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JUnit入门：Java单元测试全解析

news 2025/9/6 5:30:02

核心定义

JUnit 是 Java 编程语言中最流行、最基础的一个单元测试框架。

您可以把它理解为一个专门为Java程序员设计的“代码质量检验工具”。它的主要作用是让开发者能够轻松地编写可重复的测试，来验证自己写的每一小段代码（称为“单元”）是否按预期工作。

一个生动的比喻

想象您是一个汽车制造商：

您写的Java代码：就像是生产出来的一个发动机或一个变速箱。
JUnit：就像是工厂里的质检员。
用JUnit写的测试代码：就是质检员的检查清单（例如：启动发动机，转速是否达到3000转？挂上三档，输出扭矩是否正确？）。

在把整辆汽车（整个软件系统）组装起来之前，您必须先用“质检员(JUnit)”按照“检查清单(测试代码)”对每一个核心零件(代码单元)进行测试。这样可以确保每个零件本身是没问题的，从而避免将来整车组装好后出现重大故障却难以排查。

为什么 JUnit 如此重要？

保证代码正确性：通过编写测试，您可以确保代码在修改前后都能产生正确的结果，避免引入新的错误（这称为“回归测试”）。
提高软件质量：促使开发者思考代码在各种边界情况和异常输入下的行为，从而写出更健壮、设计更好的代码。
促进重构：有了完整的测试套件，您就可以放心地对代码进行重构和优化，因为测试能立刻告诉您重构是否破坏了原有的功能。
作为开发文档：一套好的测试用例本身就是最好的代码使用文档，它清晰地展示了代码应该如何被调用以及预期的行为是什么。
现代化开发的基石：它是持续集成 (CI) 和 持续交付 (CD) 流程的核心组成部分。每次向代码库提交新代码，自动化流程都会自动运行所有JUnit测试，只有全部通过才能合并代码。

JUnit 的主要特性和工作方式

1. 使用注解 (Annotations)

JUnit 使用简洁的注解来标识测试方法和管理测试的生命周期。最核心的几个注解是：

@Test：标记一个方法为一个测试方法。JUnit 会执行所有带此注解的方法。
```
@Test
public void shouldReturnTrueWhenNumberIsEven() {// 测试代码在这里
}
```
@BeforeEach / @AfterEach：在每个@Test方法之前/之后****自动运行。通常用于初始化公共资源（如创建测试对象）和清理工作（如关闭连接）。
```
private Calculator calculator;@BeforeEach
public void setUp() {calculator = new Calculator(); // 在每个测试前都创建一个新的Calculator
}
```
@BeforeAll / @AfterAll：在所有测试方法开始前/结束后****运行一次。通常用于耗时且只需做一次的设置，如连接数据库。
```
@BeforeAll
public static void initDatabase() {// 建立数据库连接，只执行一次
}
```

2. 断言 (Assertions)

断言是测试的核心。它们是一组静态方法，用于验证测试结果是否与预期一致。如果断言失败，测试即标记为不通过。

assertEquals(expected, actual)：判断“实际值”是否等于“期望值”。

@Test
public void testAddition() {int result = calculator.add(2, 3);assertEquals(5, result); // 期望是5，实际结果是result
}

assertTrue(condition) / assertFalse(condition)：判断条件为真或假。
assertNull(object) / assertNotNull(object)：判断对象是否为null。
assertThrows(Exception.class, () -> { ... })：断言执行某段代码会抛出特定的异常。

一个完整的简单示例

假设我们有一个简单的 Calculator 类：

// 被测试的类
public class Calculator {public int add(int a, int b) {return a + b;}public int divide(int a, int b) {if (b == 0) {throw new ArithmeticException("Cannot divide by zero!");}return a / b;}
}

为其编写的 JUnit 测试类 CalculatorTest 如下：

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;// 测试类
public class CalculatorTest {private Calculator calculator;@BeforeEachpublic void setUp() {calculator = new Calculator(); // 测试前的准备工作}@Testpublic void testAddition() {int result = calculator.add(2, 3);assertEquals(5, result); // 断言：2+3应该等于5}@Testpublic void testDivisionByZero() {// 断言：执行这段代码应该抛出ArithmeticException异常assertThrows(ArithmeticException.class, () -> {calculator.divide(10, 0);});}
}

JUnit 的版本

JUnit 4：一个非常经典的版本，使用了 @Test、@Before 等注解，但需要手动导入断言。
JUnit 5 (当前主流)：目前的首选版本。它是一个模块化的平台，由三个子项目组成（JUnit Jupiter, JUnit Platform, JUnit Vintage）。它引入了新的注解如 @BeforeEach（取代JUnit4的@Before），断言功能也更强大。我们上面的例子使用的就是 JUnit 5。