使用 Spring 2.5 TestContext 测试框架
级别： 初级
陈 雄华 (quickselect@163.com), 技术总监, 宝宝淘网络科技有限公司
2008 年 3 月 28 日
Spring 2.5 TestContext 测试框架用于测试基于 Spring 的程序，TestContext 测试框架和低版本 Spring 测试框架没有任何关系，是一个全新的基于注解的测试框架，为 Spring 推荐使用该测试框架。
Spring 2.5 相比于 Spring 2.0 所新增的最重要的功能可以归结为以下 3 点：
- 基于注解的 IoC 功能；
- 基于注解驱动的 Spring MVC 功能；
- 基于注解的 TestContext 测试框架。
Spring 推荐开发者使用新的基于注解的 TestContext 测试框架，本文我们将对此进行详细的讲述。
低版本的 Spring 所提供的 Spring 测试框架构在 JUnit 3.8 基础上扩展而来，它提供了若干个测试基类。而 Spring 2.5 所新增的基于注解的 TestContext 测试框架和低版本的测试框架没有任何关系。它采用全新的注解技术可以让 POJO 成为 Spring 的测试用例，除了拥有旧测试框架所有功能外，TestContext 还添加了一些新的功能，TestContext 可以运行在 JUnit 3.8、JUnit 4.4、TestNG 等测试框架下。
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在拙作《精通 Spring 2.x — 企业应用开发详解》一书中，笔者曾经指出如果直接使用 JUnit 测试基于 Spring 的程序，将存在以下 4 点明显的不足：
- 导致 Spring 容器多次初始化问题：根据 JUnit 测试用例的调用流程，每执行一个测试方法都会重新创建一个测试用例实例并调用其 setUp() 方法。由于在一般情况下，我们都在 setUp() 方法中初始化 Spring 容器，这意味着测试用例中有多少个测试方法，Spring 容器就会被重复初始化多少次。
- 需要使用硬编码方式手工获取 Bean：在测试用例中，我们需要通过 ApplicationContext.getBean() 的方法从 Spirng 容器中获取需要测试的目标 Bean，并且还要进行造型操作。
- 数据库现场容易遭受破坏：测试方法可能会对数据库记录进行更改操作，破坏数据库现场。虽然是针对开发数据库进行测试工作的，但如果数据操作的影响是持久的，将会形成积累效应并影响到测试用例的再次执行。举个例子，假设在某个测试方法中往数据库插入一条 ID 为 1 的 t_user 记录，第一次运行不会有问题，第二次运行时，就会因为主键冲突而导致测试用例执行失败。所以测试用例应该既能够完成测试固件业务功能正确性的检查，又能够容易地在测试完成后恢复现场，做到踏雪无迹、雁过无痕。
- 不容易在同一事务下访问数据库以检验业务操作的正确性：当测试固件操作数据库时，为了检测数据操作的正确性，需要通过一种方便途径在测试方法相同的事务环境下访问数据库，以检查测试固件数据操作的执行效果。如果直接使用 JUnit 进行测试，我们很难完成这项操作。
Spring 测试框架是专门为测试基于 Spring 框架应用程序而设计的，它能够让测试用例非常方便地和 Spring 框架结合起来，以上所有问题都将迎刃而解。
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在具体使用 TextContext 测试框架之前，我们先来认识一下需要测试的 UserService 服务类。UserService 服务类中拥有一个处理用户登录的服务方法，其代码如下所示：
清单1. UserService.java 需要测试的服务类
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UserService 需要调用 DAO 层的 UserDao 和 LoginLogDao 以及 User 和 LoginLog 这两个 PO 完成业务逻辑，User 和 LoginLog分别对应 t_user 和 t_login_log 这两张数据库表。
在用户登录成功后调用 UserService 中的 handleUserLogin() 方法执行用户登录成功后的业务逻辑：
- 登录用户添加 5 个积分（t_user.credits）；
- 登录用户的最后访问时间（t_user.last_visit）和 IP（t_user.last_ip）更新为当前值；
- 在日志表中（t_login_log）中为用户添加一条登录日志。
这是一个需要访问数据库并存在数据更改操作的业务方法，它工作在事务环境下。下面是装配该服务类 Bean 的 Spring 配置文件：
清单2. applicationContext.xml：Spring 配置文件，放在类路径下
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UserService 所关联的 DAO 类和 PO 类都比较简单，请参看本文附件的程序代码。在着手测试 UserSerivce 之前，需要将创建数据库表，你可以在附件的 schema 目录下找到相应的 SQL 脚本文件。
