Java SE 学习笔记（十七）—— 单元测试、反射

1 单元测试

1.1 单元测试概述

开发好的系统中存在很多方法，如何对这些方法进行测试？
以前我们都是将代码全部写完再进行测试。其实这样并不是很好。在以后工作的时候，都是写完一部分代码，就测试一部分。这样，代码中的问题可以得到及时修复。也避免了由于代码过多，从而无法准确定位到错误的代码。

单元测试就是针对最小的功能单元编写测试代码， Java 程序最小的功能单元是 方法，因此，单元测试就是针对 Java 方法的测试，进而检查方法的正确性。

JUnit 是使用 Java 语言实现的单元测试框架，它是开源的， Java 开发者都应当学习并使用 JUnit 编写单元测试。此外，几乎所有的 IDE 工具都集成了 JUnit，这样我们就可以直接在 IDE 中编写并运行 JUnit测试。

JUnit优点：

• 可以灵活的选择执行哪些测试方法，也可以一键执行全部测试方法
• 可以生成全部方法的测试报告，如果测试良好则是绿色；如果测试失败，则变成红色
• 单元测试中的某个方法测试失败了，不会影响其他测试方法的测试

1.2 单元测试快速入门

需求：使用单元测试进行业务方法预期结果、正确性测试的快速入门

分析：

• 将 JUnit 的 jar 包导入到项目中
  • IDEA 通常整合好了 JUnit 框架，一般不需要导入。
  • 如果 IDEA 没有整合好，需要自己手工导入如下 2 个 JUnit 的 jar 包到模块
• 编写测试方法：该测试方法必须是公共的无参数无返回值的非静态方法。
• 在测试方法上使用 @Test 注解：标注该方法是一个测试方法
• 在测试方法中完成被测试方法的预期正确性测试。
• 选中测试方法，选择JUnit 运行 ，如果测试良好则是绿色；如果测试失败，则是红色

示例代码

要测试的方法

public class UserService {public String login(String name,String passwd){if ("admin".equals(name) && "123456".equals(passwd)){return "登陆成功";}else{return "用户名或密码错误！";}}public void selectNames(){
//        System.out.println(10/0);System.out.println("查询全部用户成功！");}
}

测试方法

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;public class TestUserService {// 测试方法（公开的无参数无返回值的非静态方法）@Testpublic void testLogin(){UserService userService = new UserService();String rs = userService.login("admin", "123456");// 进行预期结果的正确性测试Assert.assertEquals("您的登录业务出现问题","登陆成功",rs);}@Testpublic void testSelectNames(){UserService userService = new UserService();// 要测试的方法没有返回值，不用断言userService.selectNames();}
}

一个业务要对应一个测试方法

1.3 JUnit 常用注解

Junit 4.xxxx 版本

Junit 5.xxxx 版本

2 反射

2.1 反射概述

反射是指对于任何一个 Class 类，在 " 运行的时候 " 都可以直接得到这个类全部成分。

• 在运行时 , 可以直接得到这个类的构造器对象： Constructor
• 在运行时 , 可以直接得到这个类的成员变量对象：Field
• 在运行时 , 可以直接得到这个类的成员方法对象： Method

这种运行时动态获取类信息以及动态调用类中成分的能力称为 Java 语言的反射机制。
反射的第一步都是先得到编译后的 Class 类对象，然后就可以得到 Class 的全部成分。

2.2 获取类对象

获取 class 对象的有以下三种方式

示例代码

Student 类

package com.huwei;public class Student {private String name;private int age;public Student() {System.out.println("无参构造器执行！");}public Student(String name, int age) {System.out.println("有参构造器执行！");this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

测试类

public class Test {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {// 1. 通过Class类中的静态方法forName("全限名")来获取Class c = Class.forName("com.huwei.Student");System.out.println(c); // class com.huwei.Student// 2. 通过class属性来获取Class c1 = Student.class;System.out.println(c1); // class com.huwei.Student// 3. 利用对象的getClass方法来获取Student s = new Student();Class c2 = s.getClass();System.out.println(c2); // class com.huwei.Student}
}

