Шлях до JUnit 5: Подорож до сучасного тестування

Як все почалося

Усе почалося з моєї мети оновити Java Spring Boot додаток з версії Java 8 до Java 21. Поринаючи у процес оновлення, я швидко зрозумів, що перехід на сучасну версію Java також означає вирішення інших завдань, щоб повною мірою використати нову екосистему. Саме тоді я зіткнувся з першим викликом: необхідністю міграції 7,500 тестових випадків з JUnit 4 на JUnit 5.

У цьому блозі я поділюсь історією цієї міграції, труднощами, з якими я зіткнувся, та розробленими рішеннями. Хоча історія оновлення Java буде темою іншого блогу, зосередимося на модернізації юніт-тестування за допомогою JUnit 5.

Мета

Ціль полягала в оновленні з JUnit 4 до JUnit 5, щоб використати сучасні можливості тестування, покращити надійність тестів і підвищити продуктивність розробників. Основна увага була зосереджена на оновленні тестових випадків у головному модулі відповідно до стандартів JUnit 5.

Виклик

Міграція старого коду з JUnit 4 на JUnit 5 виявилася непростою задачею. Те, що починалося як захоплююче завдання, швидко перетворилося на суміш цікавості та занепокоєння через застарілі анотації, старі шаблони коду та тісно пов’язаний код, який явно потребував рефакторингу.

Ось як я крок за кроком виконав цю міграцію:

Оновлення залежностей

Перший крок полягав у тому, щоб переконатися, що залежності проєкту були актуальними. Це включало:

• Заміну залежностей JUnit 4 на JUnit 5.
• Оновлення Mockito для забезпечення сумісності з JUnit 5.
• Перевірку узгодженості версій залежностей, щоб уникнути проблем під час виконання.

Міграція тестових класів

Конвертація тестових класів передбачала заміну анотацій JUnit 4 на їхні аналоги у JUnit 5. Наприклад:

• @Before стало @BeforeEach.
• @After стало @AfterEach.
• @BeforeClass замінено на @BeforeAll.
• @AfterClass замінено на @AfterAll.
• @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) замінено на @ExtendWith({MockitoExtension.class, SpringExtension.class}).
• Методи тестів більше не потребують анотації @Test з правилом виключень; замість цього JUnit 5 підтримує @Test з використанням Assertions.assertThrows для тестування виключень.
• Анотація @Ignore замінена на @Disabled для пропуску тестів.
• Параметризовані тести перейшли на JUnit 5 із використанням @ParameterizedTest, що забезпечує більш гнучку роботу з декількома вхідними даними.

JUnit 5 заохочує використання управління життєвим циклом на рівні екземпляра через ці анотації. Ця зміна дозволяє створювати динамічні середовища тестування та спрощує процеси налаштування й очищення для окремих екземплярів тестів.

Інші зміни включали:

• Припущення (Assumptions): JUnit 5 замінив Assume на Assumptions для умовного виконання тестів.
• Правила (Rules): Правила JUnit 4, такі як TemporaryFolder, були замінені розширеннями JUnit 5.
• Категорії (Categories): Замінено на @Tag у JUnit 5 для групування тестів.
• Класи Suite: Замінено на анотацію @Suite у JUnit 5 для запуску наборів тестів.

Я також використав розширені можливості JUnit 5, такі як:

• Теги та фільтри (Tagging and Filtering): Спрощення виконання тестів для конкретних груп.
• Параметризовані тести: Покращення покриття тестів за допомогою декількох сценаріїв вхідних даних.
• Ствердження (Assertions): Використання покращених методів стверджень JUnit 5 для підвищення читабельності та точності.

Інтеграція Mockito

Безшовна інтеграція Mockito з JUnit 5 була важливою для ефективного мокінгу залежностей. Одним із значних покращень стало уникнення PowerMock і використання сучасних можливостей Mockito, таких як мокінг фінальних класів і методів.