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下面我们为 UserService 编写一个简单的测试用例类，此时的目标是让这个基于 TestContext 测试框架的测试类运行起来，我们将在后面逐步完善这个测试用例。
清单3.TestUserService.java: 基于注解的测试用例
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这里，我们让 TestUserService 直接继承于 Spring 所提供的 AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 的抽象测试类，稍后本文将对这个抽象测试类进行剖析，这里你仅须知道该抽象测试类的作用是让 TestContext 测试框架可以在 JUnit 4.4 测试框架基础上运行起来就可以了。
在 ① 处，标注了一个类级的 @ContextConfiguration 注解，这里 Spring 将按 TestContext 契约查找 classpath:/com/baobaotao/service/TestUserService-context.xml 的 Spring 配置文件，并使用该配置文件启动 Spring 容器。@ContextConfiguration 注解有以下两个常用的属性：
locations：可以通过该属性手工指定 Spring 配置文件所在的位置，可以指定一个或多个 Spring 配置文件。如下所示：
@ContextConfiguration(locations={“xx/yy/beans1.xml”,” xx/yy/beans2.xml”})
inheritLocations：是否要继承父测试用例类中的 Spring 配置文件，默认为 true。如下面的例子：
@ContextConfiguration(locations={"base-context.xml"})
public class BaseTest {
// ...
}
@ContextConfiguration(locations={"extended-context.xml"})
public class ExtendedTest extends BaseTest {
// ...
}
如果 inheritLocations 设置为 false，则 ExtendedTest 仅会使用 extended-context.xml 配置文件，否则将使用 base-context.xml 和 extended-context.xml 这两个配置文件。
② 处的 @Autowired 注解让 Spring 容器自动注入 UserService 类型的 Bean。而在 ③ 处标注的 @Test 注解则让 handleUserLogin() 方法成为一个 JUnit 4.4 标准的测试方法， @Test 是 JUnit 4.4 所定义的注解。
在运行 TestUserService 测试类之前，让我们先看一下 TestUserService-context.xml 配置文件的内容：
清单 4.TestUserService 所引用的 Spring 配置文件
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在 ① 处引入了清单 1 中定义的 Spring 配置文件，这样我们就可以将其中定义的 UserService Bean 作为测试固件注入到 TestUserService 中了。
在你的 IDE 中（Eclipse、JBuilder、Idea 等），将 JUnit 4.4 类包引入到项目工程中后，在 TestUserService 类中点击右键运行该测试类，将发现 TestUserService 已经可以成功运行了，如 图 1 所示：
图 1. 在 Eclipse 6.0 中运行 TestUserService
TestUserService 可以正确运行，说明其 userService 这个测试固件已经享受了 Spring 自动注入的功能。在运行该测试用例后，到数据库中查看 t_user 表和 t_login_log 表，你会发现表数据和测试前是一样的！这说明虽然我们在清单 3 的 handleUserLogin() 测试方法中执行了 userService.handleUserLogin(user) 的操作，但它并没有对数据库现场造成破坏：这是因为 Spring 的在测试方法返回前进行了事务回滚操作。
虽然 TestUserService.handleUserLogin() 测试方法已经可以成功运行，但是它在测试功能上是不完善的，读者朋友可以已经发现了它存在以下两个问题：
- 我们仅仅执行了 UserService#handleUserLogin(user) 方法，但验证该方法执行结果的正确性。
- 在测试方法中直接使用 ID 为 1 的 User 对象进行测试，这相当于要求在数据库 t_user 表必须已经存在 ID 为 1 的记录，如果 t_user 中不存在这条记录，将导致测试方法执行失败。
