Java开源项目——突破JUnit的局限

2019-11-18 13:06:46

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供稿：网友

　　“没有人喜欢bug。”大多数关于单元测试的文章以这句话开篇。的确，我们都希望代码如设计的那样准确地执行，但是就似乎叛逆孩子一样，程序在完成之后产生的行为将难以控制。比那些家长们幸运的是，我们可以运用工具以确保程序达到预期效果。
　　
　　市面上有很多用于测试，分析以及debug程式的工具，其中以JUnit最为有名。这是一个协助软件工程师，QA（品质监管）工程师测试阶段性代码的平台。几乎每个接触过JUnit的人都对它有强烈的感情:要么喜欢，要么讨厌。主要的抱怨之一是它缺少做复杂场景测试的能力。
　　
　　通过突破传统模式的思考，这一问题可以得到解决。这篇文章将介绍JUnit如何利用Pisces来实现复杂测试。Pisces是一个开源项目，作为JUnit的扩展，它可以让你写出由一些JUnit测试组成的测试单元，每个测试单元可以以串行或并行的方式运行在一个远程主机上。Pisces可以让你构成、运行复杂场景，并在一个地点协调它们。
　　
　　JUnit 基础
　　
　　JUnit中有两个基本对象，TestCase和TestSuite。TestCase通过提供一组方法来实现一系列测试。例如，setup()方法用来在每项测试开始前建立测试所需的测试环境，而teardown()方法用来在测试后销毁该环境。其他的方法都会完成各式各样的任务，例如，在测试中进行性能检测，判定变量是否为null，比较变量以及捕捉异常。
　　
　　要创建测试程序，需要继续TestCase类，覆写setup和teardown方法，然后添加自己的测试函数，这些函数通常以“test测试名”的形式命名。
　　
　　下面是一个测试程序的例子：
　　public class MyTestCase extends TestCase {
　　/**
　　* call super constrUCtor with a test name
　　* string argument.
　　* @param testName the name of the method that
　　* should be run.
　　*/　　public MyTestCase(String testName){
　　super(testName);
　　}
　　/**
　　* called before every test
　　*　在每项测试开始前被调用
　　*/　　PRotected void setUp() throws Exception {
　　initSomething();
　　}
　　/**
　　* called after every test
　　*　在测试完成后被调用
　　*/　　protected void tearDown() throws Exception {
　　finalizeSomething();
　　}
　　/**
　　* this method tests that ...
　　*　这个方法测试……
　　*/　　public void testSomeTest1(){　　...　　}
　　/**
　　* this method tests that ...
　　*　这个方法测试……
　　*/　　public void testSomeTest2 (){
　　...
　　}
　　}
　　
　　TestSuite是由几个TestCase或其他的TestSuite构成的。你可以很轻易的构成一个树形测试，每个测试都由持有另外一些测试的TestSuite来构成。被加入到TestSuite中的测试在一个线程上依次被执行。
　　
　　ActiveTestSuite是TestSuite的一个子类。被添加到ActiveTestSuite中的测试程序以并行方式执行，每个测试在一个独立的线程上运行。创建一个测试单元的方法之一是继续TestSuite类并覆写suite()方法。
　　
　　下面是一个简单的例子：
　　public class MyTestSuite extends TestSuite {　　public static Test suite() {
　　TestSuite suite =　　　　　　 new TestSuite("Test suite for ...");
　　// add the first test　 // 添加第一个测试
　　MyTestCase mtc =　new MyTestCase("testSomeTest1");
　　suite.addTest(mtc);
　　// add the second test　 // 添加第一个测试
　　MyTestCase mtc2 =new MyTestCase("testSomeTest2");
　　suite.addTest(mtc2);
　　return suite;
　　}
　　}
　　
　　运行一个测试或测试单元非常简单，因为从JUnit提供的GUI开始，到所有的IDE开发环境，例如Eclipse，都有GUI可以使用。
　　
　　图1, 显示了TestSuite在Eclipse中是如何表示的。
　　[[The No.1 Picture.]]
　　图1，集成在Eclipse中的JUnit
　　
　　因为介绍JUnit并不是这篇文章的主题，而且有很多关于JUnit的文章，本文就只提供这些JUnit基础概念的概要。在“资源”小节里有对JUnit更深入介绍的文章。
　　
　　JUnit的优点和缺点
　　
