教你怎么用好 Spring 測試框架？

作者：了不起 2025-08-08 10:17:49

本文將系統介紹Spring生態中的測試解決方案，涵蓋從基礎單元測試到復雜集成測試的全流程實踐，幫助開發者構建健壯的測試體系。

引言

不知道你們開發中有沒強制要求必須每個功能模塊都需要對應單元測試，不管是對系統功能的保障，還是對系統數據預處理，通過測試都能夠幫我們實現。本文將系統介紹Spring生態中的測試解決方案，涵蓋從基礎單元測試到復雜集成測試的全流程實踐，幫助開發者構建健壯的測試體系。

一、Spring測試生態概覽

1.1 核心測試組件

Spring TestContext Framework：提供統一的測試上下文管理
Spring Boot Test：基于Spring Boot的增強測試支持
TestRestTemplate：集成測試中的HTTP客戶端
@DataJpaTest：JPA組件專項測試
@WebMvcTest：MVC控制器層專項測試

1.2 測試分層模型

┌─────────────────────┐
│   端到端測試 (E2E)  │
├─────────────────────┤
│   集成測試 (IT)     │
├─────────────────────┤
│   服務層測試        │
├─────────────────────┤
│   數據訪問層測試    │
└─────────────────────┘

二、單元測試實戰

2.1 基礎單元測試

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class UserServiceTest {
    
    @Mock
    private UserRepository userRepository;
    
    @InjectMocks
    private UserService userService;
    
    @Test
    void findUserById_ShouldReturnUser_WhenUserExists() {
        // Arrange
        User mockUser = new User(1L, "testUser");
        when(userRepository.findById(1L)).thenReturn(Optional.of(mockUser));
        
        // Act
        User result = userService.findUserById(1L);
        
        // Assert
        assertThat(result).isNotNull();
        assertThat(result.getUsername()).isEqualTo("testUser");
        verify(userRepository, times(1)).findById(1L);
    }
}

2.2 測試最佳實踐

FIRST原則：

Fast（快速）
Isolated（獨立）
Repeatable（可重復）
Self-validating（自驗證）
Timely（及時）

命名規范：

方法名：should_行為_當條件
類名：被測類+Test

Mock策略：

使用@MockBean注入Spring上下文
優先使用內存數據庫（H2）替代真實數據庫

三、集成測試進階

3.1 Spring Boot集成測試

@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT, classes = AppStarter.class)
@AutoConfigureMockMvc
class OrderControllerIntegrationTest {

   @Autowired
   private MockMvc mockMvc;

   @MockBean
   private PaymentServiceImpl paymentService;

   @Test
   void placeOrder_ShouldReturnCreated_WhenPaymentSucceeds() throws Exception {
      when(paymentService.processPayment(any())).thenReturn(true);
      when(paymentService.charge(any())).thenReturn(true);

      // 準備測試數據
      String requestBody = "{\"items\":[{\"productId\":1,\"quantity\":2,\"price\":3.5}],\"customerName\":\"testUser\"}";

      mockMvc.perform(
                      post("/api/orders")
                              .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                              .content(requestBody)
              )
              .andExpect(status().isCreated())
              .andExpect(jsonPath("$.id").isNumber())
              .andExpect(jsonPath("$.status").value(OrderStatus.PROCESSING.name()))
              .andExpect(jsonPath("$.customerName").value("testUser"))
              .andExpect(jsonPath("$.totalAmount").value(7))
              .andExpect(jsonPath("$.items[0].productId").value(1))
              .andExpect(jsonPath("$.items[0].quantity").value(2));
   }
}

3.2 測試切片技術

@WebMvcTest(ProductController.class)
class ProductControllerSliceTest {
    
    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;
    
    @MockBean
    private ProductService productService;
    
    @Test
    void getProduct_ShouldReturnProduct_WhenProductExists() throws Exception {
        Product mockProduct = new Product(1L, "Laptop", 999.99);
        when(productService.getProductById(1L)).thenReturn(mockProduct);
        
        mockMvc.perform(get("/api/products/1"))
                .andExpect(status().isOk())
                .andExpect(jsonPath("$.name").value("Laptop"));
    }
}

3.3 數據訪問層測試

@DataJpaTest
@AutoConfigureTestDatabase(replace = AutoConfigureTestDatabase.Replace.NONE)
class UserRepositoryTest {
    
    @Autowired
    private TestEntityManager entityManager;
    
