JUnit 5新特性大解密：Java单元测试的未来已来

# 1. JUnit 5概述及其重要性

## 1.1 JUnit 5的引入
JUnit 5是Java单元测试框架的一个重大更新，它引入了模块化架构、新的注解以及强大的扩展模型。与以往版本相比，JUnit 5不仅增强了测试的灵活性和功能性，还为与现代Java生态系统的整合提供了更好的支持。

## 1.2 测试框架的重要性
在一个快速迭代的开发周期中，单元测试是保证软件质量不可或缺的部分。JUnit 5作为事实上的Java单元测试标准框架，其重要性不言而喻。它不仅帮助开发者验证代码的正确性，还能通过各种测试用例发现潜在的错误和问题。

## 1.3 为何选择JUnit 5
JUnit 5相较于旧版本，具备更加丰富的API和更灵活的测试配置选项。它提供了一种结构化和模块化的方式来编写测试，同时通过Extension API允许第三方扩展其核心功能。因此，对于追求高质量代码的开发团队来说，JUnit 5是测试框架的首选。

## 1.4 本章小结
本章概述了JUnit 5的基本概念及其在现代软件开发中的重要性，为读者提供了一个引入JUnit 5的充分理由，并预告了下一章节对JUnit 5架构和核心组件的详细介绍。

# 2. JUnit 5的架构和核心组件

## 2.1 JUnit 5的模块化架构

JUnit 5 采用模块化的设计，将测试平台、开发工具与历史兼容性分离，从而更好地支持多种测试引擎。本部分将分别介绍JUnit Platform、JUnit Jupiter以及JUnit Vintage这三个主要模块。

### 2.1.1 JUnit Platform

JUnit Platform负责在 JVM 上启动测试框架的基础，它定义了TestEngine API，允许不同的测试引擎运行在平台之上。开发者可以使用平台为JVM上运行的测试提供通用的运行时。

// 使用JUnit Platform运行测试
public class JUnitPlatformTest {
    public static void main(String[] args) {
        LauncherDiscoveryRequest request = LauncherDiscoveryRequestBuilder.request()
                .selectors(
                        selectClass(MyTest.class)
                )
                .build();

        Launcher launcher = LauncherFactory.create();
        launcher.execute(request);
    }
}

如代码所示，JUnit Platform通过`Launcher` API来发现和运行测试，通过定义`LauncherDiscoveryRequest`对象来指定测试选择器，随后使用`Launcher`执行这些测试。

### 2.1.2 JUnit Jupiter

JUnit Jupiter是基于Java 8及以上版本构建的新一代JUnit版本，包含一个新的编程模型和扩展模型，负责提供JUnit 5的核心功能。Jupiter模块中定义了新的注解以及测试引擎，用于简化测试编写和提高测试的表达力。

import org.junit.jupiter.api.*;

class JUnitJupiterTest {
    @BeforeAll
    static void initAll() {
        // 初始化所有测试方法前执行
    }

    @BeforeEach
    void init() {
        // 初始化每个测试方法前执行
    }

    @Test
    void succeedingTest() {
        // 测试成功执行的方法
    }

    @AfterEach
    void tearDown() {
        // 每个测试方法后执行
    }

    @AfterAll
    static void tearDownAll() {
        // 所有测试方法后执行
    }
}

使用JUnit Jupiter，开发者可以更加轻松地编写单元测试。

### 2.1.3 JUnit Vintage

JUnit Vintage提供了对JUnit 3和JUnit 4的支持，允许在JUnit 5的测试引擎上运行遗留代码。这一模块的作用是确保新的JUnit 5测试平台能够与旧版本的JUnit测试兼容。

import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.Suite;

@RunWith(Suite.class)
@Suite.SuiteClasses({JUnit4Test.class, JUnit3Test.class})
public class VintageTestSuite {
}

上述代码展示了一个如何使用JUnit Vintage来组织JUnit 3和JUnit 4测试用例的套件。

## 2.2 JUnit 5的新核心注解

JUnit 5引入了一系列新的核心注解，以支持新的测试模型，并提供更丰富的测试功能。本部分将深入探讨@Test注解以及生命周期注解@BeforeEach和@AfterEach、@BeforeAll和@AfterAll。

### 2.2.1 @Test

@Test注解用于标记一个方法为测试方法。JUnit Jupiter通过该注解提供了更多参数化和元数据信息的选项。

import org.junit.jupiter.api.Test;

class TestAnnotationExample {

    @Test
    void succeedingTest() {
        // 此方法为测试方法，预期通过
    }

    @Test
    void failingTest() {
        // 此方法为测试方法，预期失败
        fail("a failing test");
    }
}

### 2.2.2 @BeforeEach和@AfterEach

@BeforeEach和@AfterEach注解分别表示每个测试方法执行前和执行后应运行的代码。它们特别适用于初始化和清理测试环境。

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class LifecycleAnnotationsExample {

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        // 在每个测试方法执行前运行
    }

    @AfterEach
    void afterEach() {
        // 在每个测试方法执行后运行
    }

    @Test
    void test1() {
        // 测试用例1
    }

    @Test
    void test2() {
        // 测试用例2
    }
}

### 2.2.3 @BeforeAll和@AfterAll

@BeforeAll和@AfterAll注解用于标记那些在所有测试执行前和执行后运行一次的代码块。这两个注解需要配合静态方法使用。

import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import org.junit.jupiter.api.AfterAll;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class StaticLifecycleAnnotationsExample {

    @BeforeAll
    static void beforeAll() {
        // 在所有测试执行前运行一次
    }

    @AfterAll
    static void afterAll() {
        // 在所有测试执行后运行一次
    }

    @Test
    void test1() {
        // 测试用例1
    }

    @Test
    void test2() {
        // 测试用例2
    }
}

## 2.3 JUnit 5的扩展模型

JUnit 5的扩展模型是其一大亮点，允许开发者通过Extension API创建自定义扩展，并集成第三方扩展来扩展测试平台的功能。

### 2.3.1 Extension API概述

Extension API为扩展JUnit提供了强类型的编程模型。开发者可以使用此API来创建自定义的扩展点，例如自定义注解、条件测试执行器等。

### 2.3.2 创建自定义扩展

创建自定义扩展需要实现`TestInstancePostProcessor`、`TestExecutionExceptionHandler`等接口。下面是一个自定义扩展的简单示例。

import org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.TestInstancePostProcessor;

public class CustomExtension implements TestInstancePostProcessor {
    @Override
    public void postProcessTestInstance(Object testInstance, ExtensionContext context) throws Exception {
        // 自定义逻辑，如为每个测试实例设置属性
    }
}

### 2.3.3 集成第三方扩展

JUnit 5允许开发者集成第三方扩展，以增加额外的测试能力。例如，可以将Rest Assured库集成到测试中以测试RESTful服务。

import org.junit.jupite