Android 单元测试，从小白到入门开始

缩略语/术语	全称	说明
Module	模块	本文指 Android Studio 项目中包涵的多个模块其中之一
TDD	Test-Driven Development	测试驱动开发，在开发功能代码之前，先编写单元测试用例代码，测试代码确定需要编写什么产品代码。
单测	Android Unit Test	本文为了行文方便，使用单测表示 Android 单元测试。
测开	Test Development Engineer	测试开发工程师，本文主要指进行白盒测试的测开。

2 闲谈单测

2.1 说说我理解的单测

2.1.1 对测试金字塔的理解

本文所指的单测，是金字塔最底层占70%的小型测试（单测） Unit tests，不包括最顶层占10%的大型测试（UI 测试） UI Tests，对于中间层20%的集成测试（集测），需看情况去做。

另外，集成测试更多是指验证一整个执行流程，而单测验证某个行为或逻辑，可以这么理解：集成测试验证执行流程时，会走单测验证过的某个行为或逻辑，即：单测可能是集成测试的一部分（不完全正确，但可以这么理解）。

比如，Android 中需要在 Activity 显示一张网络图片，单测需验证网络请求图片是否成功，集测需验证从打开 Activity 到显示图片这一过程是否都按预期在执行，UI 测试验证 Activity 显示的图片是否如预期一样。

2.1.2 为什么要做单测？

除了引言中背景提到的单测必要性之外，还有如下2点理由。

（1）一种代码验证，提高对代码的自信度

当我们对类函数代码做了修改或者重构，只需要再跑一遍单元测试

如果通过，说明我们的修改不会对函数原有的行为造成影响

如果测试不通过，说明我们的修改与原有行为不一致，要么修改代码，要么修改测试。

（2）驱动代码重构设计，代码重构质量的验证

刚开始，已有的代码可能基本没有办法写单测，会形成重构驱动，重构的过程会让代码逐渐具备良好的可测性

如果可以针对代码方便快速地，在无需做任何配置工作的情况下，编写一系列互相独立且稳定运行的测试，那么该代码就具备了可测性

具备可测性的代码必然是经过了良好设计的，形成可测性代码的过程，也就是编码技能提升的过程。

2.1.3 需要写 UI 测试吗？

Android 应用从广义来说，属于大前端，也就意味着 UI 变动会很频繁。且对于 UI 问题，应用开发者是很容易就能发现的，一般也比较容易解决。那么，针对 UI 进行测试其实是需要的，但没那么必要，可以不用写 UI 测试。

不用写 UI 测试，除了上述提到的 2 个理由，另外还有这 2 个理由：Espresso 单测比较简单；测开会做 UI 测试。将重心放在单测上才是王道。

2.1.4 单测与重构

在没有进行合理的代码解耦前，就马上的进行单测编写，最终导致的有可能是编写不下去、用例难以维护、阅读性差等。

根本的原因其实是代码的耦合度过高，功能类与协作类之间是强引用关系（这里是指架构设计上的说法，非内存引用），当需要模拟协作类的一些返回结果来进行测试时，无法替换或者模拟（Mock）。层级间、功能类间以接口的形式访问是一个较优的单测方式。

没写过单测的童鞋可能不知道，其实重构也是单测的一部分，切记不要在本就不优雅的代码上写单测，请先重构。单测为代码质量保驾护航，重构提升代码质量和自我编程能力。

2.1.5 TDD

项目如果走的敏捷开发，会涉及到测试驱动开发这一设计方法论，但说实话，在写代码前先写好测试代码，这对开发者能力要求很高，且目前国内开发环境其实对这块的理解并不如理想之见，暂无需考虑。

2.1.6 单测写在哪？

首先，我们暂不写 UI 测试，只做单测，那么只需要在 src/test/java/包名/ 下写即可，一般来说可以不用在 src/androidTest/java/包名/ 下写单测代码。

其次，针对于 Android 应用，你可以在每个 Module 下都为其编写单测代码，然后统计各个 Module 的覆盖率，最后求一个平均覆盖率，即为整个应用的覆盖率。但，我们知道这其实是比较麻烦的，每次统计时都需要去计算每个 Module 的覆盖率然后求平均，当然如果用 jacoco 可以优雅自动统计的话就另当别论。

所以，为了方便统计单测覆盖率，本文暂推荐在指定 Module 的 src/test/java/包名/ 下写所有 Module 的单测代码，这个指定 Module 可以是 app 模块，也可以是新建的专为写单测的 unit_test 模块。

2.1.7 单测三段式

经典的单测三段式：模拟前提、执行语句、断言结果。有时会把这三者的部分或全部合在一起，如：Assert.assertEquals(4, 2+2)，就把三者融合在一起。

2.1.8 一个简单的测试例子

我们代码中经常会有日期工具类，下面是对有效日期判断的方法进行的测试例子。

（1）有效日期判断的源码

object DateUtils { fun getValidDate(milliseconds: Long): Long { var validDate = milliseconds val timeInMillis = Calendar.getInstance(Locale.US).timeInMillis if (milliseconds <= 0L || milliseconds > timeInMillis) { validDate = timeInMillis } return validDate } }

