前言

隨著敏捷開發(fā)的流行，編寫單元測試已經(jīng)成為業(yè)界共識。但如何來衡量單元測試的質(zhì)量呢？有些管理者片面追求單元測試的數(shù)量，導(dǎo)致底下的開發(fā)人員投機(jī)取巧，編寫出大量的重復(fù)測試，數(shù)量上去了，質(zhì)量卻依然原地踏步。相比單純追求單元測試的數(shù)量，分析單元測試的代碼覆蓋率是一種更為可行的方式。

JaCoCo（Java Code Coverage）就是一種分析單元測試覆蓋率的工具，使用它運(yùn)行單元測試后，可以給出代碼中哪些部分被單元測試測到，哪些部分沒有沒測到，并且給出整個項(xiàng)目的單元測試覆蓋情況百分比，看上去一目了然。

EclEmma 是基于 JaCoCo 的一個 Eclipse 插件，開發(fā)人員可以方便的和其交互。因此，本文先從 EclEmma 入手，給讀者一個直觀的體驗(yàn)。

使用 EclEmma 在 Eclipse 中查看單元測試覆蓋率

EclEmma 是基于 JaCoCo 的 Eclipse 插件，使用它，開發(fā)人員可以直觀地看到單元測試的覆蓋情況。

安裝 EclEmma

打開 Eclipse 的軟件市場，在其中搜索 EclEmma，找到后完成安裝，如下圖所示：

圖 1. 安裝 EclEmma

安裝完成后，Eclipse 的工具條里會多出下面這樣一個圖標(biāo)：

圖 2. Coverage 圖標(biāo)

分析單元測試覆蓋率

成功安裝 EclEmma 后，就可以試著用它來分析項(xiàng)目的單元測試覆蓋率了。為了方便演示，我們使用 Eclipse 創(chuàng)建了一個標(biāo)準(zhǔn) Java 工程。其中包含一個數(shù)學(xué)工具類，用來計(jì)算三個數(shù)中的最大值，代碼如下：

清單 1. 數(shù)學(xué)工具類

package com.dw.math;
public class MathUtil {
public static int max(int a, int b, int c){
if(a > b){
if(a > c){
return a;
}else{
return c;
}
}else{
if(b > c){
return b;
}else{
return c;
}
}
}
}

可以看到，這里的算法稍微有點(diǎn)復(fù)雜，使用到了多個條件判斷分支，因此，特別適合為其編寫單元測試。第一個版本的單元測試如下：

清單 2. 第一個版本的單元測試

package com.dw.math;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
public class MathUtilTest {
@Test
public void test_max_1_2_3() {
assertEquals(3, MathUtil.max(1, 2, 3));
}
}

試著運(yùn)行一下單元測試覆蓋率分析工具：40.0%！似乎不太理想。展開分析報(bào)告，雙擊后在編輯器里可以看到覆蓋情況被不同的顏色標(biāo)識出來，其中綠顏色表示代碼被單元測試覆蓋到，黃色表示部分覆蓋，紅色則表示完全沒有覆蓋到，如下圖所示：

圖 3. 單元測試覆蓋率報(bào)告

讓我們嘗試多加一些單元測試，來改善這種情況，請看下面第二個版本的單元測試：

清單 3. 第二個版本的單元測試

package com.dw.math;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
public class MathUtilTest {
@Test
public void test_max_1_2_3() {
assertEquals(3, MathUtil.max(1, 2, 3));
}
@Test
public void test_max_10_20_30() {
assertEquals(30, MathUtil.max(10, 20, 30));
}
@Test
public void test_max_100_200_300() {
assertEquals(300, MathUtil.max(100, 200, 300));
}
}

測試覆蓋率還是 40.0%！雖然我們額外再加了兩個測試，但覆蓋率沒有半點(diǎn)提升，這些單元測試其實(shí)是重復(fù)的，它們在重復(fù)測試同一段代碼。如果單純追求單元測試的數(shù)量，那么這無疑會給管理者造成錯覺，他們覺得單元測試的數(shù)量增加了，軟件的質(zhì)量更有保證了；而對于那些喜歡偷懶的程序員，也蒙混過關(guān)，但卻給軟件質(zhì)量埋下了隱患。讓我們刪掉這些重復(fù)的單元測試，重新思考一下怎么測試這個方法。

首先我們要測試正常情況，這其中又包含 3 種情況：第一個參數(shù)最大，第二個參數(shù)最大，以及最后一個參數(shù)最大。然后我們還需測試幾種特殊情況，比如三個參數(shù)相同，三個參數(shù)中，其中兩個相同。讓我們照此思路重新編寫單元測試：

