单元测试是编写测试代码，用来检测特定的、明确的、细颗粒的功能。单元测试并不一定保证程序功能是正确的，更不保证整体业务是准备的。
单元测试不仅仅用来保证当前代码的正确性，更重要的是用来保证代码修复、改进或重构之后的正确性。
一般来说，单元测试任务包括
接口功能测试：用来保证接口功能的正确性。
局部数据结构测试（不常用）：用来保证接口中的数据结构是正确的
比如变量有无初始值
变量是否溢出
边界条件测试
变量没有赋值（即为NULL）
变量是数值（或字符)
主要边界：最小值，最大值，无穷大（对于DOUBLE等）
溢出边界（期望异常或拒绝服务）：最小值-1，最大值+1
临近边界：最小值+1，最大值-1
变量是字符串
引用“字符变量”的边界
空字符串
对字符串长度应用“数值变量”的边界
变量是集合
空集合
对集合的大小应用“数值变量”的边界
调整次序：升序、降序
变量有规律比如对于Math.sqrt，给出n^2-1，和n^2+1的边界
所有独立执行通路测试：保证每一条代码，每个分支都经过测试
代码覆盖率
语句覆盖：保证每一个语句都执行到了
判定覆盖（分支覆盖）：保证每一个分支都执行到
条件覆盖：保证每一个条件都覆盖到true和false（即if、while中的条件语句）
路径覆盖：保证每一个路径都覆盖到
相关软件
Cobertura：语句覆盖
Emma: Eclipse插件Eclemma
各条错误处理通路测试：保证每一个异常都经过测试
JUnit是Java单元测试框架，已经在Eclipse中默认安装。目前主流的有JUnit3和JUnit4。JUnit3中，测试用例需要继承<code>TestCase</code>类。JUnit4中，测试用例无需继承<code>TestCase</code>类，只需要使用<code>@Test</code>等注解。
先看一个Junit3的样例
// 测试java.lang.Math
// 必须继承TestCase
public class Junit3TestCase extends TestCase {
public Junit3TestCase() {
super();
}
// 传入测试用例名称
public Junit3TestCase(String name) {
super(name);
// 在每个Test运行之前运行
@Override
protected void setUp() throws Exception {
System.out.println("Set up");
// 测试方法。
// 方法名称必须以test开头，没有参数，无返回值，是公开的，可以抛出异常
// 也即类似public void testXXX() throws Exception {}
public void testMathPow() {
System.out.println("Test Math.pow");
Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0));
public void testMathMin() {
System.out.println("Test Math.min");
Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0));
// 在每个Test运行之后运行
protected void tearDown() throws Exception {
System.out.println("Tear down");
}
如果采用默认的TestSuite，则测试方法必须是<code>public void testXXX() [throws Exception] {}</code>的形式，并且不能存在依赖关系，因为测试方法的调用顺序是不可预知的。
上例执行后，控制台会输出
Set up
Test Math.pow
Tear down
Test Math.min
从中，可以猜测到，对于每个测试方法，调用的形式是：
testCase.setUp();
testCase.testXXX();
testCase.tearDown();
在Eclipse中，可以直接在类名或测试方法上右击，在弹出的右击菜单中选择Run As -> JUnit Test。
在Mvn中，可以直接通过<code>mvn test</code>命令运行测试用例。
也可以通过Java方式调用，创建一个<code>TestCase</code>实例，然后重载<code>runTest()</code>方法，在其方法内调用测试方法（可以多个）。
TestCase test = new Junit3TestCase("mathPow") {
// 重载
protected void runTest() throws Throwable {
testMathPow();
};
};
test.run();
更加便捷地，可以在创建<code>TestCase</code>实例时直接传入测试方法名称，JUnit会自动调用此测试方法，如
TestCase test = new Junit3TestCase("testMathPow");
TestSuite是测试用例套件，能够运行过个测试方法。如果不指定TestSuite，会创建一个默认的TestSuite。默认TestSuite会扫描当前内中的所有测试方法，然后运行。
如果不想采用默认的TestSuite，则可以自定义TestSuite。在TestCase中，可以通过静态方法<code>suite()</code>返回自定义的suite。
import junit.framework.Assert;
import junit.framework.Test;
import junit.framework.TestCase;
import junit.framework.TestSuite;
//...
