前言

编写单元测试是开发健壮程序的有效途径,单元测试写的好不好可以从多个指标考量,其中一个就是单元测试的覆盖率。单元测试覆盖率可以看到我们的单元测试覆盖了多少代码行、类、分支等。查看单元测试覆盖率可以使用一些工具帮助我们计算,如 Idea 自带的单元测试工具、Jacoco 等。Jacoco 是一款开源的单元测试工具,可以方便地整合到 Maven 中,提供了更丰富的配置及通过规则,可以生成单元测试报告,也可以方便地和自动化流水线整合。所以更推荐使用 Jacoco 作为单元测试工具。
在这里插入图片描述

配置

Maven 配置

可以通过 Maven 插件的方式整合 Jacoco,这样使用 mvn test 命令就可以生成 Jacoco 的测试报告了。

要配置 Jacoco,在 build 中添加 Jacoco 插件即可。

<build>
    <plugins>
        <!-- Jacoco -->
        <plugin>
            <groupId>org.jacoco</groupId>
            <artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
            <configuration>
                <!-- 排除文件 -->
                <excludes>
                    <exclude>**/*Test.class</exclude>
                    <exclude>**/*Configuration.class</exclude>
                    <exclude>**/*Properties.class</exclude>
                </excludes>
            </configuration>
            <executions>
                <execution>
                    <id>jacoco-prepare-agent</id>
                    <goals>
                        <goal>prepare-agent</goal>
                    </goals>
                </execution>
                <execution>
                    <id>jacoco-report</id>
                    <phase>test</phase>
                    <goals>
                        <goal>report</goal>
                    </goals>
                    <configuration>
                        <!--定义输出的文件夹-->
                        <outputDirectory>target/test-report</outputDirectory>
                        <footer>火眼9988</footer>
                    </configuration>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

上面定义了两个执行,prepare-prepare-agent 是准备 Jacoco 的运行时代理,而 jacoco-report 则是生成报告。

然后执行 mvn test 或通过 IDE 的 Maven 面板执行测试,完成后就会在指定目录下生成 jacoco 的报告。默认会生成 csv 和 html 格式的,csv 可以用于自动化流水线整合,而 html 的可以用浏览器打开查看。

定义通过规则

我们可以使用 Jacoco 方便地配置通过规则,只有满足特定规则才能通过测试,否则 test 执行会失败。

添加一个 execution 即可,在 rule 中定义我们的通过规则。

<execution>
  <id>jacoco-check</id>
  <goals>
      <goal>check</goal>
  </goals>
  <configuration>
      <rules>
          <rule>
              <element>BUNDLE</element>
              <excludes>
                  <exclude>**/*Test.class</exclude>
                  <exclude>**/*Configuration.class</exclude>
                  <exclude>**/*Properties.class</exclude>
              </excludes>
              <limits>
                  <limit>
                      <counter>LINE</counter>
                      <value>COVEREDRATIO</value>
                      <minimum>0.8</minimum>
                  </limit>
              </limits>
          </rule>
      </rules>
  </configuration>
</execution>

上面定义了一条规则,包含一个限制:行覆盖率最低为 80%,这里可查看完整案例。

其中 rule 标签定义了一条规则,element 定义了规则对应的范围,可选值有:

  • BUNDLE:表示整个模块,是默认值
  • PACKAGE:表示代码包
  • CLASS:表示类
  • SOURCEFILE:源文件
  • METHOD:表示方法

每个规则可以定义多条限制(limit),每个限制有一个特定的指标:

  • INSTRUCTION:字节码指令,是最细粒度的指标,默认值
  • LINE:代码行,一行代码可能有多个字节码指令
  • BRANCH:分支,if 或 switch 包含了多个分支
  • COMPLEXITY:圈复杂度,是代码复杂度的衡量标准,简单来说越大越复杂,需要的测试用例越多,详细算法可参考百科
  • METHOD:方法
  • CLASS:类

