测试EmergencyMonitor：单元测试与系统测试全解析

### 测试EmergencyMonitor：单元测试与系统测试全解析 在软件开发过程中，测试是确保代码质量和系统稳定性的关键环节。本文将详细介绍如何对 `EmergencyMonitor` 进行单元测试和系统测试，包括测试环境的搭建、测试用例的编写以及测试的运行等内容。 #### 单元测试 单元测试主要关注应用程序的小功能单元，能够在 OSGi 之外对普通 Java 对象（POJOs）进行测试。下面将详细介绍如何进行 `EmergencyMonitor` 的单元测试。 ##### 1. 创建测试项目 为了将测试代码与被测试的紧急监控代码分开，我们可以使用片段包（Fragment Bundles）来解决 `EmergencyMonitor` 类对其他项目不可见的问题。片段包允许将可选功能添加到另一个包（主机包）中，在运行时片段会与主机合并，并可以完全访问主机中的所有包，非常适合包含单元测试。 创建包含新测试的片段项目的步骤如下： 1. 选择 `File > New > Project`，展开 `Plug-in Development` 并选择 `Fragment Project`，创建一个名为 `org.equinoxosgi.toast.client.emergency.test` 的片段项目。 2. 在向导的最后一页，选择 `org.equinoxosgi.toast.client.emergency` 作为主机插件，并选择 `J2SE 1.5` 作为执行环境（Easy - Mock 需要 Java 1.5）。 3. 打开片段包的清单编辑器，切换到 `Dependencies` 选项卡，在 `Automated Management of Dependencies` 部分添加以下包： - `org.equinoxosgi.toast.core` - `org.equinoxosgi.toast.core.emergency` - `org.equinoxosgi.toast.dev.gps` - `org.equinoxosgi.toast.dev.airbag` - `org.equinoxosgi.toast.core.channel.sender` - `org.junit` - `org.easymock` 这五个 Toast 包提供对应用程序代码的访问，另外两个包提供对 JUnit 和 EasyMock 测试框架的访问。 ##### 2. 创建测试用例类 创建一个名为 `EmergencyMonitorTestCase` 的类，放在 `org.equinoxosgi.toast.client.emergency.test` 包中，继承自 `junit.framework.TestCase`。以下是完整的类代码： ```java public class EmergencyMonitorTestCase extends TestCase implements IEmergencyConstants, ICoreConstants { public void testAirbagDeploy() throws Exception { EmergencyMonitor emergencyMonitor = new EmergencyMonitor(); IGps gps = createMock(IGps.class); expect(gps.getLatitude()).andReturn(123).once(); expect(gps.getLongitude()).andReturn(456).once(); expect(gps.getHeading()).andReturn(789).once(); expect(gps.getSpeed()).andReturn(10).once(); IAirbag airbag = createMock(IAirbag.class); airbag.addListener(emergencyMonitor); expectLastCall().once(); airbag.removeListener(emergencyMonitor); expectLastCall().once(); IChannel channel = createMock(IChannel.class); final ChannelMessage message = new ChannelMessage(EMERGENCY_FUNCTION); message.addParameter(ID_PARAMETER, ID_DEFAULT); message.addParameter(LATITUDE_PARAMETER, 123); message.addParameter(LONGITUDE_PARAMETER, 456); message.addParameter(HEADING_PARAMETER, 789); message.addParameter(SPEED_PARAMETER, 10); ByteArrayInputStream