public static Test suite() {
System.out.println("create suite");
TestSuite suite = new TestSuite();
suite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow"));
return suite;
允许上述方法，控制台输出
写道
create suite
Set up
Test Math.pow
Tear down
并且只运行了<code>testMathPow</code>测试方法，而没有运行<code>testMathMin</code>测试方法。通过显式指定测试方法，可以控制测试执行的顺序。
也可以通过Java的方式创建TestSuite，然后调用TestCase，如
// 先创建TestSuite，再添加测试方法
TestSuite testSuite = new TestSuite();
testSuite.addTest(new Junit3TestCase("testMathPow"));
// 或者 传入Class，TestSuite会扫描其中的测试方法。
TestSuite testSuite = new TestSuite(Junit3TestCase.class,Junit3TestCase2.class,Junit3TestCase3.class);
// 运行testSuite
TestResult testResult = new TestResult();
testSuite.run(testResult);
testResult中保存了很多测试数据，包括运行测试方法数目(<code>runCount</code>)等。
与JUnit3不同，JUnit4通过注解的方式来识别测试方法。目前支持的主要注解有：
<code>@BeforeClass</code> 全局只会执行一次，而且是第一个运行
<code>@Before</code> 在测试方法运行之前运行
<code>@Test</code> 测试方法
<code>@After</code> 在测试方法运行之后允许
<code>@AfterClass</code> 全局只会执行一次，而且是最后一个运行
<code>@Ignore</code> 忽略此方法
下面举一个样例：
import org.junit.After;
import org.junit.AfterClass;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.BeforeClass;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
public class Junit4TestCase {
@BeforeClass
public static void setUpBeforeClass() {
System.out.println("Set up before class");
@Before
public void setUp() throws Exception {
@Test
Assert.assertEquals(4.0, Math.pow(2.0, 2.0), 0.0);
Assert.assertEquals(2.0, Math.min(2.0, 4.0), 0.0);
// 期望此方法抛出NullPointerException异常
@Test(expected = NullPointerException.class)
public void testException() {
System.out.println("Test exception");
Object obj = null;
obj.toString();
// 忽略此测试方法
@Ignore
public void testMathMax() {
Assert.fail("没有实现");
// 使用“假设”来忽略测试方法
public void testAssume(){
System.out.println("Test assume");
// 当假设失败时，则会停止运行，但这并不会意味测试方法失败。
Assume.assumeTrue(false);
Assert.fail("没有实现");
@After
public void tearDown() throws Exception {
@AfterClass
public static void tearDownAfterClass() {
System.out.println("Tear down After class");
如果细心的话，会发现Junit3的package是<code>junit.framework</code>，而Junit4是<code>org.junit</code>。
执行此用例后，控制台会输出
Set up before class
Test Math.min
Test exception
Test assume
Tear down After class
可以看到，执行次序是<code>@BeforeClass</code> -> <code>@Before</code> -> <code>@Test</code> -> <code>@After</code> -> <code>@Before</code> -> <code>@Test</code> -> <code>@After</code> -> <code>@AfterClass</code>。<code>@Ignore</code>会被忽略。
与Junit3类似，可以在Eclipse中运行，也可以通过<code>mvn test</code>命令运行。
Junit3和Junit4都提供了一个Assert类（虽然package不同，但是大致差不多）。Assert类中定义了很多静态方法来进行断言。列表如下：
assertTrue(String message, boolean condition) 要求condition == true
assertFalse(String message, boolean condition) 要求condition == false
fail(String message) 必然失败，同样要求代码不可达
assertEquals(String message, XXX expected,XXX actual) 要求expected.equals(actual)
assertArrayEquals(String message, XXX[] expecteds,XXX [] actuals) 要求expected.equalsArray(actual)
assertNotNull(String message, Object object) 要求object!=null
assertNull(String message, Object object) 要求object==null
assertSame(String message, Object expected, Object actual) 要求expected == actual
assertNotSame(String message, Object unexpected,Object actual) 要求expected != actual
assertThat(String reason, T actual, Matcher matcher) 要求matcher.matches(actual) == true
Mock和Stub是两种测试代码功能的方法。Mock测重于对功能的模拟。Stub测重于对功能的测试重现。比如对于List接口，Mock会直接对List进行模拟，而Stub会新建一个实现了List的TestList，在其中编写测试的代码。
强烈建议优先选择Mock方式，因为Mock方式下，模拟代码与测试代码放在一起，易读性好，而且扩展性、灵活性都比Stub好。
比较流行的Mock有：
<a target="_blank" href="http://jmock.org/">JMock</a>