Рефакторинг тестових випадків з використанням Mockito дозволив зробити код чистішим і більш модульним.
Наприклад:

@Test  
void testMethod() {  
 when(mockedService.someMethod(anyString())).thenReturn("MockedValue");  
 assertEquals("MockedValue", mockedService.someMethod("Input"));  
}

Обробка випадків PowerMock у JUnit 5

Оскільки PowerMock не працює з JUnit 5, відмова від нього включала використання альтернативних підходів:

Мокінг статичних методів за допомогою MockedStatic

З Mockito ви можете мокати статичні методи в JUnit 5 за допомогою утиліти MockedStatic:

import static org.mockito.Mockito.*;  
import org.junit.jupiter.api.Test;  
import org.mockito.MockedStatic;

class StaticMethodTest {  
 @Test  
 void testStaticMethod() {  
 try (MockedStatic mockedStatic = mockStatic(StaticClass.class)) {  
 mockedStatic.when(StaticClass::staticMethod).thenReturn("Mocked Response");  
 String result = StaticClass.staticMethod();  
 assertEquals("Mocked Response", result);  
 mockedStatic.verify(StaticClass::staticMethod);  
 }  
 }  
}

Тестування приватних методів за допомогою ReflectionUtils

Для приватних методів можна використовувати ReflectionUtils із Spring або схожу утиліту для прямого виклику та тестування:

import org.junit.jupiter.api.Test;  
import org.springframework.util.ReflectionUtils;

import java.lang.reflect.Method;  
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class PrivateMethodTest {  
 @Test  
 void testPrivateMethod() throws Exception {  
 MyClass instance = new MyClass();  
 Method privateMethod = ReflectionUtils.findMethod(MyClass.class, "privateMethod", String.class);  
 assertNotNull(privateMethod);  
 ReflectionUtils.makeAccessible(privateMethod);  
 String result = (String) privateMethod.invoke(instance, "input");  
 assertEquals("Processed input", result);  
 }  

 private static class MyClass {  
 private String privateMethod(String input) {  
 return "Processed " + input;  
 }  
 }  
}

Обробка Null Pointer Exceptions і Matchers

Під час міграції я зіткнувся з кількома винятками Null Pointer Exception (NPE), спричиненими застарілими шаблонами коду. Поширені сценарії включали:

• Null-параметри методів: Необроблені null значення, які спричиняли NPE під час виконання методу.
• Некоректні Matchers: Використання таких матчерів, як any(), з помилками, що призводило до невдалих перевірок.

Рішення включали явну перевірку null значень і заміну матчерів на їхні сумісні з JUnit 5 аналоги.

Написання кращих юніт-тестів

Рефакторинг і переписування юніт-тестів стали можливістю слідувати найкращим практикам:

• Забезпечення ізольованого та незалежного виконання тестів.
• Використання змістовних назв тестів і коментарів для покращення читабельності.
• Підкреслення модульного дизайну для поліпшення тестованості.

Рефакторинг застарілого коду

Міграція виявила тісно пов’язаний код, який ускладнював тестування. Рефакторинг такого коду відповідно до принципів SOLID покращив підтримуваність і тестованість.

Наприклад, заміна статичних методів на ін’єкційні залежності дозволила легше виконувати мокінг та ізоляцію.

Принципи написання кращих тест-кейсів

Юніт-тести забезпечують спільну основу для розробників, щоб зрозуміти функціональність і поведінку кожного компонента. Добре написані юніт-тести гарантують, що кожен компонент коду працює відповідно до очікувань у різних сценаріях, тим самим підвищуючи загальну надійність програмного забезпечення.
Більше того, їхня точність і швидкість виконання є надзвичайно важливими для підвищення продуктивності розробників та їхньої впевненості у впровадженні змін у продакшн.

Основні принципи:

• Міграція: Перехід із JUnit 4 на останню версію JUnit 5 для використання сучасних можливостей і покращеної модульності.
• Теги та фільтри: Використання тегів для організації та фільтрації тестів на основі заданих критеріїв.
• Параметризовані тести: Використання покращеної підтримки динамічних і непримітивних типів параметрів.
• Розширені твердження (Assertions): Використання збагачених методів тверджень JUnit 5 для більшої гнучкості та точності.

Поради щодо міграції:

• Використовуйте двигун junit-vintage для запуску тестів JUnit 4 поряд із тестами JUnit 5.
• Поетапно рефакторьте та оновлюйте старі тести.
• Уникайте використання PowerMock, якщо це можливо; надавайте перевагу сучасним можливостям Mockito.
• Дотримуйтесь модульного дизайну, щоб забезпечити тестованість і підтримуваність коду.
• Використовуйте @BeforeAll для очищення спільних станів і ресурсів перед запуском тестів. Це допоможе уникнути проблем, таких як нестабільні тести, викликані залишковими даними або неналежно очищеними ресурсами, що були поширеними у JUnit 4. Наприклад, очищення кешів перед виконанням тестів забезпечує консистентне середовище для всіх тестів і запобігає перешкодам від попередніх тестів.

