BDD 测试框架 Spock 概要

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前言

为了找到一个适合自己的、更具操作性的、以DDD为核心的开发方法,我最近一直在摸索如何揉合BDD与DDD。围绕这个目标,我找到了Impact MappingCucumberSpock → Scala这样的一条路线,并相应选择了Scala → Spock → Cucumber这样的一条学习路线。

Spock是Java生态圈中一个新生的测试框架,采用动态语言Groovy编写。我是在阅读《BDD in Action》过程中开始接触Spock的。在该书中,作者将Spock的角色定位于取代JUnit等传统测试框架的BDD工具——在用Cucumber将Feature转译为测试步骤Step后,再通过Step粘合业务代码,同时用Spock编写相应的单元测试,以保证Feature得以正确实现。(具体内容请参见该书第49页关于验收测试与单元测试关系的描述。)

由于用Spock编写的测试也采用Gherkin语法形式的Given-When-Then三段式进行描述,可以很自然地对用例场景进行描述。《Java Testing with Spock》一书的作者Konstantinos Kapelonis提到Spock可以完全胜任BDD的需要,甚至取代Cucumber,因此我选择在学习Cucumber之前先学习Spock,并使用该书作为参考的学习资料,留下这篇书摘。

使用Cucumber实施BDD

在了解Spock之前,最好先简单熟悉一下Cucumber这个目前非常流行的BDD框架。这样无论是打算用Spock取代Cucumber,或者是将二者结合使用,都能有一个自己的判断。

注:C#配合SpecFlow实施BDD的简要过程,请参见我的另一篇文章 行为驱动开发BDD概要

第一步:定义Feature文件

Feature: 向指定账号存款

Scenario: 向A账号存入100元
  Given A账号余额10元  
  When 向A账号存入100元
  Then A账号余额为110元

第二步:将Scenario转译为若干个Step

Cucumber会将每个Scenario里的场景切分为若干个Step,然后用Java的Annotation标记

public class DepositStepDefinitions {
  private Account account;

  @Given("^an account has (\\d+)$")
  public void an_account_has_balance(int balance) {      
      account = new Account();
      account.balance = balance;
  }

  @When("^(\\d+) is deposited into account$")
  public void amount_is_deposited(int amount) {
      account.deposit(amount);
  }

  @Then("^the balance should be (\\d+)$")
  public void balance_should_be_expected(int expect) {
      assertTrue(" Yes or No? ", account.balance == expect);
  }   
}

第三步: 采用TDD编写单元测试并实现业务代码

由于这个示例非常简单,在上面的Then Step里的断言非常简单,所以我没有再编写额外的单元测试。

public class Account {
  public int balance;

    public Account() {
        this.balance = 0;
    }

    public void deposit(int amount) {
        this.balance += amount;
    }
}

使用Spock实施BDD

看过了Cucumber,再来看看Spock是怎么实现的。

@Title("向指定账号存款")
class DepositSpec extends Specification {
  def "向A账号存入100元"() {
    given: "A账号余额10元"
    Account account = new Account()
    account.balance = 10

    when: "向A账号存入100元"
    account.deposit(100)

    then: "A账号余额为110元""
    account.balance == 110
  }
}

Cucumber与Spock实现的简单比较

从上面的示例代码可以知,Cucumber与Spock都同样以一个Feature作为开始。但不同于Cucumber自动将Feature转译为Step,再与相应的测试代码或者业务代码粘合,Spock直接通过手工编码实现从Feature到测试代码的映射,因此相应减少了这个转译的环节。

这种区别,正是我目前非常纠结的。在《BDD in Action》一书中,作者在使用Cucumber定义了Then Step断言的情况下,又提到要使用JUnit等框架编写更细粒度的单元测试。于是,我就产生了这样的疑惑:『Step断言的粒度与单元测试断言的粒度,应该如何划分?这样的重复有必要吗?』特别是象上面的示例一样,Spock也能『自描述』Specification时。

要回答这个问题,我认为仅仅依靠《BDD in Action》中那些不完整的示例,还是比较困难的。所以我会在读完下一本书——《The Cucumber for Java Book》之后,再回头来看看是不是我对Cucumber有误解。