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    @Test
    void findByUsername_ShouldReturnUser_WhenUserExists() {
        User user = new User("testUser", "password");
        entityManager.persist(user);
        entityManager.flush();
        
        User found = userRepository.findByUsername("testUser");
        assertThat(found).isNotNull();
        assertThat(found.getUsername()).isEqualTo("testUser");
    }
}

四、高級測試技術

4.1 測試容器化

@Testcontainers
@SpringBootTest
class DatabaseIntegrationTest {

   @Container
   private static final MySQLContainer<?> mysql =
           new MySQLContainer<>("mysql:5")
                   .withDatabaseName("test")
                   .withUsername("root")
                   .withPassword("123456");

   @Test
   void testDatabaseConnection() {
      assertThat(mysql.isRunning()).isTrue();
      assertThat(mysql.getJdbcUrl()).contains("test");
   }

   @Autowired
   private UserRepository userRepository;

   @Test
   void testSaveAndRetrieveUser() {
      // 1. 保存用戶
      User user = new User();
      user.setUsername("john");
      user.setCaption("John Doe");
      user.setEmail("john@example.com");
      userRepository.save(user);

      // 2. 查詢用戶
      User foundUser = (User) userRepository.findByEmail("john@example.com").orElseThrow(()->new RuntimeException("USER NOT FOUND"));
      assertThat(foundUser.getCaption()).isEqualTo("John Doe");
   }

   @DynamicPropertySource
   static void postgresProperties(DynamicPropertyRegistry registry) {
      registry.add("spring.datasource.url", mysql::getJdbcUrl);
      registry.add("spring.datasource.username", mysql::getUsername);
      registry.add("spring.datasource.password", mysql::getPassword);
      registry.add("spring.jpa.hibernate.ddl-auto", () -> "create-drop"); // 每次測試重建表
   }
}

4.2 契約測試

# consumer-contract.yml
description: Order Service API
request:
  method: POST
  url: /api/orders
  headers:
    Content-Type: application/json
  body:
    items:
      - productId: 1
        quantity: 2
response:
  status: 201
  headers:
    Content-Type: application/json
  body:
    orderId: 123

4.3 混沌測試

@Test
void testResilienceUnderFailure() {
    // 使用Resilience4j或Chaos Monkey模擬服務故障
    when(paymentService.processPayment(any()))
        .thenThrow(new RuntimeException("Payment gateway unavailable"))
        .thenReturn(true); // 模擬恢復
    
    // 驗證重試機制和降級策略
    
}

五、測試優化策略

5.1 測試性能提升

1.并行測試執行：

# application-test.properties
spring.test.database.replace=none
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb;DB_CLOSE_DELAY=-1;MODE=MYSQL

2.測試數據管理：

使用@Sql注解初始化測試數據
采用Flyway/Liquibase管理測試腳本

5.2 測試報告生成

<!-- pom.xml 配置 -->
<plugin>
    <groupId>org.jacoco</groupId>
    <artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
    <version>0.8.7</version>
    <executions>
        <execution>
            <goals>
                <goal>prepare-agent</goal>
            </goals>
        </execution>
        <execution>
            <id>report</id>
            <phase>test</phase>
            <goals>
                <goal>report</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

六、常見問題解決方案

6.1 測試數據庫初始化問題

問題：測試數據未正確清理導致測試間相互影響
解決方案：

@Transactional
@SpringBootTest
public class TransactionalTest {
    // 每個測試方法執行后自動回滾
}

6.2 異步測試處理

@Test
void testAsyncProcessing() throws Exception {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    
    asyncService.processAsync(() -> {
        // 異步邏輯
        latch.countDown();
    });
    
    assertThat(latch.await(1, TimeUnit.SECONDS)).isTrue();
}

6.3 安全上下文模擬

@WithMockUser(username = "admin", roles = {"ADMIN"})
@Test
void testAdminEndpoint() throws Exception {
    mockMvc.perform(get("/admin/dashboard"))
            .andExpect(status().isOk());
}

結語

構建全面的測試體系是保障Spring應用質量的關鍵。從單元測試到集成測試，從基礎驗證到混沌工程，每個測試層級都有其獨特價值。建議開發者根據項目規模和團隊成熟度，逐步完善測試策略，結合CI/CD流水線實現測試自動化，最終構建出高質量、可維護的企業級應用。

責任編輯：武曉燕來源： Java技術指北

Spring 測試框架