Testing with JUnit in Java

1.Giới thiệu về JUnit.

JUnit là một framework đơn giản dùng cho việc tạo các unit testing tự động, và chạy các test có thể lặp đi lặp lại. Nó chỉ là một phần của họ kiến trúc xUnit cho việc tạo các unit testing. JUnit là một chuẩn trên thực tế cho unit testing trong Java. JUnit về nguồn gốc được viết bởi 2 tác giả Erich Gamma và Kent Beck.

Vào giữa những năm 90 của thế kỷ 20 , Kent Beck đã phát triển một bộ test xUnit đầu tiên cho Smalltalk .

Beck và Gamma phát triển JUnit trên một chuyến bay từ Zurich đến Washington, DC.Từ đó Junit trở thành công cụ chuẩn cho Test-Driven Development trong Java.Ngày nay , jUnit được tích hợp sẵn trong các Java IDEs (Eclipse, BlueJ, Jbuilder, DrJava).

JUnit có thể được tải xuống từ địa chỉ http://www.junit.org.

2.Những đặc điểm đáng lưu ý của JUnit

• Xác nhận (assert) việc kiểm tra kết quả được mong đợi

• Các Test Suite cho phép chúng ta dễ dàng tổ chức và chạy các test

• Hỗ trợ giao diện đồ họa và giao diện dòng lệnh: Các test case của JUnit là các lớp của Java, các lớp này bao gồm một hay nhiều các phương thức unit testing, và những test này lại được nhóm thành các Test Suite. Mỗi phương thức test trong JUnit phải được thực thi nhanh chóng. Tốc độ là điều tối quan trọng vì càng nhiều test được viết và tích hợp vào bên trong quá trình xây dựng phần mềm, cần phải tốn nhiều thời gian hơn cho việc chạy toàn bộ Test Suite. Các lập trình viên không muốn bị ngắt quãng trong một khoãng thời gian dài trong khi các test chạy, vì thế các test mà chạy càng lâu thì sẽ có nhiều khả năng là các lập trình viên sẽ bỏ qua bước cũng không kém phần quan trọng này. Các test trong JUnit có thể là các test được chấp nhận hay thất bại, các test này được thiết kế để khi chạy mà không cần có sự can thiệp của con người. Từ những thiết kế như thế, bạn có thể thêm các bộ test vào quá trình tích hợp và xây dựng phần mềm một cách liên tục và để cho các test chạy một cách tự động

3.Kiến trúc tổng quan

• JUnit test framework cung cấp cho chúng ta các gói lớp có sẵn cho phép chúng ta viết các phương thức test một cách dễ dàng.
• TestRunner sẽ chạy các test và trả về kết quả là các Test Results.
• Các lớp của chương trình test chúng ta sẽ được kế thừa các lớp trừu tượng TestCase.
• Khi viết các Test Case chúng ta cần biết và hiểu lớp Assert class.
• Một số định nghĩa trong mô hình tổng quát:
  • Test case : test case định nghĩa môi trường mà nó có thể sử dụng để chạy nhiều test khác nhau
  • TestSuite : testsuite là chạy một tập các test case và nó cũng có thể bao gồm nhiều test suite khác, test suite chính là tổ hợp các test.

4.Tại sao phải tạo 1 test suit?

• Hiển nhiên là bạn phải kiểm tra xem đoạn code của bạn có đúng hay không?
  • Bạn có thể xây dựng một bộ kiểm thử bao gồm nhiều các test khác nhau có thể chạy trong bất cứ thời gian nào.
• Nhược điểm của việc viết 1 test suite:
  • Đó là rất nhiều chương trình được lập trình thêm: "Đúng!", nhưng chúng ta có thể sử dụng những framework có sẵn giúp chúng ta giảm bớt trong quá trình lập trình.
  • Có nhiều ý kiến cho rằng đó là công việc không cần thiết tốn thời gian , không có thời gian làm những công việc thêm đó: "Đó là ý kiến sai lầm!", Những thực nghiệm chỉ ra rằng những test suites sẽ giảm thời gian sửa lỗi nhiều hơn thời gian dành cho việc xây dựng những test suites đó.
• Lợi ích của việc viết 1 test suite.
  • Làm giảm tổng số lỗi trong quá trình code.
  • Làm cho dòng code của bạn trở lên dễ bảo trì và tái sử dụng hơn.

5.Cách viết một test case.

