進(jìn)行Struts應(yīng)用程序單元測(cè)試開發(fā)
一、引言
測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)在減少開發(fā)努力的同時(shí)也改進(jìn)了軟件的開發(fā)質(zhì)量。單元測(cè)試，作為一整套測(cè)試策略的基礎(chǔ)，必須是全面的，且要求易于建立和執(zhí)行迅速。然而，對(duì)執(zhí)行環(huán)境和被測(cè)試類外部代碼的依賴性使我們實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)變得更為復(fù)雜。例如，把應(yīng)用程序發(fā)布到容器將顯著地延長(zhǎng)代碼和測(cè)試的周期；而對(duì)其它類的依賴性通常也會(huì)導(dǎo)致測(cè)試的建立更加復(fù)雜和測(cè)試運(yùn)行速度更為緩慢。
集成兩個(gè)流行的測(cè)試框架（StrutsTestCase和EasyMock）來(lái)單元測(cè)試Struts應(yīng)用程序?qū)?huì)更為容易地建立測(cè)試并加快測(cè)試速度。然而，這兩個(gè)框架之間尚存在一些“隔閡”，從而很難把它們理想地集成到一起。在本文中，我將通過(guò)分析兩種方案（一個(gè)面向?qū)ο蟮姆桨负鸵粋€(gè)面向方面的方案）來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，我還將展示面向方面編程(AOP)是如何通過(guò)簡(jiǎn)化一些看起來(lái)很困難的問(wèn)題的解決方案而進(jìn)一步補(bǔ)充面向?qū)ο缶幊?OOP)的。
二、集成需要
一個(gè)典型的Struts應(yīng)用程序既能夠展示也其所使用的執(zhí)行環(huán)境也會(huì)體現(xiàn)出類之間的依賴性問(wèn)題；這是因?yàn)镾truts行為（Action）是在一個(gè)servlet容器內(nèi)執(zhí)行的，并且典型情況下會(huì)調(diào)用其它的類來(lái)處理請(qǐng)求。模擬對(duì)象測(cè)試方法有助于消除其中不必要的依賴性。借助于繼承自基本JUnit測(cè)試集的MockStrutsTestCase類，StrutsTestCase測(cè)試框架提供了對(duì)servlet容器的一種模擬實(shí)現(xiàn)。這顯然方便了容器外測(cè)試，因而也相應(yīng)地加快了單元測(cè)試周期。另一方面，另一個(gè)測(cè)試框架—EasyMock—進(jìn)一步便利了對(duì)協(xié)作類的動(dòng)態(tài)模擬（Mock）。這個(gè)框架中所提供的模擬能夠用更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)來(lái)代替真正的類，并且添加了校驗(yàn)邏輯以支持單元測(cè)試。
非常清楚，把這兩個(gè)框架結(jié)合在一起是非常有益的—Struts應(yīng)用程序便可以在非常真實(shí)的隔離環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。理想情況下，你需要使用下列步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)單元測(cè)試：
1.建立MockStrutsTestCase以便模擬servlet容器。
2.借助于EasyMock來(lái)模擬行為所依賴的類。
3.設(shè)置模擬的期望值。
4.把模擬注入到當(dāng)前測(cè)試的行為中。
5.繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試和校驗(yàn)。
注意，上面步驟4中所執(zhí)行的依賴性注入使被測(cè)試的Struts行為遠(yuǎn)離了其真實(shí)的協(xié)作者而與一個(gè)模擬的行為進(jìn)行交互。為了把通過(guò)EasyMock生成的模擬注入到行為中，你需要從測(cè)試類內(nèi)部存取這些行為相應(yīng)的實(shí)例。遺憾的是，這里出現(xiàn)了一種障礙，因?yàn)槲覀儫o(wú)法輕易地從MockStrutsTestCase中實(shí)現(xiàn)這樣的存取。
三、OOP方案
那么，你該如何從MockStrutsTestCase中存取行為實(shí)例呢？首先，讓我們來(lái)分析一下MockStrutsTestCase和Struts的控制器組件之間的關(guān)系。
圖1中展示的關(guān)鍵關(guān)系有可能潛在地導(dǎo)致一種解決上面問(wèn)題的方案。
圖1：此處展示的關(guān)系能夠建立一種OOP方案
.MockStrutsTestCase中提供了一個(gè)public類型的getter方法用于檢索ActionServlet。
.ActionServlet有一個(gè)protected類型的getter方法用于實(shí)現(xiàn)RequestProcessor。
.RequestProcessor把行為實(shí)例存儲(chǔ)為一個(gè)protected類型的成員。
你是否可以子類化ActionServlet和RequestProcessor從而使MockStrutsTestCase能夠存取行為呢？相應(yīng)的結(jié)果調(diào)用鏈看上去應(yīng)該如下所示：
注意，在你分析完把MockStrutsTestCase鏈接到Struts行為的調(diào)用序列圖之后，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)此方法是行不通的。