为每个指标的值定义一个最大值或最小值。

  • TOTALCOUNT:总数
  • COVEREDCOUNT:覆盖的数量
  • MISSEDCOUNT:未覆盖的数量
  • COVEREDRATIO:覆盖率,范围从 0.0 到 1.0, 默认值
  • MISSEDRATIO:未覆盖率,范围从 0.0 到 1.0

excludes 标签定义要排除的文件。

例如,下面的规则定义了 INSTRUCTION 的覆盖率至少 80%,且没有类未被覆盖。

<rules>
  <rule>
    <element>BUNDLE</element>
    <limits>
      <limit>
        <counter>INSTRUCTION</counter>
        <value>COVEREDRATIO</value>
        <minimum>0.80</minimum>
      </limit>
      <limit>
        <counter>CLASS</counter>
        <value>MISSEDCOUNT</value>
        <maximum>0</maximum>
      </limit>
    </limits>
  </rule>
</rules>

规则的详细配置可参考官方文档

Idea IDE 配置

Idea IDE 除了支持自带的单元测试工具外,也支持使用 Jacoco。在配置中搜索 jacoco,Java 覆盖率中选择运行程序为 Jacoco 即可(不同的版本可能略有差别)。

在这里插入图片描述
配置后在 IDE 中执行单元测试时,选择第三项“使用覆盖率运行…”,运行完成后即可打开覆盖率面板,可查看当前单元测试的覆盖率,代码编辑器中也会以颜色标记。

排除测试

如果在代码中使用 Lombok,会有很多生成的代码,这些往往不需要测试覆盖,但如果不覆盖的话会影响测试覆盖率。Jacoco 可以自动排除 Lombok 的 @Generated 注解标记的类或方法。要让 Lombok 为生成的代码添加注解,可在项目的根目录中添加配置文件 lombok.config

然后添加一行配置。

lombok.addLombokGeneratedAnnotation = true

这样生成的代码就会带上 @Generated 注解,被 Jacoco 排除计算了。当然,如果自己的代码不用测试,又不想影响覆盖率,也可以添加这个注解。这里可以查看实际案例。

多模块聚合报告

如果我们的项目有多个模块,Jacoco 会在每个模块下生成一个单独的报告,能不能生成一个聚合的报告呢?Jacoco 也贴心地为我们提供了生成聚合报告的方法。

首先添加一个模块,专门用于生成聚合报告,可以只有一个 pom.xml 文件。

在该模块的 pom 中添加如下配置,report-aggregate 用于生成聚合的报告。

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.jacoco</groupId>
            <artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
            <executions>
                <execution>
                    <id>jacoco-report-aggregate</id>
                    <phase>test</phase>
                    <goals>
                        <goal>report-aggregate</goal>
                    </goals>
                    <configuration>
                        <outputDirectory>target/test-report</outputDirectory>
                        <footer>火眼9988</footer>
                    </configuration>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

也不要忘记在 pom 的 dependencies 中添加其他模块作为依赖。这里可查看完整案例。

在这里插入图片描述
这样就可以获得我们项目的整体单元测试覆盖率了哦。

理解报告

如果能理解规则定义,报告就非常容易理解了。如上面的截图所示,报告表格各个列的意思为:

  • Element:对应配置的 element,例如 BUNDLE 则是模块名
  • Missed Instructions Cov:字节码指令覆盖率(下面的数字是未覆盖数量 of 总数)
  • Missed Branches Cov:分支覆盖率(下面的数字是未覆盖数量 of 总数)
  • Missed / Cxty:未覆盖的以及总的圈复杂度
  • Missed / Lines:未覆盖的以及总的行数
  • Missed / Methods:未覆盖的以及总的方法
  • Missed / Classes:未覆盖的以及总的类

详情中可以看到每个文件的覆盖情况。其中,行的颜色代表的当前行的覆盖情况。红色代表未覆盖,黄色代码部分覆盖(分支条件没有全部执行到),绿色代码已覆盖。

赶紧整合试试吧!

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