　　JUnit是一个易用的，灵活的，开源的，测试平台。就像所有其他项目一样，它有很多优点，但也有不足之处。通过使用无需人工干预的JUnit自动测试平台，我们很轻易累积起大量的JUnit测试程序从而保证以往的bug不会重现。另外，JUnit便于和编译单元（如，Ant）以及IDE单元（如，Eclipse）集成。
　　
　　JUnit的弱点也众所周知。它仅支持同步测试，而且不支持重现和其他异步单元。JUnit是一个黑箱测试平台，因此测试那些不会直接影响功能的bug（例如，内存泄漏）就非常困难。除此之外，它不支持易用的脚本语言，因此，想要使用JUnit就要懂得java。
　　
　　JUnit的另一个不足是JUnit测试被限制于一个JVM之上。当要测试复杂或分布式场景的时候，这就变成个大问题。本文剩下的部分，就这个问题及其解决方法进行论述。
　　
　　复杂场景测试：试复杂的分布式场景？
　　
　　1. 那些确保小单元的完整性的测试很有用，但同时也有局限性。经验告诉我们，大多数bug是在完整的测试中被发现的。这些问题从两个模块不能一同正常协调工作，到两个独立应用程序的异常。无论这是两个应用服务，还是客户/服务环境，甚至是点对点模式，对这些复杂场景的测试尤其重要，因为那些难缠的bug往往寄生于此。但是用JUnit对此几乎无能为力。
　　
　　2. 虽然Java具有平台无关性，但测试一个应用程序在多种操作系统上的表现还是一个明智的选择。你的程序可能在所有的操作系统上都能运行，但是却不一定严格地按照你设计的那样正常工作。在所有的操作系统上重复同样的一组测试程序是一件耗时的工程，而用JUnit你不能进行分布式测试，因此你无法让同样的一组测试同时运行在几个JVM之上，而每个JVM运行在不同的操作系统之上。
　　
　　3. 一些单元代码，只能在多JVM场景下被测试。例如，测试建立一个连接（TCP socket或者HTTP连接）以及从中取得的信息的完整性。这样的测试不可能（或者说很难）在单一JVM上测试。而这是JUnit给我们的唯一选择。
　　
　　用Ant协同测试
　　
　　仅使用JUnit和Ant来协调几个运行在不同JVM上的测试是可能的。Ant可以以并行或者串行的方式执行任务（使用<parallel>标记），而且可以设置当有任何测试失败的时候，就停止运行。
　　
　　但这种方法有其局限性，首先，使用JUnit和Ant仍然把你限制在一个操作系统之上。其次，随着你的测试程序的累积，你会发现Ant xml文件会变得越来越大，以至于无法治理。第三，我们发现在某些情况下，分支JVM会在Ant任务结束后保留下来甚至继续运行。
　　
　　Pisces项目就是为了解决JUnit的这些限制而来的，它给予JUnit复杂场景和分布式测试的能力。本文下面的章节将介绍这个开源项目。
　　
　　利用Pisces打破JUnit的局限
　　
　　Pisces基础知识
　　
　　Pisces是一个开源项目，它扩展了JUnit平台。就像许多其他的扩展程序一样，Pisces添加了新功能的同时也保证了扩展前后JUnit操作的一致性。
　　
　　Pisces的核心是在同一主机或不同主机上实现在远程JVM上运行JUnit测试的能力。这些远程测试程序会封装在本地运行的JUnit测试程序中，因此开发人员或者QA（品质测试）人员可以用通常的JUnit GUI工具来运行这些通常（本地）的测试程序。用来包装远程测试的对象叫做RemoteTestCase，它也是TestCase册子类。
　　
　　图2显示的是远程测试程序和它的包装器。
　　[[The No.2 Picture.]]
　　图2,远程测试和它的包装器
　　
　　在每一个远端，我们运行一个Pisces代理程序，并指定唯一的代理名。这个代理负责运行实际的JUnit测试程序并将结果返回到本地。现在，一旦我们能运行一个包装在本地测试中的远程测试程序，我们就能通过组合几个这样的测试来创建一个更为复杂的场景。
　　[[The No.3 Picture.]]
　　图3, 由几个远程测试组成的测试单元
　　
　　改变默认输出
　　
　　每个代理运行一组测试程序，而每个测试程序都可能写信息到默认输出。因为保证测试人员或开发人员在测试过程中得到这些信息很重要，所以默认输出被拷贝到本地测试单元的控制台中。这样，便可以避免在测试单元中查看每个代理的控制输出。
　　
　　Pisces的可扩展通信层
　　
　　在各个代理及本地主测试程序之间的通信是件复杂的事情，因为Pisces必须能在各种不同的环境以及网络配置下正常工作。为了解决这一问题，Pisces有一个可以扩展的通信层。它的每一个实现解决一个指定的网络环境下的问题。
　　
　　Pisces提供两个默认的基本通信层，一个是易于配置但只能工作在局域网内的multicast实现，另一个是JMS实现。它需要安装面向消息中间件/消息导向中间件（MOM, Message-Oriented Middleware），可以应付大多数网络环境。
　　
　　配置并运行Pisces测试
　　
　　1.配置并运行Pisces代理
　　
　　正如前面所提到的，Pisces测试单元是由几个运行在远程代理之上的Junit测试程序组成的。每个代理都是一个Java应用程序，它根据从主测试程序接收的指令来运行JUnit测试，并将结果及默认输出返回到主测试单元。
　　
　　运行代理程序最简单的方式是在Pisces提供的脚本文件夹中配置并运行相关的可执行脚本。此外，你也可以在已经提供的脚本的基础上构建你自己的脚本。脚本文件容许用户配置代理的通用参数，例如唯一标识符，为通

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