注意：

• 第一种方式forName(String className)中的className为全限名（包名+类名）

已经获取类对象了，接下来就可以获取以下对象

2.3 获取构造器对象

Class类中用于获取构造器的方法

示例代码

import java.lang.reflect.Constructor;public class Test {public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {// 获取类对象Class c = Student.class;
//        System.out.println(c); // class com.huwei.Student// 提取类中全部的构造器（只能是公开的构造器）Constructor[] cons1 = c.getConstructors();// 遍历构造器for (Constructor con : cons1) {System.out.println(con.getName() + "=====>" + con.getParameterCount());}System.out.println("-------------------------------------");// 提取类中全部的构造器，包括私有Constructor[] cons2 = c.getDeclaredConstructors();// 遍历构造器for (Constructor con : cons2) {System.out.println(con.getName() + "=====>" + con.getParameterCount());}System.out.println("-------------------------------------");// 获取单个构造器（无参构造器），只能是公开的（如果无参构造器私有会报错）Constructor con1 = c.getConstructor();System.out.println(con1.getName() + "=====>" + con1.getParameterCount());System.out.println("-------------------------------------");// 获取单个构造器（无参构造器），包括私有Constructor con2 = c.getDeclaredConstructor();System.out.println(con2.getName() + "=====>" + con2.getParameterCount());System.out.println("-------------------------------------");// 获取单个构造器（有参构造器），只能是公开的（如果有参构造器私有会报错）Constructor con3 = c.getConstructor(String.class, int.class);System.out.println(con3.getName() + "=====>" + con3.getParameterCount());System.out.println("-------------------------------------");// 获取单个构造器（有参构造器），包括私有Constructor con4 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);System.out.println(con4.getName() + "=====>" + con4.getParameterCount());}
}

获取构造器的作用依然是初始化一个对象返回

Constructor类中用于创建对象的方法

import java.lang.reflect.Constructor;public class Test2 {public static void main(String[] args) throws Exception{// 获取类对象Class c = Student.class;// 获取单个构造器（无参构造器），包括私有Constructor con1 = c.getDeclaredConstructor();System.out.println(con1.getName() + "=====>" + con1.getParameterCount());// 如果遇到了私有构造器，可以暴力反射con1.setAccessible(true); // 权限被打开，仅当前这次Student s1 = (Student) con1.newInstance();System.out.println(s1);System.out.println("--------------------------------");// 获取单个构造器（有参构造器），包括私有Constructor con2 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);System.out.println(con2.getName() + "=====>" + con2.getParameterCount());Student s2 = (Student) con2.newInstance("孙悟空",50000);System.out.println(s2);}
}

如果遇到非 public 的构造器，需要打开权限（暴力反射），然后再创建对象，说明反射可以破坏封装性，私有的也可以执行了

2.4 获取成员变量对象

Class类中用于获取成员变量的方法

示例代码

import java.lang.reflect.Field;public class Test3 {public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {// 获取类对象Class c = Student.class;// 获取全部成员变量，包括私有Field[] fields = c.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName()+"=====>"+field.getType());}System.out.println("----------------------");// 获取某一个成员变量，包括私有
//        Field field = c.getDeclaredField("name");Field field = c.getDeclaredField("age");System.out.println(field.getName()+"=====>"+field.getType());}
}

获取成员变量的作用依然是在某个对象中取值、赋值

Filed 类中用于取值、赋值的方法

示例代码

import java.lang.reflect.Field;public class Test4 {public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {// 获取类对象Class c = Student.class;// 获取某一个成员变量，包括私有Field name = c.getDeclaredField("name");name.setAccessible(true); // 暴力打开权限// 赋值Student s = new Student();name.set(s,"小明");System.out.println(s);// 取值String name1 = (String) name.get(s);System.out.println(name1);}
}

2.5 获取常用方法对象

Class类中用于获取成员方法的方法

获取成员方法的作用依然是在某个对象中执行此方法

Method类中用于触发执行的方法

示例代码

定义Dog类

public class Dog {private String name;public Dog() {}public Dog(String name) {this.name = name;}public void run(){System.out.println("狗在跑");}public String eat(String name){System.out.println(name+"在吃");return "吃的很开心！";}private void eat(){System.out.println("吃啥");}}