（2）测试代码

@Test fun testGetValidData() { // 1、模拟前提 val currentTimeMillis1 = System.currentTimeMillis() // 2、执行语句 val validDate1 = DateUtils.getValidDate(-1) // 3、断言结果 Assert.assertTrue(validDate1 in (currentTimeMillis1 - 1000)..(currentTimeMillis1 + 1000)) val currentTimeMillis2 = System.currentTimeMillis() val validDate2 = DateUtils.getValidDate(0) Assert.assertTrue(validDate2 in (currentTimeMillis2 - 1000)..(currentTimeMillis2 + 1000)) val currentTimeMillis3 = System.currentTimeMillis() val validDate3 = DateUtils.getValidDate(currentTimeMillis3 + ) Assert.assertTrue(validDate3 in (currentTimeMillis3 - 1000)..(currentTimeMillis3 + 1000)) val milliseconds4 = System.currentTimeMillis() -  val validDate4 = DateUtils.getValidDate(milliseconds4) Assert.assertEquals(milliseconds4, validDate4) }

2.2 单测针对于哪些代码进行

单测是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证，要以类功能作为测试目标的单个或者一连串的函数测试，也就是说，单测可以是对某个类的具体函数的功能、内部逻辑进行验证。

而针对代码复杂性和依赖性，有如下图的原则描述可参考：

复杂依赖少：适合写单测
复杂依赖多：重构减少依赖，变成复杂依赖少，然后写单测
简单依赖少：看情况写
简单依赖多：不用重构，不用单测

这里对代码简单依赖多的情况多提一嘴，对它们写单测意义并不大，不要为了提高单测覆盖率，而花费很多时间和精力去写单测，这样得不偿失。

2.3 测试用例该如何设计

2.3.1 确保原因与影响清晰

模拟前提条件和测试断言之间相隔了200行，这很难知道这断言是否正确，可读性差

确保模拟前提与验证结果相近，查看问题时能快速定位

2.3.2 只验证有状态变化的函数调用

对函数执行过程中验证不带来状态发生改变的函数是无意义的，例如isUserActive、getPermission、isVAlidPermission等都是对程序没有发生状态变化的，

验证是否这类函数是否执行，只会增加后续代码修改带来的不稳定。

正确应该只验证addPermission是否执行

2.3.3 测试函数名应该有描述性

测试函数名应该具备可直接理解该测试用例的意图和验证结果，如下这种写法，很难让人知道测试目的是为了验证三次输入错误。

正确应该命名为：should_LockOutUser_when_ThreeInvalidLoginAttempts

should_期望结果_when_测试场景。确保测试用例名字中包括被测试的场景和期望的输出。

2.4 单测框架

Junit4 + Mockito（powerMock）+ robolectric

简单单测 + 模拟难以实例化的类 + 实现 Android 框架（更多内容请参考相应框架学习）

3 如何开始单测？

3.1 项目中引入单测框架

单测依赖介绍如下：

// JUnit4：本地单元测试 'junit:junit:4.13.2', 'androidx.test:core:1.4.0', // Robolectric：本地单元测试依赖 Android 框架 'org.robolectric:robolectric:4.4', // Mockito：本地单元测试模拟框架 "org.mockito:mockito-core:3.12.4", // mock final类时出现错误：Mockito cannot mock/spy because : - final class，增加如下模拟框架 'org.mockito:mockito-inline:3.12.4', // PowerMock：Mockito的一种扩展（以实现完成对private/static/final方法的Mock） 'org.powermock:powermock-module-junit4:2.0.9', 'org.powermock:powermock-api-mockito2:2.0.9'

比如在 app Module 的 build.gradle 的 dependencies 下，依赖 JUnit4 如下：testImplementation 'junit:junit:4.13.2'

UI 测试暂不做，但为了区分依赖，也罗列如下：

// AndroidJUnitRunner and JUnit Rules：插桩单元测试 'androidx.test:runner:1.4.0', 'androidx.test:rules:1.4.0', // runner 和 rules 的扩展包：@RunWith(AndroidJUnit4.class) 在此扩展包的 runners 下 'androidx.test.ext:junit:1.1.3', // Espresso：Android 界面测试 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.4.0'

依赖 espresso 如下：androidTestImplementation ‘androidx.test.espresso:espresso-core:3.4.0'

UI 测试时需在defaultConfig中添加：testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"

defaultConfig { testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner" }

UI 测试覆盖率统计开关打开：testCoverageEnabled true

android { buildTypes { debug { testCoverageEnabled true } release { minifyEnabled false proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro' } } }

单测可以访问编译版本的资源：includeAndroidResources = true

android { testOptions { unitTests { includeAndroidResources = true } } }

3.2 参考单测模板代码和优秀文章

Mockito使用

Mockito是一套模拟框架，允许模拟公有、非静态类的公有函数，提供函数返回模拟、函数调用验证、参数匹配等功能。

Mockito的使用 - 简书

Robolectric使用

Robolectric使用教程 - HansChen - 博客园

Android单元测试之Robolectric - 简书

Android单元测试框架Robolectric的学习使用_川峰的博客-CSDN博客_robolectric

单测介绍

https://segmentfault.com/a/11141

Android单元测试只看这一篇就够了 - 简书

3.3 编写单测代码

其实编写单测和写代码是一样的，只是使用不同工具完成功能或测试。具体操作的话，在 app/src/test/java/包名/ 下创建和代码一样的包结构，然后新建测试文件，编写单测代码即可。有如下注意事项：

