《Spring Boot 测试框架指南：@SpringBootTest与Mockito的最佳实践》
大家好呀！ 今天我要和大家聊聊Spring Boot测试的那些事儿。作为一名Java开发者，写代码很重要，但写测试同样重要！ 想象一下，你建了一座漂亮的房子，但如果没有质量检查，你敢住进去吗？测试就是我们的"质量检查员"！今天重点介绍两个超级明星：@SpringBootTest和Mockito，保证让你学得明明白白！
第一章：为什么要写测试？测试有多重要？
1.1 测试的重要性
先讲个小故事：小明写了一个计算器程序，能算加减乘除。他自信满满地交给老师，结果老师输入"5÷0"，程序直接崩溃了！如果有测试，这种问题早就能发现啦！
测试的好处多多：
- ️ 防错保护：提前发现bug，避免上线后出问题
- 安全重构：改代码时不担心破坏原有功能
- 文档作用：测试用例本身就是最好的使用示例
- � 持续集成：自动化测试是CI/CD的基础
1.2 Spring Boot测试生态
Spring Boot提供了一整套测试工具：
- @SpringBootTest：完整应用上下文测试
- Mockito：模拟对象和行为
- ️ TestEntityManager：数据库测试
- WebTestClient：WebFlux测试
- ️ MockMvc：Web MVC测试
今天我们先重点聊聊@SpringBootTest和Mockito这对黄金搭档！✨
第二章：@SpringBootTest - 你的应用完整测试工具
2.1 什么是@SpringBootTest？
@SpringBootTest就像是给你的Spring Boot应用做全身检查⚕️。它会启动几乎整个应用上下文，包括所有的bean、配置、数据库连接等等。
@SpringBootTest
class MyApplicationTests {
@Autowired
private MyService myService; // 可以自动注入真实的bean
@Test
void contextLoads() {
assertThat(myService).isNotNull();
}
}
2.2 @SpringBootTest的几种模式
@SpringBootTest有三种启动模式，就像汽车的档位：
-
MOCK(默认)：模拟Servlet环境，不启动真实服务器
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.MOCK) -
RANDOM_PORT：启动真实服务器，随机端口
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT) -
DEFINED_PORT：使用application.properties中定义的端口
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.DEFINED_PORT) -
NONE：不提供任何Servlet环境
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.NONE)
2.3 实际应用示例
假设我们有个用户服务：
@Service
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
public User getUserById(Long id) {
return userRepository.findById(id)
.orElseThrow(() -> new UserNotFoundException("User not found"));
}
}
测试这个服务：
@SpringBootTest
class UserServiceTest {
@Autowired
private UserService userService;
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@Test
void shouldGetUserById() {
// 准备测试数据
User testUser = new User(1L, "张三");
userRepository.save(testUser);
// 执行测试
User result = userService.getUserById(1L);
// 验证结果
assertThat(result.getName()).isEqualTo("张三");
}
@Test
void shouldThrowExceptionWhenUserNotFound() {
assertThatThrownBy(() -> userService.getUserById(999L))
.isInstanceOf(UserNotFoundException.class)
.hasMessageContaining("User not found");
}
}
2.4 最佳实践
- 合理选择web环境：根据测试需求选择MOCK、RANDOM_PORT或NONE
- 使用@TestConfiguration：覆盖特定bean而不是全部配置
- 注意测试顺序：使用@DirtiesContext确保测试独立性
- 控制测试范围：不要过度使用@SpringBootTest，轻量级测试更高效
第三章：Mockito - 测试中的"替身演员"
3.1 什么是Mockito？
Mockito就像是电影里的替身演员，它可以：
- 创建虚拟对象(模拟对象)
- 定义这些对象的行为
- 验证它们是否被正确调用
为什么需要Mockito？因为单元测试应该独立！我们不希望测试UserService时，真的去调用数据库或第三方API。
3.2 Mockito核心功能
3.2.1 创建Mock对象
// 创建一个模拟的UserRepository
UserRepository mockRepo = Mockito.mock(UserRepository.class);
或者使用注解更简洁：
@Mock
private UserRepository userRepository;
@BeforeEach
void setup() {
MockitoAnnotations.openMocks(this); // 初始化@Mock注解
}
3.2.2 定义Mock行为
// 当调用findById(1L)时，返回预设的用户
Mockito.when(userRepository.findById(1L))
.thenReturn(Optional.of(new User(1L, "张三")));
// 当调用findById(999L)时，返回空
Mockito.when(userRepository.findById(999L))
.thenReturn(Optional.empty());
3.2.3 验证交互
// 验证findById(1L)被调用了一次
Mockito.verify(userRepository, Mockito.times(1))
.findById(1L);
// 验证deleteById从未被调用
Mockito.verify(userRepository, Mockito.never())
.deleteById(Mockito.anyLong());
3.3 Mockito与@SpringBootTest结合
使用@MockBean替换Spring上下文中的真实bean：
@SpringBootTest
class UserServiceMockTest {
@Autowired
private UserService userService; // 真实服务
@MockBean
private UserRepository userRepository; // 模拟仓库
@Test