清單 4. 第三個版本的單元測試

package com.dw.math;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
public class MathUtilTest {
@Test
public void test_max_1_2_3() {
assertEquals(3, MathUtil.max(1, 2, 3));
}
@Test
public void test_max_1_3_2() {
assertEquals(3, MathUtil.max(1, 3, 2));
}
@Test
public void test_max_3_2_1() {
assertEquals(3, MathUtil.max(3, 2, 1));
}
@Test
public void test_max_0_0_0(){
assertEquals(0, MathUtil.max(0, 0, 0));
}
@Test
public void test_max_0_1_0(){
assertEquals(1, MathUtil.max(0, 1, 0));
}
}

再次運(yùn)行單元測試分析工具：75.0%！這次比以前有了很大提升，但是結(jié)果還不能令人滿意，打開分析報(bào)告可以看到，有一個分支還是沒有覆蓋到，如圖所示：

圖 4. 單元測試覆蓋率報(bào)告

閱讀代碼可以看出，這種情況是指第一個參數(shù)大于第二個參數(shù)，卻小于第三個參數(shù)，因此我們再增加一個單元測試：

清單 5. 再增加一個單元測試

@Test
public void test_max_2_1_3() {
assertEquals(3, MathUtil.max(2, 1, 3));
}

再運(yùn)行一遍單元測試分析工具：100.0%！終于我們的單元測試達(dá)到了全覆蓋，這樣我們對自己開發(fā)的代碼更有信心了。當(dāng)然，我們在這里并不是為了單純的追求這個數(shù)字，在增加單元測試覆蓋率的誘導(dǎo)下，我們重新理清了測試的步驟，寫出了更有意義、更全面的單元測試。而且根據(jù)單元測試分析工具給的反饋，我們還發(fā)現(xiàn)了先前沒有想到的情形。因此，單元測試的覆蓋率并不只是一個為了取悅管理者的數(shù)據(jù)，它實(shí)實(shí)在在地幫助我們改善了代碼的質(zhì)量，增加了我們對所編寫代碼的信心。

給管理者的單元測試覆蓋率報(bào)告

管理者天生喜歡閱讀報(bào)告。他們不會屈尊坐在你的辦公桌前，讓你向他展示 Eclipse 中這一片花花綠綠的東西。而且這份報(bào)告對他們至關(guān)重要，他們需要用它向上級匯報(bào)；年底回顧時，他們也可以興奮地宣稱產(chǎn)品的單元測試覆蓋率增加了多少。作為一名開發(fā)人員，我們很大一部分工作量就在于滿足管理者的這種需求。因此，本節(jié)我們討論如何將 JaCoCo 集成到 Ant 腳本中，生成漂亮的單元測試覆蓋率報(bào)告。

準(zhǔn)備工作

在集成 JaCoCo 前，必須先確保你的 Java 工程有一個可執(zhí)行的 Ant 構(gòu)建腳本。一個簡單的 Ant 構(gòu)建腳本一般會執(zhí)行如下任務(wù)：編譯（包括編譯工程代碼和測試代碼）、打包和執(zhí)行單元測試。下面是本文示例 Java 項(xiàng)目所用的 Ant 構(gòu)建腳本，讀者可結(jié)合自己的項(xiàng)目及文件路徑，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行修改。

清單 6. build.xml

<project name="math" basedir="." default="junit">
<!--預(yù)定義的屬性和 classpath -->
<property name="src.dir" value="src" />
<property name="test.dir" value="test" />
<property name="build.dir" value="build" />
<property name="classes.dir" value="${build.dir}/classes" />
<property name="tests.dir" value="${build.dir}/tests" />
<property name="jar.dir" value="${build.dir}/jar" />
<property name="lib.dir" value="lib" />
<path id="classpath">
<fileset dir="${lib.dir}" includes="**/*.jar" />
</path>
<!--清除上次構(gòu)建 -->
<target name="clean">
<delete dir="${build.dir}" />
</target>
<!--編譯代碼，包括單元測試 -->
<target name="compile" depends="clean">
<mkdir dir="${classes.dir}" />
<mkdir dir="${tests.dir}" />
<javac srcdir="${src.dir}" destdir="${classes.dir}" />
<javac srcdir="${test.dir}" destdir="${tests.dir}">
<classpath>
<path refid="classpath" />
<path location="${classes.dir}" />
</classpath>
</javac>
</target>
<!--打包 -->
<target name="jar" depends="compile">
<mkdir dir="${jar.dir}" />
<jar destfile="${jar.dir}/${ant.project.name}.jar" basedir="${classes.dir}">
</jar>
</target>
<!--運(yùn)行單元測試 -->
<target name="junit" depends="jar">
<junit printsummary="yes">
<classpath>
<path refid="classpath"/>
<path location="${classes.dir}" />
<path location="${tests.dir}" />
</classpath>
<batchtest fork="yes">
<fileset dir="${test.dir}" includes="**/*Test.java"/>
</batchtest>
</junit>
</target>
</project>

