Java单元测试实践-11.Mock后Stub Spring的@Component组件

以你之姓@ 2023-10-07 14:37 8阅读 0赞

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## 1. Spring Context加载次数 ##

在使用PowerMock时，每执行一个测试类，Spring Context都会重新加载一次，不会使用缓存。

参考“A question on PowerMock setup”（ https://github.com/powermock/powermock/issues/800 ），有人尝试在使用PowerMock时重用Spring Context，PowerMock的维护者回复建议将DefaultCacheAwareContextLoaderDelegate类添加至@PowerMockIgnore中。有其他人回复上述方法会导致损坏依赖树并最终放弃。

经过测试，以上方法不可行，在程序启动时会报错无法启动，与上述issue中的回复一致。

按照实际情况考虑，在使用Mock时，假如重用Spring Conetxt，会导致之前设置的Mock条件对后续执行的测试产生影响，因此重用Spring Context没有必要，执行每个测试类时都重新加载Spring Context更合理。

## 2. Mock后Stub Spring的@Component组件 ##

以下针对Spring的@Component组件的Mock对象进行Stub操作进行说明。

### 2.1. 创建Mock对象 ###

创建Mock对象时，可以使用Mockito.mock()方法或@Mock注解，示例如下。

TestPublicNonVoidService1 testPublicNonVoidService1 = Mockito.mock(TestPublicNonVoidService1.class);
    
    @Mock
    private TestPublicNonVoidService1 testPublicNonVoidService1Mock;

使用@Mock注解的Mock对象，与Mockito.mock()返回的Mock对象的方法均支持Stub，效果相同。

### 2.2. Mock对象类名标志 ###

Mock对象的类名中包含Mock标志，如“com.adrninistrator.service.TestPublicNonVoidService1$MockitoMock$880111272”，根据对象的Class对象是否等于原始类Class对象可以判断其是否为Mock对象。可参考示例TestSpMockClassFlag类。

### 2.3. 同一个类的多个Mock对象 ###

使用Mockito.mock()方法或@Mock注解可以对同一个类产生多个Mock对象，每个Mock对象之间相互独立，不会相互影响。可参考示例TestSpMockMulti类。

### 2.4. Stub @Component组件Mock对象公有非void方法 ###

对Spring的@Component组件的Mock对象公有非void方法进行Stub时，与对静态方法的处理类似。

#### 2.4.1. 修改返回值 ####

使用Mockito.when(@Component组件的Mock对象.方法(Stub参数条件)).thenReturn()，thenReturn()方法的参数指定了返回值。支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法进行Stub，返回指定的值。当调用被Stub的方法时，真实方法不会被调用。示例如下，可参考示例TestSpMPuNVThenReturn类。

Mockito.when(testPublicNonVoidService1.test1(TestConstants.FLAG1)).thenReturn(TestConstants.MOCKED);

#### 2.4.2. 抛出异常 ####

使用Mockito.when(@Component组件的Mock对象.方法(Stub参数条件)).thenThrow()，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法进行Stub，抛出指定的异常。示例如下，可参考示例TestSpMPuNVThenThrow类。

Mockito.when(testPublicNonVoidService1.test1(TestConstants.FLAG1)).thenThrow(new RuntimeException
            (TestConstants.MOCKED));

#### 2.4.3. 使用Answer实现回调 ####

使用Mockito.when(@Component组件的Mock对象.方法(Stub参数条件)).thenAnswer()，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法进行Stub，实现回调，执行自定义操作。示例如下，可参考示例TestSpMPuNVThenAnswer类。

Mockito.when(testPublicNonVoidService1.test1(TestConstants.FLAG1)).thenAnswer(invocation -> TestConstants
            .MOCKED);

