单元测试入门（JUnit）

概述

单元测试（Unit Test）是针对代码中最小可测单元（通常是一个方法）的自动化测试，用于验证行为是否符合预期。写好单元测试能及早发现错误、方便重构，并作为「活文档」帮助他人理解用法。JUnit 是 Java 生态中最主流的单元测试框架，目前广泛使用的是 JUnit 5（Jupiter），本文以 JUnit 5 为例介绍基本用法。

为什么写单元测试

单元测试可以：在修改代码后快速验证是否破坏原有逻辑；促使你写出更易测试、职责单一的方法；在多人协作时减少回归问题。

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添加 JUnit 依赖

以 Maven 为例，在 pom.xml 中声明 JUnit 5 依赖（通常放在 test 作用域）：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
        <version>5.10.2</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

junit-jupiter 已包含引擎与常用断言，无需再单独引入 junit-jupiter-api 与 junit-jupiter-params（参数化测试需要时可再加）。Gradle 用户可在 build.gradle 中写：

testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter:5.10.2'

测试代码放在 Maven 约定的 src/test/java 下，包名与主代码对应（如 com.example.App 对应 com.example.AppTest）。详见 常用构建工具（Maven / Gradle 入门）。

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基本用法：@Test 与断言

第一个测试方法

用 @Test 标记一个方法为测试方法；方法通常为 void、无参，方法名建议清晰描述「测什么、在什么条件下、期望什么」。

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;

class CalculatorTest {

    @Test
    void add_shouldReturnSum_whenTwoPositiveNumbers() {
        Calculator calc = new Calculator();
        int result = calc.add(2, 3);
        assertEquals(5, result);
    }
}

被测类示例：

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

运行测试：在 IDE 中点击方法或类旁的运行按钮，或使用 Maven 命令 mvn test、Gradle 的 ./gradlew test。

常用断言

JUnit 5 的断言集中在 Assertions 中，常用静态方法如下：

方法	说明
assertEquals(expected, actual)	相等（含重载：带 delta 的浮点比较、消息等）
assertNotEquals(unexpected, actual)	不相等
assertTrue(condition) / assertFalse(condition)	布尔条件
assertNull(actual) / assertNotNull(actual)	是否为 null
assertThrows(异常类型, executable)	期望抛出指定异常
assertAll(executables...)	执行多组断言，全部失败信息一起输出

示例：断言异常与多条件：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class StringUtilsTest {

    @Test
    void parsePositive_shouldThrow_whenNegative() {
        IllegalArgumentException e = assertThrows(IllegalArgumentException.class,
            () -> StringUtils.parsePositive("-1"));
        assertTrue(e.getMessage().contains("positive"));
    }

    @Test
    void userFields_shouldMatch() {
        User u = new User("alice", 20);
        assertAll(
            () -> assertEquals("alice", u.getName()),
            () -> assertEquals(20, u.getAge())
        );
    }
}

提示

使用 assertAll 可以在一次测试中执行多条断言，即使前面失败也会继续执行后面的断言，方便一次看到所有不符合预期的点。

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示例：从简单到实用

示例 1：工具方法

被测类：一个简单的字符串工具。

public class StringUtils {
    public static boolean isBlank(CharSequence cs) {
        if (cs == null) return true;
        return cs.chars().allMatch(Character::isWhitespace);
    }
}

测试类：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class StringUtilsTest {

    @Test
    void isBlank_shouldBeTrue_whenNull() {
        assertTrue(StringUtils.isBlank(null));
    }

    @Test
    void isBlank_shouldBeTrue_whenEmptyOrWhitespace() {
        assertTrue(StringUtils.isBlank(""));
        assertTrue(StringUtils.isBlank("   "));
    }

    @Test
    void isBlank_shouldBeFalse_whenHasContent() {
        assertFalse(StringUtils.isBlank("hello"));
        assertFalse(StringUtils.isBlank("  x  "));
    }
}

示例 2：带生命周期的测试

若多个测试需要相同的准备与清理（如初始化对象、关闭资源），可使用 @BeforeEach、@AfterEach（每个测试方法前后执行）或 @BeforeAll、@AfterAll（整个测试类执行一次，方法需 static）。

import org.junit.jupiter.api.*;

class UserServiceTest {

    private UserService userService;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        userService = new UserService();
    }

    @Test
    void findByName_shouldReturnUser_whenExists() {
        User u = userService.findByName("alice");
        assertNotNull(u);
        assertEquals("alice", u.getName());
    }

    @Test
    void findByName_shouldReturnNull_whenNotExists() {
        User u = userService.findByName("nobody");
        assertNull(u);
    }
}

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生命周期与常用注解小结

注解	作用
@Test	标记测试方法
@BeforeEach	每个 @Test 执行前运行
@AfterEach	每个 @Test 执行后运行
@BeforeAll	当前类所有测试执行前运行一次（方法需 static）
@AfterAll	当前类所有测试执行后运行一次（方法需 static）
@DisplayName("描述")	为测试类或方法设置可读名称，便于报告阅读

注意

@BeforeAll / @AfterAll 对应的方法必须是 static void（除非使用 @TestInstance(Lifecycle.PER_CLASS)），且多用于昂贵资源的一次性初始化或清理。

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注意事项与最佳实践

1. 测试应独立、可重复：不依赖执行顺序，不依赖外部环境（如固定端口、本地文件路径），避免共享可变状态。
2. 命名清晰：测试方法名能表达「被测行为 + 条件 + 期望」，例如 add_shouldReturnSum_whenTwoPositiveNumbers；也可用 @DisplayName 写中文或更长描述。
3. 一个测试聚焦一个行为：一个 @Test 尽量只验证一个逻辑点，失败时便于定位。
4. 优先测公共行为：优先覆盖对外 API 和核心逻辑，不必追求 100% 行覆盖。
5. 避免在测试里写复杂逻辑：测试代码要简单直观，否则测试本身容易出错。

提示

若被测方法依赖数据库、网络等，可先学习「测试替身」（Mock），使用 Mockito 等框架模拟依赖，再在进阶文档或项目中实践。

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相关链接

• 编码规范 — 保持测试代码风格一致
• 常用构建工具（Maven / Gradle 入门） — 项目结构与 mvn test / Gradle 测试
• 注解（Annotation） — 理解 @Test、@BeforeEach 等注解机制
• JUnit 5 用户指南（英文）
• Oracle Java 文档