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在这节里，我们将着手解决上面所提出的两个问题，在测试用例中准备测试数据并到数据库中检测业务执行结果的正确性。
相比于在测试方法中直接访问预定的数据记录，在测试方法执行前通过程序准备一些测试数据，然后在此基础上运行测试方法是比较好的策略，因为后者不需要对数据库的状态做假设。在 TestContext 中，你可以通过使用 JUnit 4.4 的 @Before 注解达到这个目的，请看下面的代码：
清单5. 为测试方法准备数据
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JUnit 4.4 允许通过注解指定某些方法在测试方法执行前后进行调用，即是 @Before 和 @After 注解。在 Spring TestContext 中，标注 @Before 和 @After 的方法会在测试用例中每个测试方法运行前后执行，并和测试方法运行于同一个事务中。在 清单 5 中 ① 处，我们给 prepareTestData() 标注上了 @Before 注解，在该方法中准备一些测试数据，以供 TestUserService 中所有测试方法使用（这里仅有一个 handleUserLogin() 测试方法）。由于测试方法运行后，整个事务会被回滚，在 prepareTestData() 中插入的测试数据也不会持久化到数据库中，因此我们无须手工删除这条记录。
标注 @Before 或 @After 注解的方法和测试方法运行在同一个事务中，但有时我们希望在测试方法的事务开始之前或完成之后执行某些方法以便获取数据库现场的一些情况。这时，可以使用 Spring TestContext 的 @BeforeTransaction 和 @AfterTransaction 注解来达到目录（这两个注解位于 org.springframework.test.context.transaction 包中）。
虽然大多数业务方法都会访问数据库，但也并非所有需要测试的业务方法都需要和数据库打交道。而在默认情况下，继承于 AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 测试用例的所有测试方法都将工作于事务环境下，你可以显式地通过 @NotTransactional 注解，让测试方法不工作于事务环境下。
prepareTestData() 方法中使用到了 simpleJdbcTemplate 对象访问操作数据库，该对象在 AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 抽象类中定义，只要 Spring 容器有配置数据源，simpleJdbcTemplate 就会被自动创建。同时该抽象类中还拥有一个 Spring 容器引用：applicationContext，你可以借助该成员变量访问 Spring 容器，执行获取 Bean，发布事件等操作。
此外，AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 还提供了若干个访问数据库的便捷方法，说明如下：
- protected int countRowsInTable(String tableName) ：计算数据表的记录数。
- protected int deleteFromTables(String... names)：删除表中的记录，可以指定多张表。
- protected void executeSqlScript(String sqlResourcePath, boolean continueOnError)：执行 SQL 脚本文件，在脚本文件中，其格式必须一个 SQL 语句一行。
在测试方法 handleUserLogin() 的 ② 处，我们通过 userDao 获取 prepareTestData() 添加的测试数据，测试方法在测试数据的基础上执行业务逻辑。使用这种测试方式后，在任何情况下运行 TestUserService 都不会发生业务逻辑之外的问题。
到目前为此，TestUserService 的 handleUserLogin() 测试方法仅是简单地执行 UserService#handleUserLogin() 业务方法，但并没有在业务方法执行后检查执行结果的正确性，因此这个测试是不到位的。也就是说，我们必须访问数据库以检查业务方法对数据更改是否成功：这包括积分(credits)、最后登录时间(last_visit)、最后登录 IP(last_ip)以及登录日志表中的登录日志记录(t_login_log)。下面，我们补充这项重要的检查数据正确性的工作：
清单5. 检验业务方法执行结果的正确性
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在业务方法执行后，我们查询数据库中相应记录以检查是否和期望的效果一致，如 ① 和 ② 所示。在 ③ 处，我们使用 SimpleJdbcTemplate 查询 t_login_log，以检查该表中是否已经添加了一条用户登录日志。