4-7更新

文章发表后,我和朋友们当晚就围绕我的困惑进行了讨论。终于在清晨起床的时候,突然恍然大悟。Cucumber关注的更多的是验收测试这个层面的东西,而JUnit关注的则是更细碎的单元测试层面的东西。二者关注的角度、粒度和要解决的问题都不同。所以《BDD in Action》作者提到的Cucumber+Spock的方法并没有什么不妥。当然,Spock也能胜任从单元测试、集成测试到验收测试的所有工作,所以仅仅使用Spock也未尝不可。

使用Spock的代价

因为Cucumber有着对应不同编程语言的版本,比如Cucumber for Java, SpecFlow for .NET,因此能与团队选择的开发语言无缝衔接。反观Spock,尽管它支持Java混编,但其语法仍依赖于Groovy,因此增加了相应的学习成本,而且在工程实施过程中进行多语言的混合编程。

对此,需要提醒的是,Spock只用到了Groovy的极小部分语言特性,因此学习代价并不算很大。在业余时间照着《Java Testing with Spock》边看边做,我也只用了一周多点的时间。反倒是如何写好Feature文件,并从中筛选出Key Example,成了我最大的困扰。

至于编写好的测试,由于Cucumber与Spock都与Java兼容,因此可以直接在JUnit Runner上进行。测试报告的生成亦是如此,既可以使用JUnit辅助工具生成测试报告,也可以使用其专用的Spock ReportsDamage Control等等。

Spock入门

Groovy语法基础

Groovy和Scala一样,也是一种基于Java实现的编程语言。区别于Scala的,Groovy是动态语言。学会Spock的常见功能,只需掌握Groovy以下语法即可。

  • 语句结束用的分号;,和Scala一样是可选的。
  • Groovy将一切视作对象,==将直接调用对象的equals()方法,这与Scala同出一辙。
  • 通常用一对双引号表示一个字符串常量,"这是一个字符串常量",使用\作为转义符。
  • 用一对单引号表示不用转义其中的任何字符,类似C#里的@
  • 用成对的3个单引号或双引号表示一个保留换行格式的多行字符串,用\表示其中的换行符。这种方式通常用作大段的描述文本,比如'''这是保留了换行、缩进的RAW字符串常量'''
  • int、float等表示数字类型,使用方法类似Java,比如1.002f。
  • Groovy将0、null、空的数组或空字符串视为false,非0值、有效的引用、非空的数组和非空的字符串则均视为true
  • 使用关键字def表示动态类型,类似C#里的dynamic
  • 类的访问修饰与Scala一样,默认都是public,而field默认是private
  • 使用$作为字符串插入符,必要时使用一对大括号包围插入值,类似C# 6.0,比如return "$name, ${age > 18}"
  • 对象初始化方式类似JSON,整个表达式用圆括号包围,field与值以冒号间隔、成对出现,数组或序列用中括号包围,数组索引从0开始,用[:]表示一个空的Map
  • 闭包、lambda或者匿名函数使用大括号包围,和Scala一样,比如{count -> count * 10}
  • 使用_作为参数占位符,使用方法大致同Scala。它既可以用来指代参数、方法,也可以指代返回值或者where块中的测试参数。

Spock测试的基本结构

Spock的测试类均派生自Specification,命名遵循Java规范。每个测试方法可以直接用文本作为方法名,方法内部由given-when-then的三段式块(block)组成。除此以外,还有andwhereexpect等几种不同的块。

@Title("测试的标题")
@Narrative("""关于测试的大段文本描述""")
@Subject(Adder)  //标明被测试的类是Adder
@Stepwise  //当测试方法间存在依赖关系时,标明测试方法将严格按照其在源代码中声明的顺序执行
class TestCaseClass extends Specification {  
  @Shared //在测试方法之间共享的数据
  SomeClass sharedObj

  def setupSpec() {
    //TODO: 设置每个测试类的环境
  }

  def setup() {
    //TODO: 设置每个测试方法的环境,每个测试方法执行一次
  }

  @Ignore("忽略这个测试方法")
  @Issue(["问题#23","问题#34"])
  def "测试方法1" () {
    given: "给定一个前置条件"
    //TODO: code here
    and: "其他前置条件"


    expect: "随处可用的断言"
    //TODO: code here

    when: "当发生一个特定的事件"
    //TODO: code here
    and: "其他的触发条件"

    then: "产生的后置结果"
    //TODO: code here
    and: "同时产生的其他结果"

    where: "不是必需的测试数据"
    input1 | input2 || output
     ...   |   ...  ||   ...   
  }

