Allgemein: Klassen testbar machen. 5. Mocking. Mocks programmieren. Zusammenspiel von Klassen testen

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1 5. Mocking Allgemein: Klassen testbar machen Wie werden Klassen testbar Entwicklung von Mocks mit der Hand Einführung in JMock Spezifikation von Mocks mit JMock Wann ist Mocking-Werkzeug sinnvoll Literatur: S. Freeman, N. Pryce, Growing Object-Oriented Software, Guided by Tests, Addison-Wesley (USA), 2010 Stephan Kleuker 167 Bei Objekten mit internen Zuständen ist der Test von außen mit JUnit sehr schwierig es ist oftmals hilfreich, zusätzliche Methoden zu implementieren, die das Testen einfacher machen public... getinternerzustand() return "..." Häufiger reicht get nicht aus, es muss Methoden (set) geben, mit denen man ein Objekt von außen in einen gewünschten Zustand versetzen kann Im Quellcode sollen Testmethoden eindeutig von anderen Methoden getrennt sein, damit sie ggfls. automatisch gelöscht werden können Bei komplexeren Klassen sollte man Teile der Entwicklung bereits testen, hierzu müssen die aufgerufenen Methoden zumindest in minimaler Form implementiert werden Stephan Kleuker 168 Zusammenspiel von Klassen testen Bis jetzt wurde nur eine Klasse betrachtet, die keine Assoziation zu anderen zu testenden Klassen hat, diese Klassen werden elementare Klassen genannt Grundsätzlich sollte man versuchen, zunächst elementare Klassen und dann Klassen, die auf diesen aufbauen, zu testen Da es bei der Entwicklung nicht garantiert werden kann, wann Klassen vorliegen, muss man sich dann mit Trick behelfen Mock: benötigte Klasse soweit selbst implementieren, dass man die eigene Klasse testen kann Grundregel: Mock so primitiv wie möglich zu halten Liegt die Klasse vor, die man temporär durch den Mock prüfen wollte, müssen Tests mit realer Klasse wiederholt werden Stephan Kleuker 169 Mocks programmieren Klasse mit den notwendigen Methoden implementiert, die alle die leere Implementierung oder die Rückgabe eines Dummy-Werts enthalten (auch Stub genannt) public void setparameter(int parameter) public int getparameter() return 0; Implementierung wird ergänzt, so dass wir unsere Klasse testen können (möglichst einfache Fallunterscheidungen, man geht von Korrektheit der anderen Klasse aus) Es gibt Werkzeuge, die die einfachstmöglichen Mocks automatisch generieren neben den Tests entsteht ein zusätzlicher Codieraufwand für Mocks, in größeren (erfolgreichen) Projekten kann der Anteil des Testcodes am Gesamtcode in Abhängigkeit von der Komplexität des Systems zwischen 30% und 70% liegen! Stephan Kleuker 170

2 Beispiel für Mock-Erstellung (1/4) public class Buchung public static LogDatei logging;... public synchronized void abbuchen(int id, Konto konto, int betrag) throws BuchungsException if(konto.istliquide(betrag)) konto.abbuchen(betrag); logging.schreiben(id+ " bearbeitet"); else logging.schreiben(id +" abgebrochen, insolvent"); throw new BuchungsException("insolvent");... Zum Test der Methode abbuchenwerden Test-Mocks der Klassen Kontound LogDateibenötigt, Ziel ist es möglichst einfache Mocks zu schreiben Stephan Kleuker 171 Beispiel für Mock-Erstellung (2/4) Mock für LogDatei(wahrscheinlich) einfach public class LogDatei // Mock für Buchung public void schreiben(string s) Für Konto verschiedene Varianten denkbar, wichtig dass istliquide() true und false zurückgeben kann public class Konto //Mock für Buchung, später schöner public boolean istliquide(int betrag) return betrag<1000; public void abbuchen(int betrag) In dieser Variante muss sich der Tester den Schwellenwert zur Prüfung merken (Mocks müssen auch getestet werden) Stephan Kleuker 172 Beispiel für Mock-Erstellung (3/4) import junit.framework.testcase; // Junit 3.8 public class BuchungTest extends TestCase //nutzen private Konto konto; private Buchung buchung; protected void setup() throws Exception Buchung.logging= new LogDatei(); buchung= new Buchung(); konto= new Konto(); protected void teardown() throws Exception // logging schließen public void testerfolreichebuchung() buchung.abbuchen(42,konto,100); catch (BuchungsException e) fail(); Beispiel für Mock-Erstellung (4/4) public void testerfolglosebuchung() buchung.abbuchen(42,konto,2000); fail(); catch (BuchungsException e)... Tests des Mocks gehören in eine eigene Testklasse, da sie später bei einer Testwiederholung für eine vollständige Implementierung nicht wiederholt werden Werden kompliziertere Mock-Eigenschaften verlangt, sollte die Klasse generell spezielle Konstruktoren oder Methoden zum Setzen des internen Zustands beinhalten Stephan Kleuker 173 Stephan Kleuker 174