注意：由于我们的 DAO 层采用 Spring JDBC 框架，它没有采用服务层缓存技术，所以可以使用 DAO 类返回数据库中的数据。如果采用 Hibernate 等 ORM 框架，由于它们采用了服务层缓存的技术，为了获取数据库中的相应数据，需要在业务方法执行后调用 HibernateTemplate.flush() 方法，将缓存中的对象同步到数据库中，这时才可以通过 SimpleJdbcTemplate 在数据库中访问业务方法的执行情况。
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在前面，我们直接通过扩展 AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 编写测试用例，在了解了编写基于 TestContext 测试框架的测试用例后，现在是了解 TestContext 测试框架本身的时候了。
TestContext 测试框架的核心由 org.springframework.test.context 包中三个类组成，分别是 TestContext 和 TestContextManager 类以及 TestExecutionListener 接口。其类图如下 图 2 所示：
图 2. Spring TestContext 测试框架核心类
- TestContext：它封装了运行测试用例的上下文；
- TestContextManager：它是进入 Spring TestContext 框架的程序主入口，它管理着一个 TestContext 实例，并在适合的执行点上向所有注册在 TestContextManager 中的 TestExecutionListener 监听器发布事件：比如测试用例实例的准备，测试方法执行前后方法的调用等。
- TestExecutionListener：该接口负责响应 TestContextManager 发布的事件。
Spring TestContext 允许在测试用例类中通过 @TestExecutionListeners 注解向 TestContextManager 注册多个监听器，如下所示：
@TestExecutionListeners( { |
Spring 提供了几个 TestExecutionListener 接口实现类，分别说明如下：
- DependencyInjectionTestExecutionListener：该监听器提供了自动注入的功能，它负责解析测试用例中 @Autowried 注解并完成自动注入；
- DirtiesContextTestExecutionListener：一般情况下测试方法并不会对 Spring 容器上下文造成破坏（改变 Bean 的配置信息等），如果某个测试方法确实会破坏 Spring 容器上下文，你可以显式地为该测试方法添加 @DirtiesContext 注解，以便 Spring TestContext 在测试该方法后刷新 Spring 容器的上下文，而 DirtiesContextTestExecutionListener 监听器的工作就是解析 @DirtiesContext 注解；
- TransactionalTestExecutionListener：它负责解析 @Transaction、@NotTransactional 以及 @Rollback 等事务注解的注解。@Transaction 注解让测试方法工作于事务环境中，不过在测试方法返回前事务会被回滚。你可以使用 @Rollback(false) 让测试方法返回前提交事务。而 @NotTransactional 注解则让测试方法不工作于事务环境中。此外，你还可以使用类或方法级别的 @TransactionConfiguration 注解改变事务管理策略，如下所示：
@TransactionConfiguration(transactionManager="txMgr", defaultRollback=false)
@Transactional
public class TestUserService {
…
}
我们知道在 JUnit 4.4 中可以通过 @RunWith 注解指定测试用例的运行器，Spring TestContext 框架提供了扩展于 org.junit.internal.runners.JUnit4ClassRunner 的 SpringJUnit4ClassRunner 运行器，它负责总装 Spring TestContext 测试框架并将其统一到 JUnit 4.4 框架中。
Spring TestContext 为基于 JUnit 4.4 测试框架提供了两个抽象测试用例类，分别是 AbstractJUnit4SpringContextTests 和 AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests，而后者扩展于前者。让我们来看一下这两个抽象测试用例类的骨架代码：
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) //① 指定测试用例运行器 |