void shouldGetUserByIdWithMock() {
// 设置模拟行为
Mockito.when(userRepository.findById(1L))
.thenReturn(Optional.of(new User(1L, "张三")));
// 调用真实服务方法
User result = userService.getUserById(1L);
// 验证
assertThat(result.getName()).isEqualTo("张三");
Mockito.verify(userRepository).findById(1L);
}
}
3.4 Mockito高级技巧
3.4.1 参数匹配器
// 任何Long类型的ID
Mockito.when(userRepository.findById(Mockito.anyLong()))
.thenReturn(Optional.of(new User(1L, "默认用户")));
// 特定条件的参数
Mockito.when(userRepository.findByName(Mockito.argThat(name -> name.length() > 5)))
.thenReturn(Optional.of(new User(1L, "长名字用户")));
3.4.2 抛出异常
Mockito.when(userRepository.save(Mockito.any()))
.thenThrow(new RuntimeException("数据库错误"));
3.4.3 连续调用不同结果
Mockito.when(userRepository.count())
.thenReturn(10L) // 第一次调用返回10
.thenReturn(20L) // 第二次返回20
.thenThrow(new RuntimeException("太多调用")); // 第三次抛出异常
3.4.4 验证调用顺序
InOrder inOrder = Mockito.inOrder(userRepository);
// 验证先调用findById，再调用save
inOrder.verify(userRepository).findById(1L);
inOrder.verify(userRepository).save(Mockito.any(User.class));
3.5 Mockito最佳实践
- 不要过度Mock：只Mock必要的依赖
- 验证适度：不要过度验证内部实现
- 保持简单：每个测试只关注一个行为
- 使用@Spy谨慎：@Spy是部分Mock，可能导致测试不稳定
第四章：测试中的常见问题与解决方案
4.1 测试速度慢怎么办？
@SpringBootTest启动整个应用，确实会比较慢。解决方案：
- 使用**@DataJpaTest**、@WebMvcTest等切片测试
- 合理使用**@MockBean**减少真实bean加载
- 共享测试上下文：
@SpringBootTest+@DirtiesContext
4.2 数据库测试问题
测试时操作数据库要注意：
- 使用嵌入式数据库(H2)加速测试
- 每个测试后清理数据：
@Transactional @Rollback // 默认就是true @Test void testWithDatabase() { ... } - 或者手动清理：
@AfterEach void tearDown() { userRepository.deleteAll(); }
4.3 第三方服务依赖
对于外部API调用：
- 使用Mockito模拟
- 使用WireMock模拟HTTP服务
- 考虑契约测试(Pact)
4.4 测试Spring MVC
测试Controller层️：
@WebMvcTest(UserController.class)
class UserControllerTest {
@Autowired
private MockMvc mockMvc;
@MockBean
private UserService userService;
@Test
void shouldReturnUser() throws Exception {
Mockito.when(userService.getUserById(1L))
.thenReturn(new User(1L, "张三"));
mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get("/users/1"))
.andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk())
.andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.name").value("张三"));
}
}
第五章：测试金字塔与策略
5.1 测试金字塔
健康的测试套件应该像金字塔️：
- 单元测试(70%)：测试单个类，快速执行
- 集成测试(20%)：测试组件间交互
- 端到端测试(10%)：测试完整应用流程
5.2 如何选择测试工具
| 测试类型 | 适用场景 | 推荐工具 |
|---|---|---|
| 纯业务逻辑 | Service层核心逻辑 | JUnit + Mockito |
| 数据库交互 | Repository层 | @DataJpaTest + TestEntityManager |
| Web层 | Controller | @WebMvcTest + MockMvc |
| 完整流程 | 应用启动到API调用 | @SpringBootTest + TestRestTemplate |
| 客户端交互 | 前端调用API | @SpringBootTest + WebTestClient |
5.3 测试命名规范
好的测试名应该像说明书：
- 方法名说明测试场景和预期
- 常用模式：
[方法名]_[状态]_[预期]
例如：
@Test
void getUserById_withInvalidId_shouldThrowException() { ... }
@Test
void saveUser_withValidUser_shouldReturnSavedUser() { ... }
️ 第六章：实战演练 - 完整测试示例
让我们通过一个完整的用户管理系统示例来实践：
6.1 领域模型
@Entity
public class User {
@Id @GeneratedValue
private Long id;
private String name;
private String email;
// getters/setters
}
public interface UserRepository extends JpaRepository {
Optional findByEmail(String email);
}
6.2 服务层
@Service
@Transactional
public class UserService {
@Autowired
private UserRepository userRepository;
public User registerUser(String name, String email) {
if (userRepository.findByEmail(email).isPresent()) {
throw new EmailAlreadyExistsException("Email already registered");
}
User user = new User();
user.setName(name);
user.setEmail(email);
return userRepository.save(user);
}
