Komponententests (Unit Tests)

Komponententests (Unit Tests) werden zum Testen einzelner, abgeschlossener Softwarebausteine verwendet. JUnit ist ein weit verbreitetes Framework zur Erstellung dieser Komponententests bzw. zum automatisierten Testen von Klassen und Methoden in Java. Die aktuelle Version JUnit 5 stellt eine Kombination verschiedener Module der Projekte JUnit Platform, JUnit Jupiter sowie JUnit Vintage dar. Unter einem Framework versteht man ein Programmiergerüst, welches die Architektur für die Anwendung vorgibt und den Kontrollfluss der Anwendung steuert. Die Arbeitsweise von Frameworks wird als Inversion of Control bezeichnet: Die Funktionen einer Anwendung werden beim Framework registriert, welches die Funktionen zu einem späteren Zeitpunkt aufruft, d.h. die Steuerung des Kontrollfluss obliegt nicht der Anwendung, sondern dem Framework. Die Umkehr der Steuerung kann auch als Anwendung des Hollywood-Prinzips (Don´t call us, we´ll call you) verstanden werden.

Implementieren einer Testklasse

JUnit-Testklassen werden mit Hilfe entsprechender Annotationen implementiert:

• Die Annotationen @Test und @ParameterizedTest definieren einfache bzw. parametrisierte Testmethoden
• Die Annotationen @BeforeAll und @AfterAll definieren statische Methoden, die aufgerufen werden, wenn die Klasse für den Test initialisiert wird bzw. wenn alle Tests abgeschlossen sind
• Die Annotationen @BeforeEach und @AfterEach definieren Methoden, die vor bzw. nach jeder Testmethode aufgerufen werden
• Die Annotation @Disabled bewirkt, dass eine Testmethode beim Testen nicht ausgeführt wird
• Mit Hilfe der Annotation @DisplayName kann einer Testklasse bzw. einer Testmethode ein Anzeigename zugewiesen werden

Zusicherungen (Assertions)

Die Klasse Assertions stellt verschiedene Methoden bereit, die immer dann eine Ausnahme vom Typ AssertionError auslösen, wenn das Ergebnis eines Methodenaufrufs nicht wie erwartet ausgefallen ist. Eine Ausnahme vom Typ AssertionError führt dazu, dass der Test als nicht erfolgreich gewertet wird.

Assert-Methode	Bedeutung
void assertTrue(condition: boolean)	Prüft, ob eine Bedingung erfüllt ist
void assertFalse(condition: boolean)	Prüft, ob eine Bedingung nicht erfüllt ist
void assertNull(actual: Object)	Prüft, ob etwas null ist
void assertNotNull(actual: Object)	Prüft, ob etwas nicht null ist
void assertSame(expected: Object, actual: Object)	Prüft, ob zwei Objekte identisch sind
void assertNotSame(expected: Object, actual: Object)	Prüft, ob zwei Objekte nicht identisch sind
void assertEquals(expected: Object, actual: Object)	Prüft, ob zwei Objekte gleich sind
void assertNotEquals(expected: Object, actual: Object)	Prüft, ob zwei Objekte nicht gleich sind
T assertThrows(expectedType: Class<T>, executable: Executable)	Prüft, ob eine Ausnahme ausgelöst wird

Beispiel

Die Klasse Calculator stellt mehrere Methoden bereit, die getestet werden sollen.

Calculator.java

public class Calculator {

  public Calculator() {}

  public int abs(int a) {
    return a >= 0 ? a : a * -1;
  }

  public int divide(int a, int b) {
    return a / b;
  }

  public int multiply(int a, int b) {
    return a * b;
  }

}

Die statische Methode setUp() der Testklasse CalculatorTest stellt sicher, dass vor der Ausführung der Testmethoden ein Taschenrechner-Objekt erzeugt wird. In den Testmethoden werden verschiedene Testfälle wie z.B. die Division durch Null getestet.

MainClass.java

public class CalculatorTest {

  private static Calculator calculator;

  @BeforeAll
  static void setUp() {
    calculator = new Calculator();
  }

  @Test
  @DisplayName("Multiplication with Zero")
  void multiply_withZero_Zero() {
    assertEquals(0, calculator.multiply(0, 5));
    assertEquals(0, calculator.multiply(5, 0));
  }

  @ParameterizedTest
  @DisplayName("Absolute Values of positive and negative Values")
  @ValueSource(ints = {-1, 0, 1})
  void abs_positiveAndNegativeValues_AbsoluteValues(int a) {
    assertTrue(calculator.abs(a) >= 0);
  }

  @Test
  @DisplayName("Division by Zero")
  void divide_byZero_ArithmeticException() {
    assertThrows(ArithmeticException.class, () -> calculator.divide(5, 0));
  }

}

Hinweis

Für die Benennungen von Testmethoden wird in der Regel versucht, die wesentlichen Informationen eines Tests (Name der zu testenden Methode, vorgegebener Zustand, zu erwartendes Verhalten) in den Methodennamen zu integrieren. Zusätzlich können Schlüsselwörter wie Should, When, oder Then verwendet werden.