Bạn muốn viết các unit test với JUnit. Việc đầu tiên bạn phải tạo một lớp con thừa kế từ lớp junit.framework.TestCase. Mỗi unit test được đại diện bởi một phương thức testXXX() bên trong lớp con của lớp TestCase. Ta có một lớp Person như sau:

    public class Person {  
        private String firstName;  
        private String lastName;  
        public Person(String firstName, String lastName) {  
            if (firstName == null && lastName == null) {  
                throw new IllegalArgumentException("Both names cannot be null");  
            }  
            this.firstName = firstName;  
            this.lastName = lastName;  
        }  
        public String getFullName() {  
            String first = (this.firstName != null) ? this.firstName : "?";
            String last = (this.lastName != null) ? this.lastName : "?";  
            return first + last;  
        }  
        public String getFirstName() {  
            return this.firstName;  
        }  
        public String getLastName() {  
            return this.lastName;  
        }  
    }  

Sau đó ta sẽ viết một test case đơn giản để test một số phương thức của lớp trên

    import junit.framework.TestCase;  
    public class TestPerson extends TestCase {  
        public TestPerson(String name) {  
            super(name);  
        }  
        /** 
            * Xac nhan rang name duoc the hien dung dinh dang 
        */  
        public void testGetFullName() {  
            Person p = new Person("Aidan", "Burke");  
            assertEquals("Aidan Burke", p.getFullName());  
        }  
        /** 
        * Xac nhan rang nulls da duoc xu ly chinh xac 
        */  
        public void testNullsInName() {  
            Person p = new Person(null, "Burke");  
            assertEquals("? Burke", p.getFullName());  
            p = new Person("Tanner", null);  
            assertEquals("Tanner ?", p.getFullName());  
        }  
    }

Lưu ý: mỗi unit test là một phương thức public và không có tham số, được bắt đầu bằng tiếp đầu ngữ test. Nếu bạn không tuân theo quy tắc đặt tên này thì JUnit sẽ không xác định được các phương thức test một các tự động.

Để biên dịch TestPerson, chúng ta phải khai báo gói thư viện junit trong biến đường môi trường classpath:

set classpath=%classpath%;.;junit.jar 
javac TestPerson

Để chạy một JUnit TestCase, ta có 2 cách

• Chạy với môi trường text, các bạn gõ lệnh:

        java junit.textui.TestRunner TestPerson

• Chạy với môi trường đồ họa

        java junit.swingui.TestRunner TestPerson

Chúng ta có thể chạy trực tiếp các TestCase mà không muốn kích hoạt một trong các test runner của JUnit. Chúng ta sẽ thêm phương thức main() vào test case. Ví dụ:

    public class TestGame extends TestCase {  
        …  
        public static void main(String [args) {  
            junit.textui.TestRunner.run(new TestSuite(TestGame.class))  
        }  
    }

6.Các phương thức Assert()

Các phương thức assertXXX() được dùng để kiểm tra các điều kiện khác nhau.junit.framework.TestCase, lớp cha cho tất cả các test case, thừa kế từ lớp junit.framework.Assert. Lớp này định nghĩa khá nhiều các phương thức assertXXX(). Các phương thức test hoạt động bằng cách gọi những phương thức này.

Sau đây là mô tả các phương thức assertXXX() khác nhau có trong lớp junit.framework.Assert.

• assertEquals(): So sánh 2 giá trị để kiểm tra bằng nhau. Test sẽ được chấp nhận nếu các giá trị bằng nhau.
• assertFalse(): Đánh giá biểu thức luận lý. Test sẽ được chấp nhận nếu biểu thức sai.
• assertNotNull(): So sánh tham chiếu của một đối tượng với null. Test sẽ được chấp nhận nếu tham chiếu đối tượng khác null.
• assertNotSame(): So sánh địa chỉ vùng nhớ của 2 tham chiếu đối tượng bằng cách sử dụng toán tử ==. Test sẽ được chấp nhận nếu cả 2 đều tham chiếu đến các đối tượng khác nhau
• assertNull(): So sánh tham chiếu của một đối tượng với giá trị null. Test sẽ được chấp nhận nếu tham chiếu là null.
• assertSame(): So sánh địa chỉ vùng nhớ của 2 tham chiếu đối tượng bằng cách sử dụng toán tử ==. Test sẽ được chấp nhận nếu cả 2 đều tham chiếu đến cùng một đối tượng.
• assertTrue(): Đánh giá một biểu thức luận lý. Test sẽ được chấp nhận nếu biểu thức đúng fail(): Phương thức này làm cho test hiện hành thất bại, phương thức này thường được sử dụng khi xử lý các biệt lệ.

Mặc dù bạn có thể chỉ cần sử dụng phương thức assertTrue() cho gần như hầu hết các test, tuy nhiên thì việc sử dụng một trong các phương thức assertXXX() cụ thể sẽ làm cho các test của bạn dễ hiểu hơn và cung cấp các thông điệp thất bại rõ ràng hơn.

Tất cả các phương thức của bảng trên đều nhận vào một String không bắt buộc làm tham số đầu tiên. Khi được xác định, tham số này cung cấp một thông điệp mô tả test thất bại.