圖2展示了存在于MockStrutsTestCase和Struts組件之間的關(guān)鍵性交互。
圖2：存在于MockStrutsTestCase和Struts組件之間的交互
圖2展示的問(wèn)題涉及到Struts行為創(chuàng)建的時(shí)序問(wèn)題。到行為內(nèi)部的模擬注入必須在調(diào)用MockStrutsTestCase.actionPerform()之前發(fā)生。然而，此時(shí)這些行為還不可用，因?yàn)橹挥性谡{(diào)用actionPerform()后，Requ
estProcessor才能夠創(chuàng)建這些行為實(shí)例。
既然你不能很容易地把行為實(shí)例傳播到MockStrutsTestCase中，那么，為什么不子類化RequestProcessor并重載processActionCreate()方法呢？在這個(gè)重載方法中，你可以存取所有的行為實(shí)例；這樣以來(lái)，創(chuàng)建、配置和設(shè)置對(duì)相應(yīng)行為實(shí)例的一個(gè)模擬一下子變得非常直接。因?yàn)閼?yīng)該在執(zhí)行完actionPerform()之后調(diào)用MockControl.verify()方法，所以，你還需要重載processActionPerform()以進(jìn)行此校驗(yàn)調(diào)用。
這種方案對(duì)于測(cè)試正規(guī)的Struts應(yīng)用程序是不太適合的。因?yàn)榧词顾械男袨閮H與單個(gè)模擬進(jìn)行交互，測(cè)試一個(gè)行為也有可能要求多個(gè)測(cè)試方法—每個(gè)方法都具有不同的模擬期望。為此，我們建議的方案是：創(chuàng)建不同的RequestProcessor子類，相應(yīng)于每個(gè)子類設(shè)置不同的模擬期望。另外，還需要多個(gè)Struts配置文件來(lái)指定不同的RequestProcessor子類。最終，管理大量的測(cè)試將成為一件令人頭疼的事情。
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四、AOP方案
因此，我們非常希望，在執(zhí)行某行為之前能夠通過(guò)某種方式實(shí)現(xiàn)在MockStrutsTestCase中使用該行為的實(shí)例。如果你熟悉AOP，那么，你會(huì)立即意識(shí)到它所提供的簡(jiǎn)單方案即能直接滿足這一要求。注意：這里的關(guān)鍵是定義一個(gè)切點(diǎn)，由它負(fù)責(zé)捕獲行為執(zhí)行連接點(diǎn)；然后通過(guò)一個(gè)before advice把模擬注入到相應(yīng)的行為中。
在此，我選擇使用AspectJ框架來(lái)實(shí)現(xiàn)這一方案。當(dāng)然，其它的例如Spring AOP這樣的AOP實(shí)現(xiàn)也應(yīng)該能夠良好工作。不過(guò)，Spring AOP還需要一個(gè)額外的步驟—通過(guò)Spring框架中的DelegatingActionProxy類把對(duì)Struts行為的管理委托給Spring。
圖3展示了基于AOP方案的單元測(cè)試示例靜態(tài)模型。
圖3：基于AOP方案的單元測(cè)試示例靜態(tài)模型
SimpleAction是一個(gè)Struts行為的子類，同時(shí)與ActionService進(jìn)行協(xié)作。其中，SimpleActionTest派生于MockStrutsTestCase，用來(lái)測(cè)試SimpleAction。
SimpleActionTest使用EasyMock創(chuàng)建和建立一個(gè)模擬ActionService。SimpleActionTest還實(shí)現(xiàn)StrutsActionPreExecuteListener接口以便在即將運(yùn)行 SimpleAction的execute方法時(shí)接收通知。作為通知的一部分，SimpleActionTest接收SimpleAction實(shí)例以便注入ActionService模擬。由方面類StrutsActionPreExecuteNotifier負(fù)責(zé)通知任何實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽器接口的測(cè)試類，并且使相應(yīng)的行為實(shí)例可用。
下面的步驟描述了實(shí)現(xiàn)StrutsActionPreExecuteNotifier的過(guò)程：
◆首先，由一個(gè)切點(diǎn)選擇相應(yīng)的測(cè)試方法執(zhí)行連接點(diǎn)。另一方面，這個(gè)測(cè)試方法駐留于負(fù)責(zé)監(jiān)聽該行為的預(yù)執(zhí)行事件的測(cè)試類中。另外，這個(gè)切點(diǎn)還會(huì)暴露當(dāng)前執(zhí)行的測(cè)試類對(duì)象： pointcut mockStrutsTest(StrutsActionPreExecuteListener actionTest):