  @IgnoreRest //只测试这个方法,而忽略所有其他方法
  @Timeout(value = 50, unit = TimeUnit.MILLISECONDS)  // 设置测试方法的超时时间,默认单位为秒
  def "测试方法2"() {
    //TODO: code here
  }

  def cleanup() {
    //TODO: 清理每个测试方法的环境,每个测试方法执行一次
  }

  def cleanupSepc() {
    //TODO: 清理每个测试类的环境
  }
}

断言

  • 在then块里,不需要assertEquals("断言提示", left, right)这样的方式,直接写left == right这样的逻辑表达式即可。
  • 借助Groovy的语法,Spock使用N * method()来判定该方法是否被调用了N次。而N * method() >> true则表示方法method被调用N次,且每次该方法的返回值均为true。
  • thrown(异常类型)断言会抛出指定类型的异常,notThrown(异常类型)则反之。

参数化测试

Spock使用where块,为测试方法提供表格化的测试数据。其中表头为测试方法中要用在断言中的变量名称或者表达式,用|分隔输入参数,用||分隔输入与输出。这些参数,可以用#参数名的方式在@Unroll描述或者测试方法名里定义,或者在测试方法的参数列表里定义,然后在where块中使用。

@Unroll("test #para0, #para1")  //where块中的每行参数都转换为一个独立的测试用例
def "测试方法3 #para2, #para3"(int first, int second) {
  ... ...
  where: "parameterized sample"
  para0 | para1 | para2 || para3 | first | second
    10  |   2   |   3   ||   7   |   2   |   5
}

除以上这种表格式的数据,Groovy支持<<<<<操作符作为输入源,用>>操作符指示输出,还有类似Scala的1 .. 10这样生成序列的语法。

array << [0, 5, 7, 9]
list << (1 .. 10)
[name, condition] << [["Jack", true], ["Tom", false]]
isConfirmed() >> true
getAnswers() >>> [1, 2, 5, 7]   //顺次返回列表里的值
isAvailable(_) >>> true >> false //首次返回true,第2次返回false

Stub与Mock

Spock提供Stub与Mock功能,主要应用于单元测试。其使用很简单,直接Stub(类或接口)Mock(类或接口)即可。

given: "preparation"
Inventory inventory = Stub(Inventory) {
  location >> "LOS"
  manager >> "Tom"
}

DeliveryProcessor processor = Mock(DeliveryProcessor)

when: "one order is confirmed"
order.Confirm()

then: "only serviceA is called"
1 * processor.serviceA(_)   
0 * processor._

原则上,任何的Stub都可以用Mock代替,反之而不尽然。因为Stub是辅助测试的工具,它模拟或者说伪装成一个真正的对象,为测试提供一个完整的环境(输入);而Mock才是验证对象行为的工具,虽然它也是对象的一个假体,但其目的是确定对象是否按正常预期工作(输出)。

结语

在该书的最后一部分,作者就Spock在企业应用开发领域进行规模化应用进行了较为详尽的阐述,包括如何组织Spock测试,如何与Maven集成,如何协调单元测试、集成测试和功能测试,如何使用Geb和REST工具辅助测试等等。在附录中,也详细介绍了Spock如何与Eclipse等常见IDE进行集成。有兴趣的,可以读一读这本书。

基于Groovy动态语言的强大功能,Spock框架仍在不断发展,因此这篇书摘意义的文章只算是管中窥豹。特别是在具体实践BDD的过程中,究竟是仅靠Spock,亦或Cucumber+Spock的方式,都是需要通过学习和实践来确认的。


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hkliya · #1 ·

一如既往的高质量,

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