Java 单元测试详解：从入门到实战，彻底掌握 JUnit 5 + Mockito + Spring Boot 测试技巧

作为一名 Java 开发工程师，你一定知道在软件开发中，代码的可维护性、可扩展性和质量保障是项目成功的关键。而单元测试（Unit Testing） 正是确保代码质量、提升开发效率、减少 Bug 的核心手段之一。

本文将带你全面掌握：

• 什么是单元测试？
• 为什么需要单元测试？
• Java 常用的单元测试框架（JUnit 5、TestNG、Mockito）
• 如何为 Java 类、Spring Boot 项目编写单元测试
• 使用断言、Mock、Spy、参数化测试等高级技巧
• 最佳实践与常见误区

并通过丰富的代码示例和真实项目场景讲解，帮助你写出更规范、更高效、更易维护的 Java 单元测试代码。

🧱 一、什么是单元测试？

✅ 单元测试（Unit Testing）定义：

单元测试是针对**最小可测试单元（通常是方法）**进行正确性验证的测试，通常由开发者编写，用于验证某个类或方法在特定输入下是否返回预期结果。

✅ 单元测试的特点：

🔍 二、Java 常见的单元测试框架对比

📌 推荐组合：JUnit 5 + Mockito + Spring Boot Test，适用于大多数 Java Web 项目。

🧠 三、JUnit 5 核心概念与注解

✅ 常用注解：

🧪 四、JUnit 5 实战示例

示例1：简单单元测试

import org.junit.jupiter.api.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalculatorTest {

    private Calculator calculator;

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

    @Test
    @DisplayName("两个整数相加应返回正确结果")
    void add_twoNumbers_returnsSum() {
        int result = calculator.add(2, 3);
        assertEquals(5, result, "2+3 应该等于5");
    }

    @Test
    void divide_byZero_throwsException() {
        Exception exception = assertThrows(ArithmeticException.class, () -> {
            calculator.divide(10, 0);
        });
        assertEquals("/ by zero", exception.getMessage());
    }
}

示例2：参数化测试（@ParameterizedTest）

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.CsvSource;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class CalculatorTest {

    @ParameterizedTest
    @CsvSource({
        "2, 3, 5",
        "5, 5, 10",
        "0, 0, 0"
    })
    void add_withDifferentInputs_returnsCorrectResult(int a, int b, int expected) {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(expected, calculator.add(a, b));
    }
}

🧩 五、使用 Mockito 模拟对象（Mock）

✅ 什么是 Mock？

Mock 是指模拟对象的行为，在测试中避免依赖外部系统（如数据库、网络、第三方服务），从而实现快速、独立、可重复的测试。

示例：Mock 一个外部服务

import static org.mockito.Mockito.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class OrderServiceTest {

    @Test
    void placeOrder_callsPaymentServiceOnce() {
        PaymentService mockPayment = mock(PaymentService.class);
        OrderService orderService = new OrderService(mockPayment);

        orderService.placeOrder(100.0);

        verify(mockPayment, times(1)).charge(100.0);
    }
}

🧪 六、Spring Boot 单元测试实战

示例：Spring Boot Controller 单元测试（MockMvc）

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.autoconfigure.web.servlet.WebMvcTest;
import org.springframework.test.web.servlet.MockMvc;

import static org.springframework.test.web.servlet.request.MockMvcRequestBuilders.*;
import static org.springframework.test.web.servlet.result.MockMvcResultMatchers.*;

@WebMvcTest(UserController.class)
class UserControllerTest {

    @Autowired
    private MockMvc mockMvc;

    @Test
    void getUserById_returnsUserJson() throws Exception {
        mockMvc.perform(get("/users/1"))
               .andExpect(status().isOk())
               .andExpect(jsonPath("$.name").value("Tom"));
    }
}

示例：Service 层单元测试（注入 Mock）

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtendWith;
import org.mockito.InjectMocks;
import org.mockito.Mock;
import org.mockito.junit.jupiter.MockitoExtension;

import static org.mockito.Mockito.*;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class UserServiceTest {

    @Mock
    private UserRepository userRepository;

    @InjectMocks
    private UserService userService;

    @Test
    void getUserById_returnsUserFromRepository() {
        when(userRepository.findById(1L)).thenReturn(new User("Tom"));

        User user = userService.getUserById(1L);

        assertNotNull(user);
        assertEquals("Tom", user.getName());
        verify(userRepository, times(1)).findById(1L);
    }
}

🧱 七、单元测试最佳实践

🚫 八、常见误区与注意事项

📊 九、总结：Java 单元测试核心知识点一览表

📎 十、附录：Java 单元测试常用技巧速查表

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