3 Mocking und Testdaten (1/2) vorheriges Beispiel: durch return betrag<1000 wird Testwiederverwendung erschwert, Variante Dummy-Konto public class Konto //Mock für Buchung, später schöner private int kontonr; public static final int DUMMYKONTONR = 42; public Konto (int kontonr) this.kontonr = kontonr; public boolean istliquide(int betrag) return kontonr!= DUMMYKONTONR; public void abbuchen(int betrag) Dummy-Konto könnte fest vereinbart in realen Daten stehen -> Tests bleiben später nutzbar Mocking und Testdaten (2/2) festes Dummy-Konto kann aber Probleme in realen Anwendungen machen (statistische Auswertungen) man benötigt Testsystem neben realen System Grundregel: nie auf Systemen testen, die in aktuellen betrieblichen Prozessen genutzt werden Testsystem und reales System sollten sich fachlich und inhaltlich wenig (gar nicht) unterscheiden Problem Datenschutz: Mutieren von Vor-und Nachnamen reicht nicht aus Problem Datenalterung: Testdaten können zu alt werden, z. B. bei Berücksichtigung des Rentenalters Problem Datenvarianten: enthalten Testdatensätze alle realen Variationen (-> Testabdeckung) Stephan Kleuker 175 Stephan Kleuker 176 JMock - Grundideen JMock erlaubt die dynamische Generierung von Mocks zur Laufzeit, Erzeugung direkt in Testfällen Zu mockende Klassen müssen als Interfaces vorliegen man kann festlegen, welche Mock-Methode wie oft aufgerufen werden kann/soll man kann recht flexibel die Rückgabewerte der Mock- Methoden spezifizieren JMock liegt als Bibliothek vor; weitere Hilfsbibliotheken benötigt, minimal jmock jar hamcrest-core-1.1.jar hamcrest-library-1.1.jar Varianten (Vereinfachungen) für JUnit 4 nicht betrachtet JMock - einführendes Beispiel (1/3) package verwaltung.finanzen; import org.jmock.expectations; import org.jmock.mockery; import org.junit.assert; import org.junit.before; import org.junit.test; public class BuchungTest private Mockery context = new Mockery(); private Buchung buchung; private final int public void setup() throws Exception buchung = new Buchung(); Stephan Kleuker 177 Stephan Kleuker 178

4 JMock - einführendes Beispiel (2/3) public void testistliquide1() oneof(k).istliquide(betrag1); ); oneof(buchung.logging).schreiben("0 abgebrochen, insolvent"); ); buchung.abbuchen(0, k, BETRAG1); catch (BuchungsException e) JMock - einführendes Beispiel (3/3) zentrales Nutzungs-Objekt Mockery context = new Mockery(); Mock-Objekte beliebiger Interfaces leicht erstellbar von Mocks genutzte Methoden werden in Expectations- Objekten genannt/spezifiziert Expectationssehr flexibel, z. B. Methodenaufruf muss in genau dieser Form erfolgen (nutzt anonymes Objekt) oneof(k).istliquide(betrag1); ); optionale Möglichkeit zu prüfen, ob geforderte Ausführung auch stattgefunden hat Stephan Kleuker 179 Stephan Kleuker 180 Forderungen für Mock-Methodenaufrufe bekannt: <T> T oneof(t mockobject).<methode von T> Methode oneof(k) exactly(n).of(k) atleast(n).of(k) atmost(n).of(k) so oft darf die folgende Methode aufgerufen werden genau einmal genau n-mal mindestens n-mal höchstens n-mal between(min,max).of(k) zwischen min- und max-mal ignoring(k) allowing(k) never(k) alle Aufrufe bei k ignorieren beliebige Nutzung niemals Parameter-Spezifikation Genaue Spezifikation der Parameter schränkt zunächst Flexibilität ein: allowing(k).istliquide(betrag1+1); Ansatz: Parameter über Matcher spezifizieren, z. B. erlaubte reguläre Ausdrücke (hamcrest-bibliothek) statt Parameter direkt anzugeben, wird Methode with(.) von Expectations genutzt Stephan Kleuker 181 Stephan Kleuker 182

