JUnit 5生命周期回调：掌握测试钩子，优化测试流程

# 1. JUnit 5测试框架概述

JUnit 5是Java单元测试领域中最流行的测试框架，以其强大的功能、灵活性和可扩展性在开发者社区中享有盛誉。作为JUnit 5的使用者和贡献者，理解其核心概念对于编写高效、可维护的测试代码至关重要。本章将为读者提供JUnit 5的概览，旨在搭建起进入JUnit 5更深层次学习的基础。

JUnit 5相较于其前身JUnit 4，引入了全新的架构和丰富的特性。它由三个不同子项目组成：JUnit Platform、JUnit Jupiter以及JUnit Vintage。JUnit Platform负责在JVM上启动测试框架，而JUnit Jupiter包含了JUnit 5的最新测试引擎以及API，它是对测试编写方式的一次重大创新。JUnit Vintage则是为了兼容JUnit 3和JUnit 4而设计的。

我们将进一步探究JUnit 5的主要功能和最佳实践，包括：

- JUnit 5的项目组成及其功能
- 测试的生命周期与钩子
- 测试参数化与条件测试执行
- 增强的断言与假设（Assumptions）

通过本章的学习，读者将获得一个完整的JUnit 5概念图谱，并为接下来章节中更深入的内容打下坚实基础。

# 2. JUnit 5生命周期与测试钩子基础

JUnit 5是Java社区广泛使用的单元测试框架之一，它提供了强大的功能来管理测试的生命周期，并允许开发人员在测试执行的不同阶段插入自定义逻辑，即所谓的测试钩子。理解JUnit 5的生命周期和测试钩子对于编写结构良好、可维护和高效的测试用例至关重要。

## 2.1 JUnit 5生命周期的阶段性

### 2.1.1 测试套件、测试类和测试方法

JUnit 5的生命周期可以分为三个层级：测试套件、测试类和测试方法。这三个层级分别对应着JUnit的不同生命周期阶段，每个阶段都有相应的生命周期回调。

- 测试套件是包含多个测试类的容器，通常用于组织和执行一大组测试。测试套件的生命周期开始于`@BeforeAll`注解的方法，并在`@AfterAll`注解的方法结束。
- 测试类的生命周期在每个测试类内单独进行。它从`@BeforeEach`注解的方法开始，在`@AfterEach`注解的方法结束。
- 测试方法是执行单个测试的最小单元。它具有自己的生命周期，以`@BeforeAll`和`@AfterAll`注解的方法开始和结束，仅当`@Test`注解的方法被执行时才会触发。

在编码实践中，一个测试类通常会包含多个测试方法，而一个测试套件则会包含多个测试类。理解这些层级是利用JUnit 5测试钩子的前提。

public class TestSuiteLifecycleDemo {

    @BeforeAll
    public static void beforeAll() {
        System.out.println("Before all tests in TestSuiteLifecycleDemo");
    }

    @AfterAll
    public static void afterAll() {
        System.out.println("After all tests in TestSuiteLifecycleDemo");
    }

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        System.out.println("Before each test in TestSuiteLifecycleDemo");
    }

    @AfterEach
    public void afterEach() {
        System.out.println("After each test in TestSuiteLifecycleDemo");
    }

    @Test
    public void testOne() {
        System.out.println("Test 1");
    }

    @Test
    public void testTwo() {
        System.out.println("Test 2");
    }
}

### 2.1.2 不同生命周期的回调时机

在JUnit 5中，生命周期的回调时机是精确管理的。理解这些时机对于安排资源的获取和释放、日志记录和测试数据的准备至关重要。

- `@BeforeAll`注解的方法在测试套件或测试类中所有测试方法执行前调用一次。它通常用于执行初始化任务，比如建立数据库连接、加载配置文件等。
- `@AfterAll`注解的方法在测试套件或测试类中所有测试方法执行后调用一次。它常用于执行清理工作，例如关闭数据库连接或释放资源。
- `@BeforeEach`注解的方法在每个测试方法执行前调用，用于设置每个测试的初始状态。
- `@AfterEach`注解的方法在每个测试方法执行后调用，用于清理测试后的资源，确保每个测试方法都是独立执行的。

让我们通过代码示例来加深理解：

public class TestLifecycleCallbackDemo {

    @BeforeAll
    public static void beforeAll() {
        System.out.println("Before all tests");
    }

    @AfterAll
    public static void afterAll() {
        System.out.println("After all tests");
    }

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        System.out.println("Before each test");
    }

    @AfterEach
    public void afterEach() {
        System.out.println("After each test");
    }

    @Test
    public void testMethodOne() {
        System.out.println("Test Method 1");
    }

    @Test
    public void testMethodTwo() {
        System.out.println("Test Method 2");
    }
}

这个代码示例清晰地展示了每个生命周期阶段何时触发，以及如何使用这些钩子来组织测试的执行。

## 2.2 JUnit 5测试钩子类型

JUnit 5提供了多种类型的测试钩子，允许开发者根据测试的不同阶段插入自定义行为。这些钩子按照触发的时机可分为以下几类：

### 2.2.1 BeforeAllCallback与AfterAllCallback

`BeforeAllCallback`和`AfterAllCallback`是专门针对测试套件或测试类的生命周期而设计的钩子。它们分别在所有测试方法执行之前和之后调用。这些钩子通常用于进行资源的初始化和释放操作。

import org.junit.jupiter.api.BeforeAll;
import org.junit.jupiter.api.AfterAll;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterResolutionException;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterResolver;

public class CustomLifecycleHooks implements BeforeAllCallback, AfterAllCallback {

    @Override
    public void beforeAll(ExtensionContext context) throws Exception {
        System.out.println("Before all tests in class: " + context.getRequiredTestClass().getName());
    }

    @Override
    public void afterAll(ExtensionContext context) throws Exception {
        System.out.println("After all tests in class: " + context.getRequiredTestClass().getName());
    }
}

### 2.2.2 BeforeEachCallback与AfterEachCallback

与`BeforeAllCallback`和`AfterAllCallback`相对应，`BeforeEachCallback`和`AfterEachCallback`则是针对每个测试方法执行前后的生命周期钩子。它们非常适合用于在每个测试开始前准备测试数据，以及在每个测试结束后进行清理操作。

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterResolutionException;
import org.junit.jupiter.api.extension.ParameterResolver;

public class CustomLifecycleHooks implements BeforeEachCallback, AfterEachCallback {

    @Override
    public void beforeEach(ExtensionContext context) throws Exception {
        System.out.println("Before each test in class: " + context.getRequiredTestClass().getName());
    }

    @Override
    public void afterEach(ExtensionContext context) throws Exception {
        System.out.println("After each test in class: " + context.getRequiredTestClass().getName());
    }
}

### 2.2.3 BeforeTestExecutionCallback与AfterTestExecutionCallback

这两个钩子用于更细粒度的控制，它们在`BeforeEach`和`AfterEach`钩子之后触发，提供了在测试执行前后插入自定义行为的能力。这种钩子尤其适合用于在测试执行前后进行更复杂的准备工作或资源清理。

import org.junit.jupiter.api.extension.BeforeTestExecutionCallback;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext;
import org.junit.jupiter.api.extension.AfterTestExecutionCallback;
import org.junit.jupiter.api.extension.ExtensionContext.Store;

public class CustomTestExecutionHooks implements BeforeTestExecutionCallback, AfterTestExecutionCallback {

    @Override
    public void beforeTestExecution(ExtensionContext context) thro