BIRTH = Calendar.getInstance();

    private Context context;
    private SharedPreferences mSharedPreferences;
    private SharedPreferenceEntry mSharedPreferenceEntry;
    private SharedPreferencesHelper mSharedPreferencesHelper;


    @Before
    public void setUp() throws Exception{
        //獲取application的context
        context = InstrumentationRegistry.getInstrumentation().getTargetContext();
        //實例化SharedPreferences
        mSharedPreferences = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(context);

        mSharedPreferenceEntry = new SharedPreferenceEntry(TEST_NAME, TEST_DATE_OF_BIRTH, TEST_EMAIL);
        //實例化SharedPreferencesHelper，依賴注入SharePreferences
        mSharedPreferencesHelper = new SharedPreferencesHelper(mSharedPreferences);
    }

    /**
     * 測試保存數(shù)據(jù)是否成功
     */
    @Test
    public void sharedPreferencesHelper_SavePersonalInformation() throws Exception {
        assertThat(mSharedPreferencesHelper.savePersonalInfo(mSharedPreferenceEntry), is(true));
    }

    /**
     * 測試保存數(shù)據(jù)，然后獲取數(shù)據(jù)是否成功
     */
    @Test
    public void sharedPreferencesHelper_SaveAndReadPersonalInformation() throws Exception {
        mSharedPreferencesHelper.savePersonalInfo(mSharedPreferenceEntry);
        SharedPreferenceEntry sharedPreferenceEntry = mSharedPreferencesHelper.getPersonalInfo();
        assertThat(isEquals(mSharedPreferenceEntry, sharedPreferenceEntry), is(true));
    }

    ...
}

使用AndroidJUnitRunner最大的缺點在于無法在本地JVM運行，直接的結(jié)果就是測試速度慢，同時無法執(zhí)行覆蓋測試。因此出現(xiàn)了很多替代方案，比如在設(shè)計合理，依賴注入實現(xiàn)的代碼，可以使用Mockito來進行本地測試，或者使用第三方測試框架Robolectric等。

Mockito

涉及到android依賴的方法的測試，除了在androidTest使用，還可以通過mock來執(zhí)行本地測試。使用Mock的目的主要有以下兩點：

  • 驗證這個對象的某些方法的調(diào)用情況，調(diào)用了多少次，參數(shù)是什么等等
  • 指定這個對象的某些方法的行為，返回特定的值，或者是執(zhí)行特定的動作

Mockito是優(yōu)秀的mock框架之一，使用該框架可以使mock的操作更加簡單，直觀。
　要使用Mockito，需要添加如下依賴：

dependencies {
    implementation fileTree(dir: "libs", include: ["*.jar"])
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:1.1.3'

    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.1'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.2.0'


    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    //如果你要使用Mockito 用于 Android instrumentation tests，那么需要你添加以下三條依賴庫，在版本//mockito-core:2.+以上時dexmaker:1.2和dexmaker-mockito:1.2不好使，需要換成//com.linkedin.dexmaker:dexmaker-mockito:2.25.0
    testImplementation 'org.mockito:mockito-core:2.+'
    androidTestImplementation 'org.mockito:mockito-core:2.+'
//    androidTestImplementation "com.google.dexmaker:dexmaker:1.2"
//    androidTestImplementation "com.google.dexmaker:dexmaker-mockito:1.2"
    androidTestImplementation 'com.linkedin.dexmaker:dexmaker-mockito:2.25.0'
}

在AndroidJUnitRunner介紹中的對于SharedPreferencesHelper的測試，由于其依賴注入的設(shè)計，我們可以方便的去mock一個SharePreferences來執(zhí)行本地的測試。在Demo中的test目錄下的SharedPreferencesHelperWithMockTest類即通過mockito來完成測試的，主要代碼如下：

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)
public class SharedPreferencesHelperWithMockTest {

    private static final String TEST_NAME = "Test name";
    private static final String TEST_EMAIL = "test@email.com";
    private static final Calendar TEST_DATE_OF_BIRTH = Calendar.getInstance();
    private SharedPreferencesHelper mSharedPreferencesHelper;
    private SharedPreferenceEntry mSharedPreferenceEntry;
    ……
    @Mock
    SharedPreferences mMockSharedPreferences;
    @Mock
    SharedPreferences.Editor mMockEditor;
    ……
    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        mSharedPreferenceEntry = new SharedPreferenceEntry(TEST_NAME, TEST_DATE_OF_BIRTH, TEST_EMAIL);
        mSharedPreferencesHelper = new SharedPreferencesHelper(mockSharePreferences());
        ……
    }

    @Test
    public void sharedPreferencesHelper_SavePersonalInformation() throws Exception {
        assertThat(mSharedPreferencesHelper.savePersonalInfo(mSharedPreferenceEntry), is(true));
    }

