单元测试技能包

编写高质量单元测试的专业指南，基于JUnit 5和Mockito框架。

测试原则

1. 测试独立性：每个测试用例应独立运行，不依赖其他测试的执行顺序或结果
2. 单一职责：每个测试只验证一个具体的行为或场景
3. 命名清晰：测试方法名应清楚描述测试场景，推荐格式：方法名_测试场景_期望结果
4. 覆盖全面：包括正常场景、边界条件、异常情况三个维度

测试结构（AAA模式）

每个测试用例应遵循Arrange-Act-Assert三段式结构：

@Test
void calculateTotal_withValidItems_returnsCorrectSum() {
    // Arrange - 准备测试数据和依赖
    List<Item> items = Arrays.asList(
        new Item("A", 10.0),
        new Item("B", 20.0)
    );
    Calculator calculator = new Calculator();
    
    // Act - 执行被测试的方法
    double result = calculator.calculateTotal(items);
    
    // Assert - 验证结果是否符合期望
    assertEquals(30.0, result, 0.001);
}

常用断言

JUnit 5断言

• assertEquals(expected, actual) - 验证相等性
• assertNotNull(actual) - 验证非空
• assertTrue(condition) / assertFalse(condition) - 验证布尔条件
• assertThrows(Exception.class, () -> {...}) - 验证异常抛出
• assertAll() - 批量断言，全部执行
• assertTimeout(duration, () -> {...}) - 验证执行时间

AssertJ流式断言（推荐）

assertThat(result)
    .isNotNull()
    .isInstanceOf(User.class)
    .extracting(User::getName)
    .isEqualTo("张三");

Mock使用指南

基本Mock

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class UserServiceTest {
    
    @Mock
    private UserRepository userRepository;
    
    @InjectMocks
    private UserService userService;
    
    @Test
    void getUser_whenExists_returnsUser() {
        // 定义Mock行为
        when(userRepository.findById(1L))
            .thenReturn(Optional.of(new User("张三")));
        
        // 执行测试
        User user = userService.getUser(1L);
        
        // 验证结果
        assertEquals("张三", user.getName());
        
        // 验证方法调用
        verify(userRepository).findById(1L);
    }
}

Mock注意事项

• 使用@Mock注解标记依赖
• 使用@InjectMocks自动注入Mock对象
• 使用when().thenReturn()定义Mock返回值
• 使用verify()验证方法是否被调用
• 使用any()、eq()等匹配器灵活匹配参数

边界条件测试清单

必须测试的边界条件：

• 空值（null）：输入参数为null的情况
• 空集合：空列表、空Map、空字符串
• 单元素集合：只有一个元素的集合
• 大量数据：大数据量场景的性能和正确性
• 边界值：最大值、最小值、0、-1等
• 特殊字符：空格、换行符、特殊符号
• 并发场景：多线程并发访问

测试覆盖策略

方法级覆盖

每个public方法至少包含以下测试：

• 正常情况测试
• 异常情况测试（参数非法、状态异常等）
• 边界条件测试

分支覆盖

• if/else的每个分支都应被测试覆盖
• switch/case的每个case都应测试
• 循环的边界条件（0次、1次、多次）

最佳实践

1. 测试先行：可能的话采用TDD（测试驱动开发）
2. 快速执行：单元测试应该快速执行，避免依赖外部资源
3. 可重复：测试结果应该稳定可重复，不依赖执行环境
4. 自动化：集成到CI/CD流程中自动执行
5. 定期重构：测试代码也需要重构和维护

反模式（避免）

❌ 测试私有方法（应该测试public接口） ❌ 测试第三方库（应该Mock掉） ❌ 测试getter/setter（没有必要） ❌ 过度Mock（导致测试脆弱） ❌ 忽略异常测试