<a target="_blank" href="http://www.easymock.org/">EasyMock</a>
<a target="_blank" href="http://blog.thihy.info/post/mockito.googlecode.com">Mockito</a>
<a target="_blank" href="http://code.google.com/p/powermock/">powermock</a>
其中EasyMock和Mockito对于Java接口使用接口代理的方式来模拟，对于Java类使用继承的方式来模拟（也即会创建一个新的Class类）。Mockito支持spy方式，可以对实例进行模拟。但它们都不能对静态方法和final类进行模拟，powermock通过修改字节码来支持了此功能。
EasyMock把测试过程分为三步：录制、运行测试代码、验证期望。
录制过程大概就是：期望method(params)执行times次（默认一次），返回result（可选），抛出exception异常（可选）。
验证期望过程将会检查方法的调用次数。
一个简单的样例是：
@Test
public void testListInEasyMock() {
List list = EasyMock.createMock(List.class);
// 录制过程
// 期望方法list.set(0,1)执行2次，返回null，不抛出异常
expect1: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(null).times(2);
// 期望方法list.set(0,1)执行1次，返回null，不抛出异常
expect2: EasyMock.expect(list.set(0, 1)).andReturn(1);
// 执行测试代码
EasyMock.replay(list);
// 执行list.set(0,1)，匹配expect1期望，会返回null
Assert.assertNull(list.set(0, 1));
// 执行list.set(0,1)，匹配expect1（因为expect1期望执行此方法2次），会返回null
// 执行list.set(0,1)，匹配expect2，会返回1
Assert.assertEquals(1, list.set(0, 1));
// 验证期望
EasyMock.verify(list);
EasyMock还支持严格的检查，要求执行的方法次序与期望的完全一致。
这里从官方样例中摘录几个典型的：
验证调用行为
import static org.mockito.Mockito.*;
//创建Mock
List mockedList = mock(List.class);
//使用Mock对象
mockedList.add("one");
mockedList.clear();
//验证行为
verify(mockedList).add("one");
verify(mockedList).clear();
对Mock对象进行Stub
//也可以Mock具体的类，而不仅仅是接口
LinkedList mockedList = mock(LinkedList.class);
//Stub
when(mockedList.get(0)).thenReturn("first"); // 设置返回值
when(mockedList.get(1)).thenThrow(new RuntimeException()); // 抛出异常
//第一个会打印 "first"
System.out.println(mockedList.get(0));
//接下来会抛出runtime异常
System.out.println(mockedList.get(1));
//接下来会打印"null",这是因为没有stub get(999)
System.out.println(mockedList.get(999));
// 可以选择性地验证行为，比如只关心是否调用过get(0)，而不关心是否调用过get(1)
verify(mockedList).get(0);
Jacoco可以嵌入到Ant、Maven中，也可以使用Java Agent技术监控任意Java程序，也可以使用Java Api来定制功能。
Jacoco会监控JVM中的调用，生成监控结果（默认保存在jacoco.exec文件中），然后分析此结果，配合源代码生成覆盖率报告。需要注意的是：监控和分析这两步，必须使用相同的Class文件，否则由于Class不同，而无法定位到具体的方法，导致覆盖率均为0%。
可以使用Ant、Mvn或Eclipse来分析jacoco.exec文件，也可以通过API来分析。
public void createReport() throws Exception {
// 读取监控结果
final FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("jacoco.exec"));
final ExecutionDataReader executionDataReader = new ExecutionDataReader(fis);
// 执行数据信息
ExecutionDataStore executionDataStore = new ExecutionDataStore();
// 会话信息
SessionInfoStore sessionInfoStore = new SessionInfoStore();
executionDataReader.setExecutionDataVisitor(executionDataStore);
executionDataReader.setSessionInfoVisitor(sessionInfoStore);
while (executionDataReader.read()) {
fis.close();
// 分析结构
final CoverageBuilder coverageBuilder = new CoverageBuilder();
final Analyzer analyzer = new Analyzer(executionDataStore, coverageBuilder);
// 传入监控时的Class文件目录，注意必须与监控时的一样
File classesDirectory = new File("classes");
analyzer.analyzeAll(classesDirectory);
IBundleCoverage bundleCoverage = coverageBuilder.getBundle("Title");
// 输出报告
File reportDirectory = new File("report"); // 报告所在的目录
final HTMLFormatter htmlFormatter = new HTMLFormatter(); // HTML格式
final IReportVisitor visitor = htmlFormatter.createVisitor(new FileMultiReportOutput(reportDirectory));
// 必须先调用visitInfo
visitor.visitInfo(sessionInfoStore.getInfos(), executionDataStore.getContents());
File sourceDirectory = new File("src"); // 源代码目录
// 遍历所有的源代码
// 如果不执行此过程，则在报告中只能看到方法名，但是无法查看具体的覆盖（因为没有源代码页面）
visitor.visitBundle(bundleCoverage, new DirectorySourceFileLocator(sourceDirectory, "utf-8", 4));
// 执行完毕
visitor.visitEnd();
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