Ví dụ:

    assertEquals(employeeA, employeeB);  
    assertEquals(“Employees should be equal after the clone() operation.”, employeeA, employeeB).

Phiên bản thứ 2 được ưa thích hơn vì nó mô tả tại sao test thất bại, điều này sẽ giúp cho việc sửa lỗi được dễ dàng hơn.

Thế nào là một unit test tốt?

Mỗi unit test chỉ nên kiểm tra phần cụ thể của một chức năng nào đó. Chúng ta không nên kết hợp nhiều test không liên quan với nhau lại vào trong một phương thức testXXX().

Ta có một lớp Game như sau:

    public class Game {  
        private Map ships = new HashMap();  
        public Game() throws BadGameException {  
        }  
        public void shutdown() {  
        // dummy method  
        }  
        public synchronized Ship createFighter(String fighterId) {  
            Ship s = (Ship) this.ships.get(fighterId);  
            if (s == null) {  
                s = new Ship(fighterId);  
                this.ships.put(fighterId, s);  
            }  
            return s;  
        }  
        public boolean isPlaying() {  
            return false;  
        }  
    }  
    public class BadGameException extends Exception {  
        public BadGameException(String s) {  
            super(s);  
        }  
    } 

Sau đó ta viết một đoạn test sau đây:

    public void testGame() throws BadGameException{  
        Game game = new Game();  
        Ship fighter = game.createFighter(“001”);  
        assertEquals("Fighter did not have the correct identifier", "001", this.fighter.getId());  
        Ship fighter2 = this.game.createFighter("001");  
        assertSame("createFighter with same id should return same object", fighter, fighter2);  
        assertTrue("A new game should not be started yet", !this.game.isPlaying());  
    }  

Đây là một thiết kế không tốt vì mỗi phương thức assertXXX() đang kiểm tra phần không liên quan của chức năng. Nếu phương thức assertEquals() thất bại, phần còn lại của test sẽ không được thi hành. Khi xảy ra điều này thì chúng ta sẽ không biết các test khác có đúng chức năng hay không?

Tiếp theo chúng ta sẽ sửa test trên lại để kiểm tra các khía cạnh khác nhau của trò chơi một cách độc lập.

    public void testCreateFighter() {  
        System.out.println("Begin testCreateFigher()");  
        assertEquals("Fighter did not have the correct identifier", "001", this.fighter.getId());  
        System.out.println("End testCreateFighter()");  
    }  
    public void testSameFighters() {  
        System.out.println("Begin testSameFighters()");  
        Ship fighter2 = this.game.createFighter("001");  
        assertSame("createFighter with same id should return same object", this.fighter, fighter2);  
        System.out.println("End testSameFighters()");  
    }  
    public void testGameInitialState() {  
        System.out.println("Begin testGameInitialState()");  
        assertTrue("A new game should not be started yet", !this.game.isPlaying());  
        System.out.println("End testGameInitialState()");  
    }

Với cách tiếp cận này, khi một test thất bại sẽ không làm cho các mệnh đề assertXXX() còn lại bị bỏ qua.

Có thể bạn sẽ đặt ra câu hỏi có khi nào một phương thức test chứa nhiều hơn một các phương thứcassertXXX() hay không? Câu trả lời là có. Nếu bạn cần kiểm tra một dãy các điều kiện và các test theo sau sẽ luôn thất bại nếu có một test đầu tiên thất bại, khi đó bạn có thể kết hợp nhiều phương thức assert vào trong một test.

7.Set Up và Tear Down

Hai phương thức setUp() và tearDown() là một phần của lớp junit.framework.TestCase Bằng cách sử dụng các phương thức setUp và tearDown. Khi sử dụng 2 phương thức setUp() và tearDown() sẽ giúp chúng ta tránh được việc trùng mã khi nhiều test cùng chia sẻ nhau ở phần khởi tạo và dọn dẹp các biến.

JUnit tuân thủ theo một dãy có thứ tự các sự kiện khi chạy các test. Đầu tiên, nó tạo ra một thể hiện mới của test case ứng với mỗi phương thức test. Từ đó, nếu bạn có 5 phương thức test thì JUnit sẽ tạo ra 5 thể hiện của test case. Vì lý do đó, các biến thể hiện không thể được sử dụng để chia sẻ trạng thái giữa các phương thức test. Sau khi tạo xong tất cả các đối tượng test case, JUnit tuân theo các bước sau cho mỗi phương thức test:

• Gọi phương thức setUp() của test case
• Gọi phương thức test
• Gọi phương thức tearDown() của test case

Quá trình này được lặp lại đối với mỗi phương thức test trong test case.

