JUnit 5条件测试：环境感知测试，一键切换运行环境

# 1. JUnit 5的概述与环境配置

JUnit 5是目前Java开发者广泛使用的单元测试框架，它是JUnit 4的继承者，提供了许多新的特性和增强。本章节将带领读者了解JUnit 5的基础知识以及如何在不同的开发环境中进行配置。

## 1.1 JUnit 5的基本介绍

JUnit 5由三个不同子项目的模块组成：JUnit Platform、JUnit Jupiter和JUnit Vintage。JUnit Platform负责在JVM上启动测试框架；JUnit Jupiter包括新的编程模型和扩展模型；JUnit Vintage提供了对JUnit 3和JUnit 4测试的支持。

## 1.2 环境配置的重要性

在进行JUnit 5测试之前，正确配置开发环境是至关重要的。这包括安装合适的IDE（如IntelliJ IDEA或Eclipse），以及配置Maven或Gradle构建工具来管理测试依赖项。环境配置确保了测试环境的一致性，能够避免因为环境差异导致的测试失败。

## 1.3 环境配置步骤

为了使用JUnit 5进行单元测试，首先需要将JUnit Jupiter API和JUnit Jupiter Engine依赖项添加到项目的构建配置文件中。对于Maven项目，可以在pom.xml中添加如下依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>5.7.0</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>
        <version>5.7.0</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

对于Gradle项目，则在build.gradle中添加如下依赖：

dependencies {
    testImplementation("org.junit.jupiter:junit-jupiter-api:5.7.0")
    testRuntimeOnly("org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.7.0")
}

test {
    useJUnitPlatform()
}

通过这些简单的步骤，就可以开始编写JUnit 5测试用例了。记住，正确配置环境是成功进行单元测试的第一步。

# 2. JUnit 5中的条件测试基础

## 2.1 理解JUnit 5的条件测试

### 2.1.1 条件测试的基本概念

在软件测试过程中，条件测试是一种根据特定条件判断测试是否应该执行的技术。JUnit 5作为Java编程语言的测试框架，提供了一系列用于条件测试的注解和机制，使得测试的执行更加灵活，能够适应不同的开发阶段和环境。

条件测试的一个典型场景是在开发的特定阶段或特定条件下才运行某些测试用例。例如，可能只有在集成环境而非开发者的本地机器上，我们才需要执行涉及外部服务的集成测试。这样可以确保测试结果的准确性，同时避免在不必要的环境下消耗资源。

在JUnit 5中，通过使用条件注解如`@EnabledOnOs`, `@EnabledOnJre`, `@EnabledIfEnvironmentVariable`等，测试人员可以清晰地定义测试用例的执行条件。

### 2.1.2 @Test和@TestInstance注解的作用

`@Test`注解是JUnit测试用例编写中不可或缺的一部分。它用于标记一个方法为测试方法。然而，JUnit 5中新增的`@TestInstance(Lifecycle.PER_CLASS)`注解可以改变测试方法的生命周期，影响条件测试的实现方式。

`@TestInstance(Lifecycle.PER_CLASS)`注解使得测试类中的所有测试方法共享同一个实例，而非默认的每个测试方法一个实例。这允许我们在不同的测试方法之间共享状态和配置，从而可以更好地控制测试方法的执行条件。

例如，如果你需要根据一些初始化后的条件来决定是否执行某个测试方法，那么你可能需要在测试类级别共享状态，而`@TestInstance(Lifecycle.PER_CLASS)`就非常适合这种场景。

## 2.2 条件测试的分类

### 2.2.1 静态条件测试

静态条件测试指的是测试条件在编译时就已经确定，并且不会在测试执行过程中改变。通常，这些条件是由系统属性、JVM参数、操作系统类型等在运行时不会变化的信息决定的。

例如，我们可以使用`@EnabledIfSystemProperty`注解来根据系统属性来决定是否执行测试：

@Test
@EnabledIfSystemProperty(named = "os.name", matches = "Windows.*")
void onlyOnWindows() {
    // 测试逻辑
}

上面的测试方法`onlyOnWindows`将只会在操作系统为Windows时执行。

### 2.2.2 动态条件测试

动态条件测试是指测试条件在运行时可以改变，并且测试执行的决定会根据这些运行时条件来作出。JUnit 5通过`@EnabledIf`和`@DisabledIf`注解支持动态条件测试，并允许使用SpEL（Spring Expression Language）表达式来定义测试条件。

SpEL表达式是在运行时计算的，这允许我们根据非常动态的条件来控制测试的执行，例如当前时间、环境变量、外部系统状态等。

@Test
@EnabledIf(expression = "#{systemProperties['os.name'].contains('Mac')}") // SpEL表达式
void onlyOnMac() {
    // 测试逻辑
}

在这个例子中，只有当系统属性`os.name`包含字符串"Mac"时，测试`onlyOnMac`才会被执行。

## 2.3 条件测试的实践应用

### 2.3.1 编写基本的条件测试方法

让我们来看一个具体的例子，演示如何编写一个简单的条件测试方法。假设我们需要一个测试只在JDK版本为11时执行：

@Test
@EnabledOnJre(JAVA_11)
void testOnJava11() {
    System.out.println("测试只在JDK 11环境中执行");
}

这段代码使用了`@EnabledOnJre`注解，该注解仅允许在JRE版本为Java 11时执行`testOnJava11`方法。如果JVM的版本不符合条件，则该测试用例会被自动跳过。

### 2.3.2 理解并使用@Testcontainers

`@Testcontainers`是JUnit 5的一个扩展，用于在测试中启动和停止Docker容器。这使得测试可以在真实的运行环境中执行，而不依赖于开发者的本地配置。

通过使用`@Testcontainers`注解，我们可以在测试方法中利用Docker容器运行依赖服务，如数据库或消息队列。这在CI/CD流程中尤其有用，因为测试可以确保在与生产环境相似的配置下执行。

下面是一个使用Testcontainers的例子：

import org.testcontainers.containers.PostgreSQLContainer;

public class DatabaseTest {
    private PostgreSQLContainer postgreSQLContainer;

    @BeforeAll
    public static void startContainer() {
        PostgreSQLContainer postgreSQLContainer = new PostgreSQLContainer("postgres:12.3")
            .withDatabaseName("integration-tests-db")
            .withUsername("sa")
            .withPas