Ось як можна очистити кеші за допомогою @BeforeAll:

@BeforeAll  
 static void setUp() {  
 clearAllCaches(); // Очищення кешів або спільних ресурсів перед виконанням тестів  
 }

Загальні практики тестування:

• Пишіть тести для перевірки поведінки, а не реалізації.
• Використовуйте зрозумілі іменування для тестових методів: [НазваМетоду_Стан_ОчікуванаПоведенка].
• Охоплюйте робочі процеси та користувацькі сценарії замість того, щоб ганятися за метрикою покриття коду.
• Уникайте мокінгу приватних методів; краще перепроектуйте код для покращення тестованості.

Деталі POM

Підтримка узгоджених версій залежностей є критично важливою. Нижче наведено приклад робочого POM із перевіреною сумісністю:

5.7.2  
1.10.2  
3.12.4  
3.12.4  
2.4.0

Для проєктів, які використовують PowerMock через обмеження спадщини, врахуйте:

2.0.9  
1.14.11  
1.4.20

Однак PowerMock не працює з JUnit 5. Плануйте поступове відмовлення від нього, якщо це можливо.

Підхід до вирішення конверсії JUnit 4 до JUnit 5

1. Пряма конверсія (ручний підхід):

Найпростіший спосіб перетворення тестів JUnit 4 у JUnit 5 полягає в ручному оновленні кожного тестового файлу. Це можна зробити методом “знайти й замінити”, де ви замінюєте застарілі анотації JUnit 4 на їхні аналоги JUnit 5. Наприклад:

• @Before → @BeforeEach
• @After → @AfterEach
• @RunWith → @ExtendWith

Після оновлення кожного тестового файлу тести слід запускати модуль за модулем, щоб переконатися, що будь-які проблеми, специфічні для модуля, вирішено. Цей підхід потребує багато часу, але забезпечує контрольовану, покрокову міграцію. Однак це може бути схильним до помилок, особливо у випадку великих кодових баз.

2. AI-асистоване інжиніринг (ChatGPT, GitHub Copilot та інші інструменти):

Для пришвидшення та підвищення точності конверсії можна використовувати інструменти AI-асистованого інжинірингу. Інструменти, такі як ChatGPT, GitHub Copilot та інші, допомагають автоматизувати частини процесу конверсії, пропонуючи відповідні заміни, рефакторячи код і виявляючи потенційні проблеми.
Вони можуть:

• Допомогти у конвертації анотацій та забезпеченні узгодженості між тестовими файлами.
• Надати рекомендації щодо рефакторингу застарілих тестів або заміни застарілих інструментів, таких як PowerMock.
• Запропонувати оптимізовані та сучасні шаблони тестування для підвищення надійності та швидкості тестів.
• Допомогти виявити та виправити проблеми зі спільним станом, які могли бути пропущені в ручному процесі.

Використовуючи AI-інструменти, ви можете прискорити процес міграції, зменшити кількість помилок і забезпечити кращу якість коду в кінцевому результаті. Цей гібридний підхід, що поєднує ручну роботу з підтримкою AI, дозволяє забезпечити більш плавний і ефективний перехід 7,500 тестових випадків із JUnit 4 на JUnit 5.

Виклики та уроки

Проблеми з конкурентністю

Спочатку деякі тести успішно проходили в ізоляції, але провалювалися при паралельному виконанні через спільний стан. Для вирішення цієї проблеми я використовував clearAllCaches(), щоб очистити спільні ресурси, такі як кеші, перед запуском тестів. Це забезпечило чисте середовище та запобігло нестабільним тестам через залишкові дані.

Непослідовні результати

Повторні запуски тестів іноді давали непередбачувані результати. Аналіз причин виявив нестабільні тести та ненадійні мокінги, які були виправлені шляхом покращення налаштування тестових даних.

Висновок

Шлях міграції з JUnit 4 на JUnit 5 був корисним досвідом. Він не тільки модернізував тестовий набір, але й покращив загальну якість кодової бази. Цей процес підкреслив важливість постійного вдосконалення та адаптивності у розробці програмного забезпечення.

У наступному блозі я розповім про досвід оновлення версії Java, досліджуючи виклики та переваги переходу з Java 8 на Java 21. А поки що — успіхів у кодуванні та тестуванні!

Перекладено з: Upgrading to JUnit 5: A Journey Towards Modern Testing