【原创】Junit4详解二：Junit4 Runner以及test case执行顺序和源代码理解

概要：

前一篇文章我们总体介绍了Junit4的用法以及一些简单的测试。之前我有个疑惑，Junit4怎么把一个test case跑起来的，在test case之前和之后我们能做些什么？

Junit4执行顺序是怎样的？带着这些问题，我写了这篇文章，仅供参考，不对之处，盼留言指正，感激万分。前一篇文章：【原创】Junit4详解一：Junit总体介绍

Junit4 runner总体介绍

Junit4编译器在执行TestCase的过程中利用反射机制，以便我们可以对测试的开始过程中进行一些预处理，如读取元数据信息，拦截异常，数据库操作等，由于Junit4默认的测试执行器是：BlockJUnit4ClassRunner，我们以这个执行器粗略地做一些研究。在TestCase执行过程中，主要用到以下类，BlockJUnit4ClassRunner，ParentRunner，Statement，TestRule，Description，RunNotifier，InvokeMethod.以下简单做些解释。

Junit4默认重要类简述，助于理解源代码

1. BlockJUnit4ClassRunner：Junit4的默认测试执行器，它有之前版本的runner同样的行为，也就兼容了之前的runner。但是它是基于Statement，实现更加简单，允许用户在执行工作流中某个合适的点插入用户新的操作，基于这个runner的继承和重用都是可以的，这样能更加具有灵活性。它继承ParentRunner，Junit4要求，执行器的构造函数要把测试类传进来。这个类的实现了ParentRunner的runChild（真正执行测试的方法，每个测试方法都会执行runChild），describeChild(FrameworkMethod method)(用来获取测试类的元数据信息，以及方法和类的信息)，一些验证的方法，这些验证方法在ParentRunner构造的时候就会开始验证。另外一个比较重要的方法是：

methodBlock(FrameworkMethod method)

method里面包含当前要测试的方法。

这个方法的作用验证方法能否执行，然后把当前测试类的信息（当前类，测试的方法）传给InvokeMethod，以待后续测试方法的执行，接着获取当前类的元数据信息，保存起来。

2. ParentRunner：Junit4测试执行器的基类，它提供了一个测试器所需要的大部分功能。继承它的类需要实现：

protected abstract List<T> getChildren();

protected abstract Description describeChild(T child);

protected abstract void runChild(T child, RunNotifier notifier);

3. Statement：在运行期时，执行test case前可以插入一些用户动作，它就是描述这些动作的一个类。继承这个类要实现：

    /**

     * Run the action, throwing a {@code Throwable} if anything goes wrong.

     */

     public abstract void evaluate() throws Throwable;

 这个方法，这个方法会先后在ParentRunner.run()和ParentRunner.runLeaf()这两个方法里面调用。另外，我们可以自定义一个Statement，并且实现evaluate()方法。

4. TestRule：TestRule可以描述一个或多个测试方法如何运行和报告信息的接口。在TestRule中可以额外加入一些check，我们可以让一个test case失败/成功，也可以加入一些setup和cleanup要做的事，也可以加入一些log之类的报告信息。总之，跑test case之前的任何事，都可以在里面做。需要实现apply()方法。

    /**

     * Modifies the method-running {@link Statement} to implement this

     * test-running rule.

     * @param base The {@link Statement} to be modified

     * @param description A {@link Description} of the test implemented in {@code base}

     * @return a new statement, which may be the same as {@code base},

     * a wrapper around {@code base}, or a completely new Statement.

     */

     Statement apply(Statement base, Description description);

 这两个类的用法可以见后面的综合例子。

5. Description：存储着当前单个或多个test case的描述信息。这些信息跟逻辑不关，比如元数据信息等。实例化Description用Description.createTestDescription()方法。

 

6. RunNotifier：运行时通知器。执行Runner.run(RunNotifier runNotifier)方法时，需要传一个RunNotifier进去，这个RunNotifier是事件的管理器，它能帮助我们监控测试执行的情况。

 

