Java Unit Testing: techniques, concepts, practice

Today you will hardly find an application that is not covered with tests, so this topic will be more relevant than ever for novice developers: without tests you can’t get anywhere. As an advertisement, I suggest you look at my past articles. Some of them cover tests (and even so the articles will be very useful):

Let's consider what types of testing are used in principle, and after that we will study in detail everything you need to know about unit testing.

Types of testing

What is a test? As Wiki says: “ A test or trial is a way of studying the underlying processes of a system by placing the system in different situations and tracking observable changes in it.” In other words, this is a test of the correct operation of our system in certain situations. All about Unit testing: methods, concepts, practice - 2

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 2

Well, let's see what types of testing there are:

Unit testing is tests whose task is to test each module of the system individually. It is desirable that these be minimally divisible pieces of the system, for example, modules.
System testing is a high-level test to test the operation of a larger piece of an application or the system as a whole.
Regression testing is testing that is used to check whether new features or bug fixes affect the existing functionality of the application and whether old bugs reappear.
Functional testing is checking the compliance of part of the application with the requirements stated in specifications, user stories, etc.

Types of functional testing:
- “white box” test for compliance of part of the application with the requirements with knowledge of the internal implementation of the system;
- “black box” test for compliance of part of the application with the requirements without knowledge of the internal implementation of the system.
Performance testing is a type of tests that are written to determine the speed at which a system or part of it runs under a certain load.
Load testing - tests designed to check the stability of the system under standard loads and to find the maximum possible peak at which the application works correctly.
Stress testing is a type of testing designed to check the functionality of an application under non-standard loads and to determine the maximum possible peak at which the system will not crash.
Security testing - tests used to check the security of a system (from attacks by hackers, viruses, unauthorized access to confidential data and other pleasures of life).
Localization testing is localization testing for an application.
Usability testing is a type of testing aimed at checking usability, understandability, attractiveness and learnability for users.

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 4

Unit - unit tests used in various layers of the application, testing the smallest divisible logic of the application: for example, a class, but most often a method. These tests usually try to isolate as much as possible from external logic, that is, to create the illusion that the rest of the application is working in standard mode.

Данных тестов всегда должно быть много (больше, чем остальных видов), так How они тестируют маленькие кусочки и весьма легковесные, не кушающие много ресурсов (под ресурсами я имею виду оперативную память и время).
Integration — интеграционное тестирование. Оно проверяет более крупные кусочки системы, то есть это либо объединение нескольких кусочков логики (несколько методов or классов), либо корректность работы с внешним компонентом. Этих тестов How правило меньше, чем Unit, так How они тяжеловеснее.

Как пример интеграционных тестов можно рассмотреть соединение с базой данных и проверку правильной отработки методов, работающих с ней.
UI — тесты, которые проверяют работу пользовательского интерфейса. Они затрагивают логику на всех уровнях applications, из-за чего их еще называют сквозными. Их How правило в разы меньше, так они наиболее тяжеловесны и должны проверять самые необходимые (используемые) пути.

На рисунке выше мы видим соотношение площадей разных частей треугольника: примерно такая же пропорция сохраняется в количестве этих тестов в реальной работе.

Сегодня подробно рассмотрим самые используемые тесты — юнит-тесты, так How уметь ими пользоваться на базовом уровне должны все уважающие себя Java-разработчики.

Ключевые понятия юнит-тестирования

Покрытие тестов

материал о Code Coverage на JavaRush и на Хабре;
фундаментальная теория тестирования.

TDD (Test-driven development)

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 6

Пишем наш тест.
Запускаем тест, прошел он or нет (видим, что всё красное — не психуем: так и должно быть).
Добавляем code, который должен удовлетворить данный тест (запускаем тест).
Выполняем рефакторинг codeа.

BDD (Behavior-driven development)

Тестовый сценарий (Test Case)

Фикстуры (Fixture)

Этапы тестирования

Задание тестируемых данных (фикстур).
Использование тестируемого codeа (вызов тестируемого метода).
Проверка результатов и сверка с ожидаемыми.

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 7

Мок

Заглушки

Spy

stubs

mock

Среды тестирования

@Test

@Before

@After

@BeforeClass

@AfterClass

@Ignore

@Test

@Test(timeout=100)

@Mock

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)

assertEquals(Object expecteds, Object actuals) — проверяет, равны ли передаваемые обьекты.
assertTrue(boolean flag) — проверяет, возвращает ли переданное meaning — true.
assertFalse(boolean flag) — проверяет, возвращает ли переданное meaning — false.
assertNull(Object object) – проверяет, является ли an object нулевым (null).
assertSame(Object firstObject, Object secondObject) — проверяет, ссылаются ли передаваемые значения на один и тот же обьект.
assertThat(T t, Matcher<T> matcher) — проверяет, удовлетворяет ли t условию, указанному в matcher.

assertThat(firstObject).isEqualTo(secondObject)

Практика тестирования

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
   <version>2.2.2.RELEASE</version>
   <scope>test</scope>
</dependency>

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class RobotServiceImpl implements RobotService {
   private final RobotDAO robotDAO;

   @Override
   public Robot update(Long id, Robot robot) {
       Robot found = robotDAO.findById(id);
       return robotDAO.update(Robot.builder()
               .id(id)
               .name(robot.getName() != null ? robot.getName() : found.getName())
               .cpu(robot.getCpu() != null ? robot.getCpu() : found.getCpu())
               .producer(robot.getProducer() != null ? robot.getProducer() : found.getProducer())
               .build());
   }
}

@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)
public class RobotServiceImplTest {
   @Mock
   private RobotDAO robotDAO;

   private RobotServiceImpl robotService;

   private static Robot testRobot;

   @BeforeClass
   public static void prepareTestData() {
       testRobot = Robot
               .builder()
               .id(123L)
               .name("testRobotMolly")
               .cpu("Intel Core i7-9700K")
               .producer("China")
               .build();
   }

   @Before
   public void init() {
       robotService = new RobotServiceImpl(robotDAO);
   }

@Test
public void updateTest() {
   when(robotDAO.findById(any(Long.class))).thenReturn(testRobot);
   when(robotDAO.update(any(Robot.class))).then(returnsFirstArg());
   Robot robotForUpdate = Robot
           .builder()
           .name("Vally")
           .cpu("AMD Ryzen 7 2700X")
           .build();

   Robot resultRobot = robotService.update(123L, robotForUpdate);

   assertNotNull(resultRobot);
   assertSame(resultRobot.getId(),testRobot.getId());
   assertThat(resultRobot.getName()).isEqualTo(robotForUpdate.getName());
   assertTrue(resultRobot.getCpu().equals(robotForUpdate.getCpu()));
   assertEquals(resultRobot.getProducer(),testRobot.getProducer());
}

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 9

All about Unit testing: techniques, concepts, practice - 10

Итак, подведём итоги:

All about Unit testing: methods, concepts, practice - 11