① 处将 SpringJUnit4ClassRunner 指定为测试用例运行器，它负责无缝地将 TestContext 测试框架移花接木到 JUnit 4.4 测试框架中，它是 Spring TestContext 可以运行起来的根本所在。② 处通过 @TestExecutionListeners 注解向测试用例类中注册了两个 TestExecutionListener 监听器，这两个监听器分别负责对 @Autowired 和 @DirtiesContext 注解进行处理，为测试用例提供自动注入和重新刷新 Spring 容器上下文的功能。
AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 扩展于 AbstractJUnit4SpringContextTests，提供了事务管理的支持，其骨架代码如下所示：
//① 注册测试用例事务管理的监听器 |
在 ① 处，AbstractTransactionalJUnit4SpringContextTests 向测试用例类中注册了 TransactionalTestExecutionListener 监听器，这样测试用例中的 @Transaction、@NotTransaction 以及 @Rollback 等注解就可以正确地工作起来了。注意，你不需要在 Spring 配置文件通过 <tx:annotation-driven /> 和 <context:annotation-config/> 为测试用例类启用注解事务驱动和注解自动注入，这个工作完全于 TestContext 自身来解决（通过注册 DependencyInjectionTestExecutionListener 和 TransactionalTestExecutionListener 监听器），毕竟测试用例类没有注册到 Spring 容器中，没有成为 Spring 的 Bean。
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我们通过对一个典型的涉及数据库访问操作的 UserService 服务类的测试，讲述了使用 Spring 2.5 TestContext 测试框架进行集成测试的各项问题，这包括测试固件的自动注入、事务自动回滚、通过 SimpleJdbcTemplate 直接访问数据库以及测试数据准备等问题。
在通过一个实际例子的学习后，我们对如何使用 TestContext 测试框架有了一个具体的认识，在此基础上我们对 Spring TestContext 测试框架体系结构进行了分析，然后剖析了 Spring 为 TestContext 嫁接到 JUnit 4.4 测试框架上所提供的两个抽象测试用例类。
Spring 的 TestContext 测试框架不但可以整合到 JUnit 4.4 测试框架上，而且还可以整合到 JUnit 3.8 以及 TestNG 等测试框架上。目前已经提供了对 JUnit 3.8 以及 TestNG 的支持，你可以分别在 org.springframework.test.context.junit38 和 org.springframework.test.context.testng 包下找到整合的帮助类。
学习
- Spring 系列：Spring 框架简介：优秀的 Spring 框架入门系列，了解 Spring 框架的基本概念。
- 轻量级开发的成功秘诀，第 3 部分: Spring 露出水面：介绍了在 Spring 框架的轻量级 Ioc 容器。
- Spring Framework 和 IBM WebSphere Application Server：Interface21 的首席执行官 Rod Johnson 和 IBM 的 WebSphere Open Source 主管 Paul Buck 讨论了 Spring Framework 通过 IBM WebSphere Application Server 认证对 Spring 和 WebSphere 产品系列的开发人员和客户有何重要意义。
- Tiger 中的注释，第 1 部分: 向 Java 代码中添加元数据：解释了元数据如此有用的原因，向您介绍了 Java 语言中的注释，并研究了 Tiger 的内置注释。
- Tiger 中的注释，第 2 部分: 定制注释：说明了如何创建定制注释，如何用自己的注释注解文档，并进一步定制代码。
获得产品和技术
- Springframework 网站：下载 Spring 框架。
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| 陈雄华，2002 年毕业于厦门大学计算机与信息工程学院，获硕士学位。是宝宝淘科技有限公司的创始人之一（http://www.baobaotao.com），这是一个服务于全国母婴用户的综合性网站，作者负责网站整体框架设计以及核心代码开发的工作。技术开发之余，常将经验所得行诸于文字，作者是国内多个著名技术网站的专栏作者，在各大技术网站、报刊杂志发表过数十篇技术文章，广受读者好评。于 2005 年出版《精通 JBuilder 2005》，于2007年出版《精通 Spring 2.x--企业应用开发详解》，其新作《EXT 2.x开发详解――AJAX和Web页面布局王者至尊》即将出版。 | |