集成 JaCoCo

首先需要從 然后就是使用 JaCoCo 官網(wǎng)下載 需要的版本，然后將下載得到的壓縮文件解壓，將其中的 jacocoant.jar 拷貝至 Java 工程下存放第三方 jar 包的目錄，在示例工程里，我有一個和 src 平級的 lib 目錄，jacocoant.jar 就放到了這個目錄底下，讀者可根據(jù)自己的項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)做相應(yīng)調(diào)整。然后我們需要在 Ant 構(gòu)建腳本中定義新的任務(wù)：

清單 7. 定義新的構(gòu)建任務(wù)

<taskdef uri="antlib:org.jacoco.ant" resource="org/jacoco/ant/antlib.xml">
<classpath refid="classpath" />
</taskdef>

現(xiàn)在就可以在 Ant 構(gòu)建腳本中使用 JaCoCo 了。需要注意的是，為了避免命名沖突，需要給 Ant 構(gòu)建腳本加入新的 XML 命名空間：

清單 8. 加入新的 JaCoCo 命名空間

<project name="math" basedir="." xmlns:jacoco="antlib:org.jacoco.ant" default="junit">

我們主要使用 JaCoCo 的兩個任務(wù)：首先是jacoco:coverage，用來生成單元測試覆蓋率數(shù)據(jù)，這是一個二進(jìn)制文件，為了生成從該文件生成報(bào)表，我們還要調(diào)用另外一個任務(wù)jacoco:report，它的輸入為jacoco:coverage生成的二進(jìn)制文件，輸出報(bào)表。報(bào)表有多種格式可選，可以是 HTML、XML、CSV 等。具體的腳本如下：

清單 9. 使用 JaCoCo 生成測試覆蓋率和報(bào)表

<jacoco:coverage destfile="${build.dir}/jacoco.exec">
<junit fork="true" forkmode="once" printsummary="yes">
<classpath>
<path refid="classpath" />
<path location="${classes.dir}" />
<path location="${tests.dir}" />
</classpath>
<batchtest fork="yes">
<fileset dir="${test.dir}" includes="**/*Test.java"/>
</batchtest>
</junit>
</jacoco:coverage>
<jacoco:report>
<executiondata>
<file file="${build.dir}/jacoco.exec"/>
</executiondata>
<structure name="dw demo">
<classfiles>
<fileset dir="${classes.dir}"/>
</classfiles>
<sourcefiles encoding="UTF-8">
<fileset dir="${src.dir}"/>
</sourcefiles>
</structure>
<html destdir="${build.dir}"/>
</jacoco:report>

JaCoCo 的任務(wù)定義非常清晰，在這里略作說明。首先需要將原來的junit任務(wù)嵌入jacoco:coverage，而且需要指定fork="true"，代表單元測試需要另起一個 JVM 執(zhí)行，否則 JaCoCo 就會執(zhí)行失敗。destfile="${build.dir}/jacoco.exec"指定生成的測試覆蓋率文件輸出到什么地方，后面生成報(bào)告的時候需要輸入該文件的地址。

然后就是使用 jacoco:report 生成報(bào)告，指定前面任務(wù)生成的單元測試覆蓋率文件、編譯好的類文件以及源代碼，最后選擇一種格式，這里使用 html，生成報(bào)告。打開報(bào)告的存放路徑，就可以看到如下所示的單元測試覆蓋率報(bào)告：

圖 5. HTML 版的單元測試覆蓋率報(bào)告

和同類產(chǎn)品比較

市面上流行的單元測試覆蓋率工具還有 Clover 和 Cobertura。和它們相比，JaCoCo 有如下優(yōu)勢：

JaCoCo 擁有友好的授權(quán)形式。JaCoCo 使用了 Eclipse Public License，方便個人用戶和商業(yè)用戶使用。而 Clover 對于商業(yè)用戶是收費(fèi)的。

JaCoCo 被良好地集成進(jìn)各種工具中。在 Java 社區(qū)里，很多流行的工具都可以集成 JaCoCo，比如 SonarQube、Jenkins、Netbeans、Eclipse、IntelliJ IDEA、Gradle 等。

JaCoCo 社區(qū)非?；钴S，它是目前唯一支持 Java 8 的單元測試覆蓋率工具。而且關(guān)于 JaCoCo 的文檔相對較多，降低了學(xué)習(xí)門檻。

結(jié)束語

本文為大家介紹了如何使用 JaCoCo 分析項(xiàng)目的單元測試覆蓋率，文章先從 JaCoCo 的 Eclipse 插件 EclEmma 開始，直觀地介紹了如何一步步提高單元測試質(zhì)量，最終達(dá)到對代碼的全覆蓋；然后為大家介紹了如何將 JaCoCo 集成到 Ant 構(gòu)建腳本中，生成漂亮的單元測試覆蓋率報(bào)告。但是使用 JaCoCo 只是第一步，重要的是開發(fā)人員能夠根據(jù)工具所給的反饋，不斷改進(jìn)自己的單元測試，寫出高質(zhì)量的代碼。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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