reply = new ByteArrayInputStream("Help is on its way!".getBytes()); expect(channel.send(message)).andReturn(reply).once(); replay(gps, airbag, channel); emergencyMonitor.setGps(gps); emergencyMonitor.setAirbag(airbag); emergencyMonitor.setChannel(channel); emergencyMonitor.startup(); emergencyMonitor.deployed(); Delay.seconds(1); // wait for emergency monitor thread to complete emergencyMonitor.shutdown(); verify(channel, gps, airbag); } } ``` ##### 3. 管理静态导入 由于 Eclipse 的组织导入功能不会引入静态导入，需要在编译单元的导入语句中添加以下行，然后再次组织导入： ```java import static org.easymock.EasyMock.*; ``` 组织导入后，这一行将扩展为每个导入函数的单独行。 ##### 4. 测试用例分析 该测试创建了一个 `EmergencyMonitor`，然后使用 EasyMock 模拟了一个 GPS、安全气囊和通道。`testAirbagDeploy` 方法的前三个部分设置了测试的预期，即告诉每个模拟对象期望的 API 调用次数以及返回值。最后一部分进行实际测试，`replay` 方法告诉模拟对象后续调用是真实的，然后将模拟对象注入到 `EmergencyMonitor` 中，并触发其 `deployed` 方法模拟安全气囊展开。在这个过程中，EasyMock 会将结果与原始预期进行比较，捕获任何差异。最后，`verify` 方法确保模拟对象的所有预期都得到满足，任何异常或未满足的预期都会导致测试用例失败。 需要注意的是，在测试用例关闭 `EmergencyMonitor` 之前有一秒的延迟。这是因为 `EmergencyMonitor` 在与调用 `deployed` 方法的线程不同的线程中执行其处理。如果没有延迟，测试用例可能会在另一个线程中的紧急处理完成之前调用 `shutdown` 方法。一般来说，在测试用例中使用延迟是不推荐的，因为这可能导致测试用例在快速机器上通过而在较慢机器上失败，使用时要格外小心。 ##### 5. 运行单元测试 编写好 `EmergencyMonitorTestCase` 后，运行测试非常简单： 从测试用例类的上下文菜单中选择 `Run As > JUnit Test`，结果将显示在 JUnit 视图中。视图应显示一个绿色实心条，失败次数为零，表示测试用例通过。 #### 系统测试 系统测试的优势与单元测试相反，它将整个应用程序与所有组件一起进行测试，以确保应用程序在完整的环境中正常工作。 ##### 1. 测试策略 系统测试的策略与单元测试相反，要尽可能多地测试应用程序，就意味着尽可能少地模拟应用程序。为了了解系统测试的工作原理，我们可以回顾之前的测试方式。之前我们使用一个每五秒自动展开的假安全气囊，然后在通道实现和后端添加一些日志记录，通过查看控制台来验证应用程序是否正确响应。 现在我们可以创建一个自动化系统测试，其工作方式大致相同，但有两个变化： - 不再使用自动展开的安全气囊，而是构建一个自己的模拟安全气囊，该安全气囊在测试用例的命令下展开。 - 不再用眼睛查看控制台上记录的消息，而是创建一个模拟 `LogService`，允许测试用例验证记录的消息是否符合预期。 此外，为了利用测试系统作为包运行的优势，我们将以编程方式停止和重新启动 GPS 包，以验证应用程序是否正确响应。 ##### 2. 创建测试框架 测试框架由模拟安全气囊和模拟 `LogService` 组成，这些需要作为服务提供给应用程序的其他部分，因此我们还需要一个 DS 组件来提供它们。 创建系统测试包并添加适当依赖的步骤如下： 1. 创建一个名为 `org.equinoxosgi.toast.system.test` 的新包项目。 2. 在清单编辑器中，在 `Automated Management of Dependencies` 列表中添加以下包： - `org.eclipse.osgi` - `org.eclipse.osgi.services` - `org.equinoxosgi.toast.dev.airbag` - `org.equinoxosgi.toast.dev.gps` - `org.junit` 3. 保存编辑器内容。 ##### 3. 创建模拟安全气囊 创建一个名为 `MockAirbag` 的类，放在 `org.equinoxosgi.toast.system.test` 包中，实现 `IAirbag` 接口，并添加一个公共方法 `deploy`，允许测试用例触发安全气囊展开