使用Answer时支持的功能，可参考前文对静态公有非void方法的处理，对于执行真实方法的处理，可以参考后文。

#### 2.4.4. 使用verify判断方法的执行次数 ####

使用Mockito.verify(@Component组件的Mock对象, VerificationMode对象).方法(Verify参数条件)，可以判断Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法执行次数。示例如下，可参考示例TestSpMPuNVVerify类。

Mockito.verify(testPublicNonVoidService1, Mockito.times(1)).test1(Mockito.anyString());
    
    Mockito.verify(testPublicNonVoidService1, Mockito.times(1)).test1(TestConstants.FLAG1);

VerificationMode对象的使用方法，可参考前文对静态公有非void方法的处理。

##### 2.4.4.1. 使用Captor获取调用参数 #####

在使用Mockito.verify()方法判断Mock对象的方法执行次数时，还可以使用Captor获取调用参数，需要将Verify参数条件替换为ArgumentCaptor类的capture()方法返回的对象，如Mockito.verify(@Component组件的Mock对象, VerificationMode对象).方法(ArgumentCaptor对象.capture())。示例如下，可参考示例TestSpMPuNVVerifyCaptor类。

ArgumentCaptor<String> argCaptor1 = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
    
    Mockito.verify(testPublicNonVoidService1, Mockito.times(1)).test1(argCaptor1.capture());

ArgumentCaptor对象的使用方法，可参考前文对静态公有非void方法的处理。

#### 2.4.5. 执行真实方法 ####

使用Mockito.when(@Component组件的Mock对象.方法(Stub参数条件)).thenCallRealMethod()，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法进行Stub，执行真实方法。

**对于接口的Mock的某方法进行Stub，使其执行真实方法时，会出现异常。** 异常信息如下所示，可参考示例TestSpMPuNVThenCallRealMethod类test1方法。

org.mockito.exceptions.base.MockitoException
    Cannot call abstract real method on java object!
    Calling real methods is only possible when mocking non abstract method.
      //correct example:
      when(mockOfConcreteClass.nonAbstractMethod()).thenCallRealMethod();

**对于实现类的Mock对象，支持通过Mockito.when().thenCallRealMethod()方法Stub，执行真实方法。** 示例如下，可参考示例TestSpMPuNVThenCallRealMethod类test2方法。

TestPublicNonVoidService1Impl testPublicNonVoidService1ImplMock = Mockito.mock(TestPublicNonVoidService1Impl.class);
    
    Mockito.when(testPublicNonVoidService1ImplMock.test1(TestConstants.FLAG1)).thenCallRealMethod();

对实现类Mock对象的方法进行Stub，使其执行真实方法，若在真实方法中使用了需要注入的成员变量，由于需要注入的成员变量为null，会出现空指针异常。可参考示例TestSpMPuNVThenCallRealMethod类test3方法。

#### 2.4.6. Stub同一个方法多次，每次执行不同的Stub操作 ####

参考“12. doReturn()|doThrow()| doAnswer()|doNothing()|doCallRealMethod() family of methods”（ https://static.javadoc.io/org.mockito/mockito-core/latest/org/mockito/Mockito.html\#do\_family\_methods\_stubs ）。

使用doThrow(), doAnswer(), doNothing(), doReturn()和doCallRealMethod()方法，可以在Stub同一个方法多次时，在测试过程中更改Stub行为，每次执行不同的Stub操作。

使用Mockito.do…()方法支持对@Component组件的Mock对象的公有方法进行Stub，示例为Mockito.do…().when(@Component组件的Mock对象).方法(Stub参数条件)。

**当对同一个方法Stub多次时，第n次执行的行为满足第n次Stub指定的操作，当执行次数大于Stub次数时，满足最后一次Stub指定的操作。**

例如通过以下方式对同一个方法Stub两次，使其每次返回不同的值，多次执行时返回值为TestConstants.FLAG1、TestConstants.FLAG2、TestConstants.FLAG2…，可参考示例TestSpMPuNVThenReturnMulti类。