    @Test
    public void sharedPreferencesHelper_SaveAndReadPersonalInformation() throws Exception {
        mSharedPreferencesHelper.savePersonalInfo(mSharedPreferenceEntry);
        SharedPreferenceEntry sharedPreferenceEntry = mSharedPreferencesHelper.getPersonalInfo();
        assertThat(isEquals(mSharedPreferenceEntry, sharedPreferenceEntry), is(true));
    }
    ……
    /**
     * 編寫Mock相關(guān)代碼，代碼中mock了SharedPreferences類的getXxx的相關(guān)操作，
     * 均返回SharedPreferenceEntry對象的值，同時在代碼中使用到了commit和edit，都需要在方法中進行mock實現(xiàn)
     * Creates a mocked SharedPreferences.
     */
    private SharedPreferences mockSharePreferences(){
        when(mMockSharedPreferences.getString(eq(SharedPreferencesHelper.KEY_NAME), anyString()))
                .thenReturn(mSharedPreferenceEntry.getName());
        when(mMockSharedPreferences.getString(eq(SharedPreferencesHelper.KEY_EMAIL), anyString()))
                .thenReturn(mSharedPreferenceEntry.getEmail());
        when(mMockSharedPreferences.getLong(eq(SharedPreferencesHelper.KEY_DOB), anyLong()))
                .thenReturn(mSharedPreferenceEntry.getDateOfBirth().getTimeInMillis());
        when(mMockEditor.commit()).thenReturn(true);
        when(mMockSharedPreferences.edit()).thenReturn(mMockEditor);
        return mMockSharedPreferences;
    }
    ……
}

Mocktio的局限

    1. 不能 mock 靜態(tài)方法；
    2. 不能 mock 構(gòu)造器；
    3. 不能 mock equals() 和 hashCode() 方法

Espresso

在Demo中，除了單元測試的用例，還提供了一個CalculatorInstrumentationTest測試類，該類使用Espresso，一個官方提供了UI測試框架。注意，UI測試不屬于單元測試的范疇。通過Espresso的使用，可以編寫簡潔、運行可靠的自動化UI測試。詳細的使用可以參考測試支持庫中關(guān)于Espresso的使用介紹。

@RunWith(AndroidJUnit4.class)
@LargeTest
public class CalculatorInstrumentationTest {

    /**
     * 在測試中運行Activity
     * A JUnit {@link Rule @Rule} to launch your activity under test. This is a replacement
     * for {@link ActivityInstrumentationTestCase2}.
     * <p>
     * Rules are interceptors which are executed for each test method and will run before
     * any of your setup code in the {@link Before @Before} method.
     * <p>
     * {@link ActivityTestRule} will create and launch of the activity for you and also expose
     * the activity under test. To get a reference to the activity you can use
     * the {@link ActivityTestRule#getActivity()} method.
     */
    @Rule
    public ActivityTestRule<CalculatorActivity> mActivityRule = new ActivityTestRule<>(
            CalculatorActivity.class);
    ……
    private void performOperation(int btnOperationResId, String operandOne,
            String operandTwo, String expectedResult) {
        // 指定輸入框中輸入文本，同時關(guān)閉鍵盤
        onView(withId(R.id.operand_one_edit_text)).perform(typeText(operandOne),
                closeSoftKeyboard());
        onView(withId(R.id.operand_two_edit_text)).perform(typeText(operandTwo),
                closeSoftKeyboard());

        // 獲取特定按鈕執(zhí)行點擊事件
        onView(withId(btnOperationResId)).perform(click());

        // 獲取文本框中顯示的結(jié)果
        onView(withId(R.id.operation_result_text_view)).check(matches(withText(expectedResult)));
    }

}

其它

關(guān)于異步操作的單元測試

在實際的android開發(fā)過程中，經(jīng)常涉及到異步操作，比如網(wǎng)絡(luò)請求，Rxjava的線程調(diào)度等。在單元測試中，往往測試方法執(zhí)行往了，異步操作還沒介紹，這就導(dǎo)致了無法順利的執(zhí)行單元測試操作。其解決方法可以提供CountDownLatch類來阻塞測試方法的線程，當(dāng)異步操作完成后（通過回調(diào)）來喚醒繼續(xù)執(zhí)行測試，獲取結(jié)果。其實對于網(wǎng)絡(luò)請求這種操作應(yīng)該使用Mock來替代，因為你的單元測試的結(jié)果不應(yīng)受網(wǎng)絡(luò)的影響，不需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)是否正常，服務(wù)器是否崩潰，而應(yīng)該把關(guān)注點放在單元本身的操作。

單元測試，集成測試，UI測試

  • UI測試是測試到交互和視覺，以及操作的結(jié)果是否符合預(yù)期?？梢酝ㄟ^Espresso，UI Automator等框架，或者人工測試。
  • 集成測試是基于單元測試，將多個單元測試組裝起來進行測試，實際測試往往會運行慢，依賴過多導(dǎo)致集成測試非常費時。
  • 單元測試僅針對最小單元，在面向?qū)ο笾校瑔卧傅氖欠椒?，包括基類（超類）、抽象類、或者派生類（子類）中的方法?/li>

三者的在實際應(yīng)用中可以通過Test Pyramid（Martin Fowler的總結(jié)）來衡量：


1802592-f6c8caf172edbdce.webp.jpg

所以對于測試，在開發(fā)過程中，我們（開發(fā)者）需要把更多的精力放在單元測試上。

本文轉(zhuǎn)自作者“BooQin”的Android單元測試-常見的方案比較，如有侵權(quán)，請聯(lián)系作者效效進行修改。

項目代碼地址：

https://github.com/games2sven/JUit

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