在集成测试中使用Mock和Stub的几种方法

       由于“集成测试”这个术语被许多不同角色的人使用，可能对不同人代表了不同的意思，这里说的集成测试是指挑选出几个程序单元（通常包括外部系统）将它们装配起来并对它们进行测试。就我个人而言，经常使用集成测试的方式来测试持久化逻辑（比如调用Dao，验证其实现是否按照预想地操作了数据库）或是一些对象是否正确地被spring framework装配起来（比如一些添加在对象上的AOP advices是否起作用了）。

       一般来说，既然是集成测试，那么所有相关的程序都会在测试中执行，但某些特定情况下，需要在测试中使用测试替身（这可能是由于依赖的外部系统没有测试环境等原因）或是运行过程中，某个功能的执行需要花费很大力气去准备数据和环境，但其只是一个程序执行的必经点并不是要测试的核心点。这里，介绍几种使用spring framework启动applicationContext后，替换其中被管理的bean为测试替身的方法。

 

一、手工替换

       这里使用一些Toy code来做演示。整个测试使用spring-test框架搭建，它会在测试前自动启动一个按照classpath:config.xml配置的ApplicationContext，接下来可以通过（3）这样的代码从ApplicationContext中获得你需要测试的Bean进行测试。如果你熟悉JMock2的话，从（5）中你应该可以看出SomeApp.returnHelloWorld()依赖SomeInterface.isAvailable()，我们假设这其实现在测试中无法调用（我遇到过一个真实的例子就是一个在线付款的应用，每次调用其中一个供应商提供的接口，意味着需要使用银行卡支付一笔钱，而该供应商并不提供测试环境，我们也不希望每次运行该测试兜里就少掉1块钱）。于是我们在（4）手工的替换掉了该实现。

 

 

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = "classpath:config.xml")
public class SomeAppIntegrationTestsUsingManualReplacing {

	private Mockery context = new JUnit4Mockery();     （1）

	private SomeInterface mock = context.mock(SomeInterface.class);   （2）

	@Resource(name = "someApp")
	private SomeApp someApp;                  （3）

	@Before
	public void replaceDependenceWithMock() {
		someApp.setDependence(mock);          （4）
	}

	@Test
	public void returnsHelloWorldIfDependenceIsAvailable() throws Exception {

		context.checking(new Expectations() {
			{
				allowing(mock).isAvailable();        
				will(returnValue(true));         （5）
			}
		});

		String actual = someApp.returnHelloWorld();
		assertEquals("helloWorld", actual);
		context.assertIsSatisfied(); （6）
	}
}

 这里要注意（6）这步非常重要，因为我们指定了@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)，而不是@RunWith(JMock.class)，所以一些原本由JMock自动处理的工作需要我们手工来完成，其中就包括调用assertIsSatisfied()来验证是否所有的预期都被调用了且没有未预期调用出现。

 

二、预先准备替换过的ApplicationContext

方案一已经基本达到了我们的目标，但还有些瑕疵：

1.如果需要替换多个对象，有时你可能不得不从ApplicationContext中取出多个对象，再依次通过setter()注入测试替身。这样比较麻烦，而且必须通过硬编码来完成注入（本来应该是由spring来完成的事）。

2.严格来说，这不能叫做替换，因为并不能保证，原来的对象已经被正确地注入到目标中去，比如你忘记编写<property name="beanName" ref="bean" />来完成注入（不知为什么，这件事情经常发生在我身上）。

那怎么能在已经按照生产环境配置装配ApplicationContext的情况下，替换测试替身呢?Spring为我们提供了一个解决方案BeanPostProcessor，根据参考手册中的说法，ApplicationContext会自动检测xml文件中定义的BeanPostProcessor实现，并使用它们来增强其他Bean。

 

public class PredefinedBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor {

	public Mockery context = new JUnit4Mockery();    （1）

	public SomeInterface mock = context.mock(SomeInterface.class);   （2）

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		if ("dependence".equals(beanName)) {
			return mock;
		} else {
			return bean;
		}
	}
}

在这个实现中，我们定义了测试替身（1）（2），并在postProcessAfterInitialization（）中根据beanName做了替换。

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(locations = { "classpath:config.xml",
		"classpath:predefined.xml" })   （1）
public class SomeAppIntegrationTestsUsingPredefinedReplacing {

	@Resource(name = "someApp")
	private SomeApp someApp;

	@Resource(name = "predefined")
	private PredefinedBeanPostProcessor fixture;