Mockito.doReturn(TestConstants.FLAG1).doReturn(TestConstants.FLAG2).when(testPublicNonVoidService1).test1
            (Mockito.anyString());

**可以使用不同的do…方法对同一个方法Stub多次。**

例如执行Mockito.doNothing().doThrow().when()，可以使被Stub的方法第一次执行时什么也不做，第二次执行时抛出异常。可参考示例TestSpMPuVDoNothing类test2方法。

### 2.5. Stub @Component组件Mock对象公有void方法 ###

对void方法进行Stub需要使用与Mockito.when().then…()不同的方法，因为编译器不支持在括号内指定void方法（对应Mockito.when()方法的参数）。

可以使用doThrow(), doAnswer(), doNothing(), doReturn()和doCallRealMethod()方法替代对应的then…()方法。

例如使用doThrow()方法时，示例如下：

Mockito.doThrow(new RuntimeException()).when(mockedList).clear();

使用PowerMockito.when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件).then…()方法，也支持对@Component组件公有void方法进行Stub，示例如下：

PowerMockito.when(testPublicVoidService1, TestPublicVoidService1Impl.NAME_TEST1, Mockito.any(StringBuilder
            .class)).thenThrow(new RuntimeException(TestConstants.MOCKED));

#### 2.5.1. 抛出异常 ####

使用Mockito.doThrow().when(@Component组件的Mock对象).方法(Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有void方法进行Stub，抛出指定的异常。示例如下，可参考示例TestSpMPuVThenThrow类。

Mockito.doThrow(new RuntimeException(TestConstants.MOCKED)).when(testPublicVoidService1).test1(Mockito.any
            (StringBuilder.class));

#### 2.5.2. 使用Answer实现回调 ####

使用Mockito.doAnswer().when(@Component组件的Mock对象).方法(Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有void方法进行Stub，实现回调。示例如下，可参考示例TestSpMPuVThenAnswer类。

PowerMockito.doAnswer(invocation -> {
        
        invocation.callRealMethod();
        return null;
    }).when(testPublicVoidService1).test1(Mockito.any(StringBuilder.class));

#### 2.5.3. 使用verify判断方法的执行次数 ####

判断Spring的@Component组件的Mock对象的公有void方法执行次数，可使用Mockito.verify()方法，与判断Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法执行次数时的步骤相同。可参考示例TestSpMPuVVerify类。

##### 2.5.3.1. 使用Captor获取调用参数 #####

判断Spring的@Component组件的Mock对象的公有void方法执行次数，并使用Captor获取调用参数，可使用Mockito.verify()方法及ArgumentCaptor类，与处理Spring的@Component组件的Mock对象的公有非void方法时的步骤相同。可参考示例TestSpMPuVVerifyCaptor类。

#### 2.5.4. 执行真实方法 ####

对于接口的Mock对象，不支持通过Mockito.doCallRealMethod().when()方法Stub，执行真实方法，会出现以下异常，可参考示例TestSpMPuVThenCallRealMethodInterface类。

对于实现类的Mock对象，支持通过Mockito.doCallRealMethod().when()方法Stub，执行真实方法。示例如下，可参考示例TestSpMPuVThenCallRealMethod类。

Mockito.doCallRealMethod().when(testPublicVoidService1).test1(Mockito.any(StringBuilder.class));

若实现类的Mock对象执行的真实方法中使用了需要注入的成员变量，其值会是null，执行真实方法时会出现空指针异常，示例略。

#### 2.5.5. 什么也不做 ####

使用Mockito.doNothing().when(@Component组件的Mock对象).方法(Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的公有void方法进行Stub，使其什么也不做。示例如下，可参考示例TestSpMPuVDoNothing类test1方法。

Mockito.doNothing().when(testPublicVoidService1).test1(Mockito.any(StringBuilder.class));