◆然后，由第二個(gè)切點(diǎn)負(fù)責(zé)捕獲上面的行為執(zhí)行連接點(diǎn)。通過(guò)結(jié)合第一個(gè)切點(diǎn)，匹配范圍被限制到該行為相應(yīng)的測(cè)試方法的調(diào)用流程的內(nèi)部。這種進(jìn)一步縮小的范圍對(duì)行為執(zhí)行（并非通過(guò)測(cè)試方法激活）起到過(guò)濾作用。最終，方面根本不會(huì)影響到最后生成的代碼。該行為及其相應(yīng)的測(cè)試類實(shí)例都是經(jīng)由切點(diǎn)參數(shù)加以暴露的： pointcut strutsActionExecute(Action action， StrutsActionPreExecuteListener actionTest):
◆最后，由一個(gè)與前一個(gè)切點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的before advice負(fù)責(zé)通知測(cè)試類（它們擔(dān)任行為事件的監(jiān)聽器）并且傳遞相應(yīng)于模擬注入的行為實(shí)例：
圖4展示了這些類之間的動(dòng)態(tài)交互情形。
圖4：類之間的動(dòng)態(tài)交互
注意，圖中從行為到方面的虛線描述了對(duì)行為執(zhí)行連接點(diǎn)的捕獲情況。此時(shí)序圖與第一個(gè)時(shí)序圖比較，其重要區(qū)別正在于行為執(zhí)行之前發(fā)生的三個(gè)步驟：
1.一個(gè)切點(diǎn)捕獲行為執(zhí)行連接點(diǎn)（由從SimpleAction指向StrutsActionPreExecuteNotifier的虛線箭頭指出）。
2.方面的before advice負(fù)責(zé)通知測(cè)試類并且把相應(yīng)的行為實(shí)例傳遞給它。
3.測(cè)試類把模擬對(duì)象注入到即將要開始執(zhí)行的行為實(shí)例中。
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現(xiàn)在，你可以基于前面概括的五個(gè)步驟繼續(xù)編寫行為測(cè)試。下面的代碼展示了相應(yīng)于SimpleActionTest的部分代碼，步驟已在注釋中標(biāo)出。
使用MockStrutsTestCase和EasyMock進(jìn)行行為測(cè)試的部分代碼：
在行動(dòng)及其依賴的服務(wù)之間存在四種可能的復(fù)合關(guān)系：
每個(gè)行為依賴于一個(gè)服務(wù)。
每個(gè)行為依賴于多個(gè)服務(wù)。
多個(gè)行為依賴于一個(gè)服務(wù)。
多個(gè)行為依賴于多個(gè)服務(wù)。
我在此展示的方案能夠比較靈活而且相對(duì)容易地支持上面所有這四種情形，因?yàn)槟M創(chuàng)建、期望值建立以及模擬注入都能夠在單個(gè)的測(cè)試類內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
你能夠不借助于監(jiān)聽器接口就可以在StrutsActionPreExecuteNotifier內(nèi)部模擬注入嗎？這看起來(lái)似乎使得測(cè)試類實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單一些。然而，實(shí)踐證明，類似早些時(shí)候討論的OOP方案，編寫多個(gè)方面以創(chuàng)建不同的模擬對(duì)象并建立相應(yīng)的不同的模擬期望是非常必要的。另外，在單個(gè)測(cè)試類內(nèi)本地化模擬的創(chuàng)建與安裝（借助于監(jiān)聽技術(shù)，這是可能的）將變得更為方便。
五、總結(jié)
對(duì)于我們?cè)诒疚闹兴懻摰募蓡?wèn)題，有人可能會(huì)創(chuàng)造出一套相當(dāng)不錯(cuò)的OOP方案。然而，構(gòu)造這種方案很可能需要對(duì)Struts和StrutsTestCase有深入的理解才行，并且要付出相當(dāng)?shù)呐ΑＳ绊懕疚闹兴懻摰膬蓚€(gè)測(cè)試框架（StrutsTestCase和EasyMock）緊密集成的主要障礙在于，在Struts行為實(shí)例執(zhí)行之前很難實(shí)現(xiàn)對(duì)它的訪問(wèn)。在認(rèn)識(shí)了導(dǎo)致這種障礙的基本原因之后，AOP方案自然地出現(xiàn)在我們面前。不必再?gòu)?qiáng)求于基于傳統(tǒng)型OOP的那種更復(fù)雜的方案，AOP允許我們把我們的方案更為緊密地映射到問(wèn)題空間。
其實(shí)，AOP的真正“魔術(shù)”在于它的連接點(diǎn)模型，它能夠使你“穿越”中間對(duì)象（例如ActionServlet和RequestProcessor）進(jìn)而直指問(wèn)題的核心。借助于AOP技術(shù)中確定橫切關(guān)注點(diǎn)這種非常“節(jié)儉”的方法，開發(fā)者即能夠設(shè)計(jì)出非常直觀而且更為簡(jiǎn)單的解決方案。AOP，這種強(qiáng)有力的編程方法正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)型OOP編程中所存在的不足。如果被恰當(dāng)用于解決適當(dāng)類型的問(wèn)題，那么，AOP有助于改進(jìn)代碼的模塊化，最終會(huì)產(chǎn)生出更為清晰和更易于理解的代碼。最后，非常希望本文不僅有助于你的Struts應(yīng)用程序的單元測(cè)試，而且還吸引你進(jìn)一步探討AOP編程所體現(xiàn)出來(lái)的其它重要優(yōu)點(diǎn)。
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