public User getUserByEmail(String email) {
return userRepository.findByEmail(email)
.orElseThrow(() -> new UserNotFoundException("User not found"));
}
}
6.3 完整的测试套件
6.3.1 单元测试(Service层)
class UserServiceUnitTest {
private UserService userService;
@Mock
private UserRepository userRepository;
@BeforeEach
void setUp() {
userService = new UserService(userRepository);
}
@Test
void registerUser_withNewEmail_shouldSaveUser() {
// 准备
String name = "张三";
String email = "[email protected]";
// 模拟findByEmail返回空
Mockito.when(userRepository.findByEmail(email))
.thenReturn(Optional.empty());
// 模拟save返回用户
User savedUser = new User(1L, name, email);
Mockito.when(userRepository.save(Mockito.any(User.class)))
.thenReturn(savedUser);
// 执行
User result = userService.registerUser(name, email);
// 验证
assertThat(result.getId()).isNotNull();
assertThat(result.getEmail()).isEqualTo(email);
// 验证交互
Mockito.verify(userRepository).findByEmail(email);
Mockito.verify(userRepository).save(Mockito.any(User.class));
}
@Test
void registerUser_withExistingEmail_shouldThrowException() {
String email = "[email protected]";
// 模拟已存在用户
Mockito.when(userRepository.findByEmail(email))
.thenReturn(Optional.of(new User()));
// 执行并验证异常
assertThatThrownBy(() -> userService.registerUser("任何名字", email))
.isInstanceOf(EmailAlreadyExistsException.class)
.hasMessageContaining("Email already registered");
}
}
6.3.2 集成测试(Repository层)
@DataJpaTest
class UserRepositoryIntegrationTest {
@Autowired
private TestEntityManager entityManager;
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@Test
void findByEmail_whenUserExists_shouldReturnUser() {
// 保存测试用户
User user = new User(null, "李四", "[email protected]");
entityManager.persist(user);
entityManager.flush();
// 查询
Optional found = userRepository.findByEmail(user.getEmail());
// 验证
assertThat(found).isPresent();
assertThat(found.get().getName()).isEqualTo("李四");
}
@Test
void findByEmail_whenUserNotExists_shouldReturnEmpty() {
Optional found = userRepository.findByEmail("[email protected]");
assertThat(found).isEmpty();
}
}
6.3.3 完整集成测试
@SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT)
class UserSystemIntegrationTest {
@LocalServerPort
private int port;
@Autowired
private TestRestTemplate restTemplate;
@Autowired
private UserRepository userRepository;
@AfterEach
void tearDown() {
userRepository.deleteAll();
}
@Test
void fullUserRegistrationFlow_shouldWork() {
// 准备注册请求
Map request = new HashMap<>();
request.put("name", "王五");
request.put("email", "[email protected]");
// 调用注册API
ResponseEntity response = restTemplate.postForEntity(
"http://localhost:" + port + "/api/users",
request,
User.class);
// 验证响应
assertThat(response.getStatusCode()).isEqualTo(HttpStatus.CREATED);
assertThat(response.getBody().getId()).isNotNull();
assertThat(response.getBody().getEmail()).isEqualTo("[email protected]");
// 验证数据库
Optional dbUser = userRepository.findByEmail("[email protected]");
assertThat(dbUser).isPresent();
// 调用查询API
ResponseEntity getResponse = restTemplate.getForEntity(
"http://localhost:" + port + "/api/[email protected]",
User.class);
assertThat(getResponse.getStatusCode()).isEqualTo(HttpStatus.OK);
assertThat(getResponse.getBody().getName()).isEqualTo("王五");
}
}
第七章：测试覆盖率与质量门禁
7.1 测试覆盖率
测试覆盖率是衡量测试完整性的重要指标：
- 行覆盖率：执行了多少百分比代码行
- 分支覆盖率：是否覆盖了所有if-else分支
- 变异测试：更高级的覆盖率分析
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