### 2.6. Stub @Component组件Mock对象私有非void方法 ###

Mockito不支持对私有方法进行Stub，需要使用PowerMockito对Spring的@Component组件Mock对象私有方法进行Stub。

**通过反射调用私有方法，或通过对应的公有方法间接调用私有方法时，Stub均能生效。**

#### 2.6.1. Mockito.mock()返回的Mock对象 ####

当使用PowerMockito.when()方法对Mockito.mock()返回的Mock对象的私有方法进行Stub时，会出现异常。异常示例如下，可参考示例TestSpMPrNVThenReturnMockito类test1方法。

org.mockito.exceptions.misusing.InvalidUseOfMatchersException
    Misplaced or misused argument matcher detected here:
    You cannot use argument matchers outside of verification or stubbing.

当使用PowerMockito.do…().when()方法对Mockito.mock()返回的Mock对象的私有方法进行Stub时，不会出现异常，但Stub会失败。可参考示例TestSpMPrNVThenReturnMockito类test2方法。

#### 2.6.2. 使用@PrepareForTest注解 ####

**在对Spring的@Component组件的Mock对象的私有方法进行Stub时，需要使用PowerMockito.mock()返回的Mock对象，以及PowerMockito.do…().when()方法，并使用@PrepareForTest注解指定私有方法对应的实现类。**

若不使用@PrepareForTest注解指定私有方法对应的实现类，对私有方法的Stub不会生效，且测试方法执行完毕后会出现失败，出现以下提示信息。可参考示例TestSpMPrNVThenReturnNoPrepare类。

Test mechanism.classMethod FAILED
    org.mockito.exceptions.misusing.InvalidUseOfMatchersException: 
    Misplaced or misused argument matcher detected here:
    You cannot use argument matchers outside of verification or stubbing.

#### 2.6.3. 修改返回值 ####

使用PowerMockito.doReturn().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，doReturn()方法的参数指定了返回值。支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法进行Stub，返回指定的值。当调用被Stub的方法时，真实方法不会被调用。示例如下，可参考示例TestSpMPrNVThenReturn类。

PowerMockito.doReturn(TestConstants.MOCKED).when(testPrivateNonVoidService1, TestPrivateNonVoidService1Impl
            .NAME_TEST1, Mockito.anyString());

#### 2.6.4. 抛出异常 ####

使用PowerMockito.doThrow().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法进行Stub，抛出指定的异常。示例如下，可参考示例TestSpMPrNVThenThrow类。

PowerMockito.doThrow(new RuntimeException(TestConstants.MOCKED)).when(testPrivateNonVoidService1,
            TestPrivateNonVoidService1Impl.NAME_TEST1, Mockito.anyString());

#### 2.6.5. 使用Answer实现回调 ####

使用PowerMockito.doAnswer().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法进行Stub，实现回调，执行自定义操作。示例如下，可参考示例TestSpMPrNVThenAnswer类。

PowerMockito.doAnswer(invocation -> TestConstants.MOCKED).when(testPrivateNonVoidService1,
            TestPrivateNonVoidService1Impl.NAME_TEST1, Mockito.anyString());

#### 2.6.6. 使用verify判断方法的执行次数 ####

使用PowerMockito类的verifyPrivate()方法可以判断Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法执行次数，**需要使用@PrepareForTest注解指定被Mock的类**，分两步执行：

*  首先执行“PowerMockito.verifyPrivate(@Component组件的Mock对象, VerificationMode对象);”
 *  再通过反射执行Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法，参数使用Verify参数条件

示例如下，可参考示例TestSpMPrNVVerify类。

PowerMockito.verifyPrivate(testPrivateNonVoidService1, Mockito.times(0));
    Whitebox.invokeMethod(testPrivateNonVoidService1, TestPrivateNonVoidService1Impl.NAME_TEST1, "");

**在通过反射执行Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法时，参数可为具体值，也可以使用Mockito.any()等ArgumentMatchers类的方法**，可参考判断静态方法执行次数的说明。