Sau đây chúng ta sẽ xem xét ví dụ:

public class Ship {  
    private String id;  
    public Ship(String id) {  
        this.id = id;  
    }  
    public String getId() {  
        return this.id;  
    }  
}  

public class TestGame extends TestCase {  
    private Game game;  
    private Ship fighter;  
    public void setUp() throws BadGameException {  
        this.game = new Game();  
        this.fighter = this.game.createFighter("001");  
    }
    public void tearDown() {  
        this.game.shutdown();  
    }  
    public void testCreateFighter() {  
        System.out.println("Begin testCreateFigher()");  
        assertEquals("Fighter did not have the correct identifier""001", this.fighter.getId());  
        System.out.println("End testCreateFighter()");  
    }  
    public void testSameFighters() {  
        System.out.println("Begin testSameFighters()");  
        Ship fighter2 = this.game.createFighter("001");  
        assertSame("createFighter with same id should return same object",this.fighter, fighter2);  
        System.out.println("End testSameFighters()");  
    }  
    public void testGameInitialState() {  
        System.out.println("Begin testGameInitialState()");  
        assertTrue("A new game should not be started yet",!this.game.isPlaying());  
        System.out.println("End testGameInitialState()");  
    }  
} 

Thông thường bạn có thể bỏ qua phương thức tearDown() vì mỗi unit test riêng không phải là những tiến trình chạy tốn nhiều thời gian, và các đối tượng được thu dọn khi JVM thoát. tearDown() có thể được sử dụng khi test của bạn thực hiện những thao tác như mở kết nối đến cơ sở dữ liệu hay sử dụng các loại tài nguyên khác của hệ thống và bạn cần phải dọn dẹp ngay lập tức. Nếu bạn chạy một bộ bao gồm một số lượng lớn các unit test, thì khi bạn trỏ tham chiếu của các đối tượng đến null bên trong thân phương thức tearDown() sẽ giúp cho bộ dọn rác lấy lại bộ nhớ khi các test khác chạy.

Đôi khi bạn muốn chạy vài đoạn mã khởi tạo chỉ một lần, sau đó chạy các phương thức test, và bạn chỉ muốn chạy các đoạn mã dọn dẹp chỉ sau khi tất cả test kết thúc. Ở phần trên, JUnit gọi phương thứcsetUp() trước mỗi test và gọi tearDown() sau khi mỗi test kết thúc, vì thế để làm được điều như trên, chúng ta sẽ sử dụng lớp junit.extension.TestSetup để đạt được yêu cầu trên.

Ví dụ sau sẽ minh họa việc sử dụng lớp trên:

    import junit.extensions.TestSetup;  
    import junit.framework.*;  
    public class TestPerson extends TestCase {   
        public TestPerson(String name) {  
            super(name);  
        }  
        public void testGetFullName() {  
            Person p = new Person("Aidan", "Burke");  
            assertEquals("Aidan Burke", p.getFullName());  
        }  
        public void testNullsInName() {  
            Person p = new Person(null, "Burke");  
            assertEquals("? Burke", p.getFullName());  
            p = new Person("Tanner", null);  
            assertEquals("Tanner ?", p.getFullName());  
        }  
        public static Test suite() {  
            TestSetup setup = new TestSetup(new TestSuite(TestPerson.class)) {  
            protected void setUp() throws Exception {  
            //Thực hiện các đoạn mã khởi tạo một lần ở đây  
        }  
        protected void tearDown() throws Exception {  
            //Thực hiện các đoạn mã dọn dẹp ở đây  
        }  
        return setup;  
    }

TestSetup là một lớp thừa kế từ lớp junit.extension.TestDecorator, Lớp TestDecorator là lớp cơ sở cho việc định nghĩa các test biến thể. Lý do chính để mở rộng TestDecorator là để có được khả năng thực thi đoạn mã trước và sau khi một test chạy. Các phương thức setUp() và tearDown() của lớp TestSetupđược gọi trước và sau khi bất kỳ Test nào được truyền vào constructor,

Trong ví dụ trên chúng ta đã truyền một tham số có kiểu TestSuite vào constructor của lớp TestSetup

    TestSetup setup = new TestSetup(new TestSuite(TestPerson.class)) {
    }

Điều này có nghĩa là 2 phương thức setUp() được gọi chỉ một lần trước toàn bộ bộ test và tearDown() được gọi chỉ một lần sau khi các test trong bộ test kết thúc.

Chú ý: các phương thức setUp() và tearDown() bên trong lớp TestPerson vẫn được thực thi trước và sau mỗi phương thức test bên trong lớp TestPerson.

8.Tổng kết.

Trên đây là bài viết về tổng quan sử dụng JUnit để hỗ trợ Testing trong Java, hy vọng bài viết hữu ích cho công việc của các bạn.Thanks!

Tham khảo: http://testerviet.com.vn/