7. InvokeMethod：最终执行test case里面的测试方法通过这个类来做，这个类会间接调用Method.invoke()方法通知编译器执行@test方法。

Junit4启动test case到结束整个过程概述

1. Junit4Builder编译器会构造Test运行器，如BlockJUnit4ClassRunner，BlockJUnit4ClassRunner 会通过自己的构造器，把当前测试类传到runner里。
2. 运行ParentRunner.run()方法，run 方法会获取测试类的Description信息，Description信息会包含测试类的信息，然后执行classBlock(RunNotifier)，这个方法获取Statement信息，首先构造一个childrenInvoker，然后在Statement的evaluate()方法调用runChildren()方法，用来真正地执行test方法，这个步骤会等到测试真正执行后开始做。现在是先获取Statement会处理三种注解，@Before，@After，@Rule，把标注这些注解的方法分别放在集合里，以便后面能够处理这些方法。
3. 准备工作都做好之后，会执行步骤2里从classBlock(RunNotifier)获取到的Statement的evaluate()方法，这个方法用来对Statement来说是开了一个口，用户可以自定义Statement的方法，不过在这里，evaluate()主要是来执行步骤2调用的runChildren()方法。
4. runChildren()方法的作用是：遍历测试类的所有测试方法（getFilteredChildren），开启线程调度fScheduler，调度线程给每一个测试方法，然后执行Runnable.run()方法，让测试执行器，让测试执行器可以执行测试类的测试方法（runChild）。
5. 执行测试方法首先会判断方法是否含有@Ignore注解，如果有，那么忽略它的测试。如果没有那么执行runLeaf()方法。这个方法是真正我们执行测试的开始。
6. RunLeaf(Statement, Description, RunNotifier)，首先Statement是有methodBlock(FrameworkMethod)产生，FrameworkMethod 存着当前要执行的测试方法，在这个方法里，用了反射机制。这时候Junit4会构造RunRules会把Statement， Description apply()到MethodRules, TestRule进去，也就是说，我们在外部构造的带有@Rule，@Before， @After等就在这里执行，如：

   @Rule
   public final TestRule testRule = new CommonRule();

    此时，我们就可以在我们新构建的CommonRule类里面，的apply()方法，做一些对test的预处理，比如预处理连接数据库字符串，读取方法上元数据的信息等；

7. 然后就真正执行RunLeaf(Statement, Description, RunNotifier)，通过传进来的参数构建EachTestNotifier，执行fireTestStarted，然后，再打开对话，statement.evaluate(),这个执行过程中，会到InvokeMethod类，然后调用InvokeMethod.evaluate()，最后调用Method.invoke()方法真正地执行了test实体。测试开始了。

备注：就如刚所说的，真正开始测试前，我们可以用apply()进行一些处理，同样地，我们可以在apply()方法中，创建用户Statement，这样就能在evaluate()方法中，做一些操作。如执行脚本，日志等。

元数据的执行顺序

1. 获取元数据信息的顺序

@BeforeClass -> @AfterClass -> ClassRule -> @Test(拿元数据里的expect Exception) -> @Test(拿元数据里的timeout信息) -> @Before -> @After -> @Rule，

2. 注解所标注的方法执行顺序

@ClassRule(TestRule.apply()) -> @BeforeClass -> @Rule(TestRule.apply())  -> @Before -> @Test(test method1) ->@After -> if existed @Rule, then Statement.evaluate() -> @Rule(TestRule.apply()) -> @Before -> @Test(test method2) -> @After -> if existed @Rule, then Statement.evaluate() … -> @AfterClass -> if existed @ClassRule, then Statement.evaluate()

通过Statement.evaluate()执行他们的方法实体，最终执行测试方法的主体。

附录：

TestRule Statement以及注解标识的方法执行顺序代码示例

package com.citi.risk.services.credit.facility.impl;

import java.io.Closeable;
import java.io.IOException;

import org.junit.After;
import org.junit.AfterClass;
import org.junit.Before;
import org.junit.BeforeClass;
import org.junit.ClassRule;
import org.junit.Rule;
import org.junit.Test;
import org.junit.rules.ExpectedException;
import org.junit.rules.TestRule;
import org.junit.runner.Description;
import org.junit.runners.model.Statement;

/**
 * 执行顺序如下： 默认test方法的执行顺序是随机的，没有顺序
 * @ClassRule(TestRule.apply()) -> @BeforeClass -> @Rule(TestRule.apply())  -> @Before 
 * -> @Test(test method1) ->@After -> if existed @Rule, then Statement.evaluate() 
 * -> @Rule(TestRule.apply()) -> @Before -> @Test(test method2) -> @After 
 * -> if existed @Rule, then Statement.evaluate() … -> @AfterClass 
 * -> if existed @ClassRule, then Statement.evaluate()
 * @author 草原战狼
 *
 */
public class TestClass {

    @Rule
    public ExpectedException expectedException = ExpectedException.none();
    
    @Rule
    public TestRule testRule = new TestRuleValueImpl();
    