5 Matcher-Interface Beispiele für Matcher (1/2) bisher: oneof(buchung.logging).schreiben("0 abgebrochen, insolvent"); Alternativen:.schreiben(with(<Ausdruck>)) Ausdruck equal(obj) same(obj) StringContains.containsString("jo") anull(string.class) anonnull(string.class) any(string.class) Bedeutung Parameter gleich Parameter identisch String enthält jo null erwartet beliebiges String-Objekt ignoriere Parameter IsCloseTo.closeTo(4.5,0.5) double mit erlaubter Abweichung Stephan Kleuker 183 Stephan Kleuker 184 Beispiele für Matcher (2/2) Matcher können kombiniert (und selbst geschrieben) werden oneof(buchung.logging).schreiben(with(allof.allof(stringcontains.containsstring("ab"),stringcontains.containsstring("brochen")))); oneof(buchung.logging).schreiben(with(anyof.anyof(stringcontains.containsstring("ab"),stringcontains.containsstring("auf")))); Spezifikation von Rückgabewerten vorheriges Beispiel zeigt: Standardrückgabewert false Spezifikation des Ergebnisses des Methodenaufrufs oneof(k).istliquide(betrag1); will(returnvalue(true)); ); natürlich können in Methode auch weitere Berechnungen stattfinden (Objekte müssen final sein) generell enthalten Matcher static-methoden (die mit static import ohne Klassennamen nutzbar wären) oder Konstruktoren Stephan Kleuker 185 Stephan Kleuker 186

6 verschiedene Rückgabewerte (1/2) public void testistliquide5() oneof(k).istliquide(betrag1); will(returnvalue(true)); oneof(k).istliquide(betrag1); will(returnvalue(false)); between(2, 2).of(Buchung.logging).schreiben(with(any(String.class))); oneof(k).abbuchen(42); ); verschiedene Rückgabewerte (2/2) buchung.abbuchen(0, k, BETRAG1); catch (BuchungsException e) Assert.fail("nicht erwarteter Abbruch"); buchung.abbuchen(0, k, BETRAG1); catch (BuchungsException e) Stephan Kleuker 187 Stephan Kleuker 188 Rückgabe von Exceptions public void testistliquide6() oneof(k).istliquide(with(new IsGreaterThan<Integer>(42))); will(throwexception(new NumberFormatException())); // Bsp. ignoring(buchung.logging); ); buchung.abbuchen(0, k, 100); catch (NumberFormatException e) catch (BuchungsException e) Assert.fail("falsche Exception"); Stephan Kleuker 189 Zustandsbasiertes Mock-Verhalten (1/3) Mockverhalten als Automat; Methodenaufruf nur erlaubt, wenn Automat im vorgegebenen Zustand (when, optional) Methodenaufruf führt zu Zustandswechsel (then, optional) Achtung: kann dazu neigen, Mock-Objekt überzuspezifizieren, bzw. Mock zu testen Stephan Kleuker 190

7 Zustandsbasiertes Mock-Verhalten (2/3) public void testistliquide7() final States auto=context.states("auto").startsas("start"); oneof(k).istliquide(with(new IsGreaterThan<Integer>(100))); when(auto.is("start")); will(returnvalue(false)); then(auto.is("bearbeitet")); oneof(k).istliquide(with(isnot.not(new IsGreaterThan<Integer>(100)))); when(auto.is("start")); will(returnvalue(true)); then(auto.is("fluessig")); oneof(k).abbuchen(with(any(integer.class))); when(auto.is("fluessig")); then(auto.is("bearbeitet")); Stephan Kleuker 191 Zustandsbasiertes Mock-Verhalten (3/3) between(2,2).of(buchung.logging).schreiben(with(any(string.class))); when(auto.is("bearbeitet")); then(auto.is("start")); ); buchung.abbuchen(0, k, 100); catch (BuchungsException e) Assert.fail("nicht erwarteter Abbruch"); buchung.abbuchen(0, k, 101); catch (BuchungsException e) Expectations kann automatisch aus Automaten generiert werden Stephan Kleuker 192 Möglichkeiten und Notwendigkeiten von JMock Grundsätzlich kann man Mocks selber schreiben Vorteil: Testcodeund Mock-Klassen können getrennt sein; Tests können bei realen Klassen wiederverwendbar sein JMockerlaubt Testerstellung und Erwartung an Mock-Klassen (bzw. reale Klassen) eng zu verknüpfen typische Einsatzszenarien, neben fehlenden Klassen: reales Objekt liefert nicht deterministisches Ergebnis (Uhrzeit, Sensoren) Ausnahmeverhalten schwer zu erzeugen (Netzwerkprobleme) reale Methode langsam und Ergebnisdetails irrelevant (Datenbankaufruf) Stephan Kleuker 193

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