测试文件命名：一般是文件名加上Test后缀，比如针对 TimeUtils.kt 这个文件测试，那么测试文件可命名为TimeUtilsTest。
测试文件存放路径：细心的童鞋应该看到了，上一条的 TimeUtils.kt 这个文件是 kotlin 语言编写的，那么测试文件应该放在与 kotlin 相关的目录下，简单来说就是在包名和包结构中添加一层 kotlin 文件夹，即：app/src/test/java/包名/kotlin/ 。为保持统一测试代码也建议用 kotlin 书写。
测试方法命名：期望输出_测试场景，如 fiveMethodsShouldBeInvoked_WhenInitData

3.4 单元测试代码分析

为了给应用开发者一个直观的印象，这里还是决定贴出一份单测代码，如有不足之处，还请海涵：

@Config(shadows = [ShadowLog::class, MockCA::class, MockDoExerciseApi::class, MockPortalApi::class], sdk = [23], application = BaseTestApplication::class) class ProfilePresenterTest : BaseTestRobolectricClass() { @Spy lateinit var v: ProfileContract.V lateinit var p: ProfilePresenter @Before fun setUp() { MockitoAnnotations.openMocks(this) p = spy(ProfilePresenter::class.java) p.attachToView(v) } / * 命名规则：期望输出_测试场景 */ @Test fun fiveMethodsShouldBeInvoked_WhenInitData() { p.initData() verify(v).updateWeight("") verify(v, never()).finishActivity() verify(v, atLeastOnce()).updateHeight("") verify(v, atLeast(1)).updateExerciseGoal("") verify(v, times(1)).updateExerciseFrequency("") verify(v, atMost(1)).updateExerciseTime("") // 检查是否所有的用例都涵盖了,如果没有将测试失败。放在所有的测试后面 verifyNoMoreInteractions(v) } @Test fun finishActivityMethodShouldBeInvoked_WhenResetUserInfo() { PrivateAccessor.invoke<ProfilePresenter>(p, "resetUserInfo") verify(v).finishActivity() } companion object { private val TAG = ProfilePresenterTest::class.java.simpleName } }

第一行的 @Config 部分可参考 Robolectric 框架
第二行继承了 BaseTestRobolectricClass 文件，它是作为单测代码的基类，稍后贴出源码
@Spy 与 Mockito.spy() 方法相同，只是一个使用注解方便些
fiveMethodsShouldBeInvoked_WhenInitData 为测试方法，verify 验证 initData 方法执行后，有5个方法会执行一次，never() 与 times() 等都是限定验证时方法的调用次数的
最后一个方法用到了 PrivateAccessor 类，它可以通过反射的方式支持验证私有方法和属性。

BaseTestRobolectricClass 源码参考：

@RunWith(RobolectricTestRunner::class) @Config(shadows = [ShadowLog::class], sdk = [23], application = BaseTestApplication::class) abstract class BaseTestRobolectricClass { protected val mContext: Context = ApplicationProvider.getApplicationContext() companion object { @JvmStatic protected val TAG: String = this::class.java.simpleName @BeforeClass @JvmStatic fun setup() { ShadowLog.stream = System.out } } }

4 如何统计覆盖率？

4.1 统计覆盖率

在 src/test/java 上右键选择如图 Run...，会跑整体单测代码。跑完后还会在写过单测代码的文件后显示单测覆盖率。也可导出覆盖率为 HTML 文件，但不比 AS 准确。

4.2 覆盖率统计 AS 中以及导出 HTML 文件的差异

现象：AS中总代码行高于生成的HTML文件，所以显示的代码行覆盖率低于生成的HTML文件

原因：见截图。可知，HTML文件代码行中，并未包含activity、fragment和view相关的代码行（不知道是因为没写UI测试导致的，或是AS导HTML时导致的）

解决：目前开发时，以AS为准。

5 总结

一般来说，单测初级阶段，在统计出覆盖率后，行覆盖率达到25%或更高指标时，就算差不多了。但写单测的路也不应就此停下，在维护代码过程中会涉及对单测的修改；在后面新增功能代码时也需新增单测代码。

好了，本文到此也差不多该收尾了，希望能给单测小白一些收获或感悟，文后还附上了官方文档供参考。

6 参考

【1】Google官方测试文档：https://developer.android.com/training/testing/fundamentals

【2】Mockito官方文档：Mockito (Mockito 3.5.10 API)

【3】Robolectric官方文档：Robolectric

到此这篇Android 单元测试，从小白到入门开始的文章就介绍到这了,更多相关内容请继续浏览下面的相关推荐文章，希望大家都能在编程的领域有一番成就！

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1 引言

1.1 背景

1.2 术语和缩略语