    @Rule
    public TestRule testRuleMethod() {
        System.out.println();
        System.out.println("@Rule Method");
        return new TestRuleMethodImpl();
    }
    @ClassRule
    public static TestRule testClassRuleMethod() {
        System.out.println("@ClassRule Method");
        return new TestRuleMethodImpl();
    }

    static class TestRuleValueImpl implements TestRule{
        @Override
        public Statement apply(Statement base, Description description) {
            System.out.println("@Rule property--TestRuleValueImpl execute apply()");
            return new StatementValueImpl(base);
        }
    }

    static class StatementValueImpl extends Statement {
        Statement base;
        StatementValueImpl(Statement base) {
            this.base = base;
        }
        @Override
        public void evaluate() throws Throwable {
            System.out.println("@Rule property--StatementValueImpl execute evaluate()");
            base.evaluate();
        }
        
    }
    static class TestRuleMethodImpl implements TestRule{
        @Override
        public Statement apply(Statement base, Description description) {
            System.out.println("@Rule method--TestRuleMethodImpl execute apply()");
            return new StatementMethodImpl(base);
        }
        
    }
    
    static class StatementMethodImpl extends Statement {
        Statement base;
        StatementMethodImpl(Statement base) {
            this.base = base;
        }
        @Override
        public void evaluate() throws Throwable {
            System.out.println("@Rule Method--StatementMethodImpl execute evaluate()");
            base.evaluate();
        }
        
    }
    static class ExpensiveManagedResource implements Closeable {
        @Override
        public void close() throws IOException {
        }
    }

    static class ManagedResource implements Closeable {
        @Override
        public void close() throws IOException {
        }
    }

    @BeforeClass
    public static void setUpClass() {
        System.out.println("@BeforeClass setUpClass");
        myExpensiveManagedResource = new ExpensiveManagedResource();
    }

    @AfterClass
    public static void tearDownClass() throws IOException {
        System.out.println("@AfterClass tearDownClass");
        myExpensiveManagedResource.close();
        myExpensiveManagedResource = null;
    }

    private ManagedResource myManagedResource;
    private static ExpensiveManagedResource myExpensiveManagedResource;

    private void println(String string) {
        System.out.println(string);
    }

    @Before
    public void setUp() {
        this.println("@Before setUp");
        this.myManagedResource = new ManagedResource();
    }

    @After
    public void tearDown() throws IOException {
        this.println("@After tearDown");
        this.myManagedResource.close();
        this.myManagedResource = null;
        this.println("   ");
    }

    @Test
    public void test1() {
        this.println("   @Test test1() begin");
        this.println("   @Test test1() execute during evaluate()");
        this.println("   @Test test1() finished");
    }

    @Test
    public void test2() {
        this.println("   @Test test2() begin");
        this.println("   @Test test2() execute during evaluate()");
        this.println("   @Test test2() finished");
    }

    @Test
    public void test3() {
        this.println("   @Test test3() begin");
        String hi = "   @Test test3() execute during evaluate()";
        expectedException.expect(Exception.class);
        expectedException.expectMessage("ddd");
        this.println(hi);
        this.println("   @Test test3() finished.");
    }
}

  执行的结果如下：

@ClassRule Method
@Rule method--TestRuleMethodImpl execute apply()
@Rule Method--StatementMethodImpl execute evaluate()
@BeforeClass setUpClass  // 预备期结束
 //  第一个测试方法开始到结束
 6 @Rule Method
 7 @Rule method--TestRuleMethodImpl execute apply()
 8 @Rule property--TestRuleValueImpl execute apply()
 9 @Rule property--StatementValueImpl execute evaluate()
10 @Rule Method--StatementMethodImpl execute evaluate()
11 @Before setUp
12    @Test test1() begin
13    @Test test1() execute during evaluate()
14    @Test test1() finished
15 @After tearDown
   
// 第二个方法开始到结束，我们可以在apply() 和 evaluate()这两个方法做一些操作。
@Rule Method
@Rule method--TestRuleMethodImpl execute apply()
@Rule property--TestRuleValueImpl execute apply()
@Rule property--StatementValueImpl execute evaluate()
@Rule Method--StatementMethodImpl execute evaluate()
@Before setUp
   @Test test2() begin
   @Test test2() execute during evaluate()
   @Test test2() finished
@After tearDown
   
// 第三个方法，这三个方法执行的顺序是随机的，当然Junit4提供了某些排序方式可以处理
30 @Rule Method
31 @Rule method--TestRuleMethodImpl execute apply()
32 @Rule property--TestRuleValueImpl execute apply()
33 @Rule property--StatementValueImpl execute evaluate()
34 @Rule Method--StatementMethodImpl execute evaluate()
35 @Before setUp
36    @Test test3() begin
37    @Test test3() execute during evaluate()
38    @Test test3() finished.
39 @After tearDown
   
@AfterClass tearDownClass

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