测试类

import java.lang.reflect.Method;public class Test5 {public static void main(String[] args) throws Exception {// 获取类对象Class c = Dog.class;// 提取全部方法，包括私有Method[] methods = c.getDeclaredMethods();for (Method method : methods) {System.out.println(method.getName() + "=====>" + method.getReturnType() + "====>" + method.getParameterCount());}// 提取单个方法，包括私有Method eat1 = c.getDeclaredMethod("eat"); // 无参的eat方法Method eat2 = c.getDeclaredMethod("eat", String.class); // 有参的eat方法eat1.setAccessible(true); // 暴力反射// 触发方法的执行Dog d = new Dog();Object rs1 = eat1.invoke(d); // 方法如果是没有返回值的，则返回的是nullSystem.out.println(rs1);Object rs2 = eat2.invoke(d, "小黑");System.out.println(rs2);}
}

2.6 反射的作用

2.6.1 绕过编译阶段为集合添加数据

反射是作用在运行时的技术，此时集合的泛型将不能产生约束了，此时是可以为集合存入其他任意类型的元素的。

泛型只是在编译阶段可以约束集合只能操作某种数据类型，在编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，其真实类型都是 ArrayList 了，泛型相当于被擦除了。

反射是作用在运行时的技术，此时已经不存在泛型了。

示例代码

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;public class Demo {public static void main(String[] args) throws Exception{ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();// 编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，泛型会自动擦除。===> ArrayList.classSystem.out.println(list1.getClass()); // class java.util.ArrayListSystem.out.println(list2.getClass()); // class java.util.ArrayListSystem.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); // trueSystem.out.println("=======================================");ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>();list3.add(11);list3.add(22);
//        list3.add("哈哈哈"); // 报错Class c = list3.getClass(); // ArrayList.class ===> public boolean add(E e)
//        // 定位c中的add方法Method add = c.getDeclaredMethod("add", Object.class);boolean rs = (boolean)add.invoke(list3, "嘿嘿嘿");System.out.println(rs); // trueSystem.out.println(list3); // [11, 22, 嘿嘿嘿]// 还有一种方法可以突破泛型的限制ArrayList list4 = list3;list4.add("呜呼啦胡");list4.add(false);System.out.println(list3); // [11, 22, 嘿嘿嘿, 呜呼啦胡, false]}
}

2.6.2 通用框架的底层原理

反射可以做通用框架

需求：给你任意一个对象，在不清楚对象字段的情况可以，可以把对象的字段名称和对应值存储到文件中去。

分析

• 定义一个方法，可以接收任意类的对象。
• 每次收到一个对象后，需要解析这个对象的全部成员变量名称。
• 这个对象可能是任意的，那么怎么样才可以知道这个对象的全部成员变量名称呢？
• 使用反射获取对象的 Class 类对象，然后获取全部成员变量信息。
• 遍历成员变量信息，然后提取本成员变量在对象中的具体值
• 存入成员变量名称和值到文件中去即可

示例代码

存在Teacher、Student类

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.lang.reflect.Field;public class MybatisUtil {/**保存任意类型的对象* @param obj*/public static void save(Object obj){try (PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("reflect/src/data.txt", true));){// 1、提取这个对象的全部成员变量：只有反射可以解决Class c = obj.getClass();  //   c.getSimpleName()获取当前类名   c.getName获取全限名：包名+类名ps.println("================" + c.getSimpleName() + "================");// 2、提取它的全部成员变量Field[] fields = c.getDeclaredFields();// 3、获取成员变量的信息for (Field field : fields) {String name = field.getName();// 提取本成员变量在obj对象中的值（取值）field.setAccessible(true);String value = field.get(obj) + "";ps.println(name  + "=" + value);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

/**目标：提供一个通用框架，支持保存所有对象的具体信息。*/
public class ReflectDemo {public static void main(String[] args) throws Exception {Student s = new Student();s.setName("猪八戒");s.setClassName("西天跑路1班");s.setAge(1000);s.setHobby("吃，睡");s.setSex('男');MybatisUtil.save(s);Teacher t = new Teacher();t.setName("波仔");t.setSex('男');t.setSalary(6000);MybatisUtil.save(t);}
}

结果文件