当使用Mockito.verify()方法判断Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法执行次数时，Mockito.verify()方法执行一次时正常，执行超过一次时会出现异常。异常信息如下所示，可参考示例TestSpMPrNVVerifyMockito类。

org.mockito.exceptions.misusing.UnfinishedVerificationException
    Missing method call for verify(mock) here:

**当使用PowerMockito.verifyPrivate()方法判断Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法执行次数时，需要使用@PrepareForTest注解指定被Mock的类。** 若不使用@PrepareForTest注解指定被Mock的类，PowerMockito.verifyPrivate()方法执行一次时正常，执行超过一次时会出现异常。异常信息如下所示，可参考示例TestSpMPrNVVerifyNoPrepare类。

org.mockito.exceptions.misusing.UnfinishedVerificationException
    Missing method call for verify(mock) here:

##### 2.6.6.1. 使用Captor获取调用参数 #####

在使用PowerMockito.verifyPrivate()方法判断Mock对象的方法执行次数时，还可以使用Captor获取调用参数，需要将Verify参数条件替换为ArgumentCaptor类的capture()方法返回的对象。示例如下，可参考示例TestSpMPrNVVerifyCaptor类。

ArgumentCaptor<String> argCaptor1a = ArgumentCaptor.forClass(String.class);
    
    PowerMockito.verifyPrivate(testPrivateNonVoidService1, Mockito.times(1));
    Whitebox.invokeMethod(testPrivateNonVoidService1, TestPrivateNonVoidService1Impl.NAME_TEST1,
            argCaptor1a.capture());

#### 2.6.7. 执行真实方法 ####

使用PowerMockito.doCallRealMethod().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有非void方法进行Stub，执行真实方法。示例如下，可参考示例TestSpMPrNVThenCallRealMethod类。

PowerMockito.doCallRealMethod().when(testPrivateNonVoidService1, TestPrivateNonVoidService1Impl
            .NAME_TEST1, Mockito.anyString());

对于Spring的@Component组件的Mock对象，在执行真实方法时可能出现空指针异常，原因可参考前文。

### 2.7. Stub @Component组件Mock对象私有void方法 ###

对Spring的@Component组件Mock对象私有void方法进行Stub的处理，与对Spring的@Component组件Mock对象私有非void方法进行Stub的处理类似。

*  抛出异常

使用PowerMockito.doThrow().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有void方法进行Stub，抛出指定的异常。可参考示例TestSpMPrVThenThrow类。

*  使用Answer实现回调

使用PowerMockito.doAnswer().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有void方法进行Stub，实现回调，执行自定义操作。可参考示例TestSpMPrVThenAnswer类。

*  使用verify判断方法的执行次数

使用PowerMockito类的verifyPrivate()方法可以判断Spring的@Component组件的Mock对象的私有void方法执行次数，与判断私有非void方法执行次数类似。可参考示例TestSpMPrVVerify类。

*  使用Captor获取调用参数

在使用PowerMockito.verifyPrivate()方法判断Mock对象的方法执行次数时，还可以使用Captor获取调用参数，与私有非void方法的处理类似。可参考示例TestSpMPrVVerifyCaptor类。

*  执行真实方法

使用PowerMockito.doCallRealMethod().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有void方法进行Stub，执行真实方法。可参考示例TestSpMPrVThenCallRealMethod类。

对于Spring的@Component组件的Mock对象，在执行真实方法时可能出现空指针异常，原因可参考前文。

*  什么也不做

使用PowerMockito.doNothing().when(@Component组件的Mock对象, 方法名, Stub参数条件)，支持对Spring的@Component组件的Mock对象的私有void方法进行Stub，使其什么也不做。示例如下，可参考示例TestSpMPrVDoNothing类。

PowerMockito.doNothing().when(testPrivateVoidService1, TestPrivateVoidService1Impl.NAME_TEST1, Mockito.any
            (StringBuilder.class));

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