	@Test
	public void returnsHelloWorldIfDependenceIsAvailable() throws Exception {

		fixture.context.checking(new Expectations() {
			{
				allowing(fixture.mock).isAvailable();
				will(returnValue(true));
			}
		});

		String actual = someApp.returnHelloWorld();
		assertEquals("helloWorld", actual);
		fixture.context.assertIsSatisfied();
	}
}

请注意这个版本的测试，我们在（1）中额外定义了一个xml文件，在其中定义了PredefinedBeanPostProcessor，这样我们可以在生产环境的二进制包中比较简单的去除掉该文件其PredefinedBeanPostProcessor（比如将predefined.xml放在src/test/resources/目录下）。

 

三、动态替换

    方案二比起方案一更“安全”一些，因为没有手工注入的代码，我们只要使用了正确地beanName，基本可以确保config.xml中的Bean的装配是符合预期的。不过这样就是比较麻烦，每当有这样的问题时，都要定义一个Java文件，一个xml文件。如果可以像方案一那样，可以在具体的测试用例中指定要替换哪个测试替身，但又可以像方案二一样，利用spring来实现替换就好了。

 

public class TestDoubleInjector implements BeanPostProcessor {

	private static Map<String, Object> MOCKS = new HashMap<String, Object>(); （1）

	@Override
	public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		return bean;
	}

	@Override
	public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName)
			throws BeansException {
		if (MOCKS.containsKey(beanName)) {
			return MOCKS.get(beanName);
		}
		return bean;
	}

	public void addMock(String beanName, Object mock) {
		MOCKS.put(beanName, mock);
	}

	public void clear() {
		MOCKS.clear();
	}

}

这里我想到了将测试替身保存在一个Map中，在测试开始前，填充该Map，但是测试开始前，ApplicationContext已经启动了，替换的时机已经错过了。这里我在（1）中将这个Map定义为静态变量，然后通过延迟启动ApplicationContext的方式初步完成了目标。

@RunWith(JMock.class)
public class SomeAppIntegrationTestsUsingDynamicReplacing {

	private Mockery context = new JUnit4Mockery();

	private SomeInterface mock = context.mock(SomeInterface.class);

	private SomeApp someApp;

	private ConfigurableApplicationContext applicationContext;

	private TestDoubleInjector fixture = new TestDoubleInjector(); （1）

	@Before
	public void replaceDependenceWithMock() {

		fixture.addMock("dependence", mock);  （2）

		applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {
				"classpath:config.xml", "classpath:dynamic.xml" });  （3）
		someApp = (SomeApp) applicationContext.getBean("someApp");
	}

	@Test
	public void returnsHelloWorldIfDependenceIsAvailable() throws Exception {

		context.checking(new Expectations() {
			{
				allowing(mock).isAvailable();
				will(returnValue(true));
			}
		});

		String actual = someApp.returnHelloWorld();
		assertEquals("helloWorld", actual);
	}

	@After
	public void clean() {
		applicationContext.close();
		fixture.clear();
	}
}

在这个版本的测试中，利用类似Monostate模式的方法（1）（3），我们在启动ApplicationContext前（3），完成刚才提高的Map的填充，虽然spring实例化的TestDoubleInjector和我们在（1）中实例化的TestDoubleInjector并不是同一个实例，但由于它们共享一个Map，所以在随后启动ApplicationContext的过程中就可以取到我们指定的测试替身了。这样，如果TestDoubleInjector及其xml配置可以被若干个测试共享，不过要注意的是，由于static Map的关系，记得要在测试前/后清空一下，否则可能混入上一个测试中定义的测试替身。

    这个方案也有缺点，就是ApplicationContext每次测试都要重建，如果你的测试集中包含了很多这样的测试，而ApplicationContext的规模比较大（其中定义的Bean较多），那么花费的时间就会比较多。当然，方案一和方案二也可能有这个问题，因为它们也都“污染”了ApplicationContext，如果在其他测试中你并不需要替换测试替身，你需要在测试方法中声明@DirtiesContext，这样在测试后，spring会重建ApplicationContext（默认情况下，在一个测试套件中，spring只会创建一次ApplicationContext以节约时间）。

    好了，就介绍到这里，虽然我都是以Mock作为例子，但如果你要替换的是Stub，方法也是一样的。如果你有更好的方法，请务必跟帖让我知道，谢谢

 

参考资料：

http://www.jmock.org 在这里你可以找到Mock的详细信息

http://www.oracle.com/technetwork/articles/entarch/spring-aop-with-ejb5-093994.html 在这里我第一次了解到BeanPostProcessor及其在测试中的用处