一、为什么需要测试驱动开发
在Android开发中，我们经常会遇到这样的场景：昨天还能正常运行的代码，今天加了个新功能就莫名其妙崩溃了。更可怕的是，这种问题往往要等到测试阶段甚至上线后才会被发现。测试驱动开发(TDD)就是为了解决这类问题而生的。
TDD的核心思想很简单：先写测试，再写实现代码。听起来有点反直觉对吧？但正是这种"倒置"的开发流程，能帮我们构建更健壮的应用程序。想象一下，你正在开发一个计算器应用，按照TDD的方式，你会先写测试用例："1加1应该等于2"，然后再去实现加法功能。
二、单元测试实战：JUnit + Mockito
在Android开发中，单元测试是最基础的测试类型。我们通常使用JUnit作为测试框架，配合Mockito来处理依赖关系。来看一个用户登录功能的例子：
// 技术栈：Android + JUnit + Mockito
public class LoginViewModelTest {
// 使用Mockito模拟UserRepository
@Mock
private UserRepository mockUserRepo;
// 待测试的ViewModel
private LoginViewModel loginViewModel;
@Before
public void setup() {
// 初始化Mockito
MockitoAnnotations.initMocks(this);
loginViewModel = new LoginViewModel(mockUserRepo);
}
@Test
public void login_withValidCredentials_shouldReturnSuccess() {
// 准备测试数据
String username = "testuser";
String password = "123456";
// 设置模拟行为：当调用login方法时返回成功
when(mockUserRepo.login(username, password))
.thenReturn(new LoginResult(true, "登录成功"));
// 执行测试方法
loginViewModel.login(username, password);
// 验证结果
assertEquals(LoginState.SUCCESS, loginViewModel.getLoginState().getValue());
}
@Test
public void login_withInvalidCredentials_shouldReturnFailure() {
// 准备测试数据
String username = "wronguser";
String password = "wrongpass";
// 设置模拟行为：返回失败
when(mockUserRepo.login(username, password))
.thenReturn(new LoginResult(false, "用户名或密码错误"));
// 执行测试方法
loginViewModel.login(username, password);
// 验证结果
assertEquals(LoginState.FAILURE, loginViewModel.getLoginState().getValue());
}
}
在这个例子中，我们测试了LoginViewModel的登录功能。注意几个关键点：
- 使用@Mock创建了UserRepository的模拟对象
- 在@Before方法中初始化测试环境
- 每个测试方法都遵循"准备-执行-验证"的模式
- 测试覆盖了成功和失败两种场景
三、UI测试实战：Espresso
单元测试虽然重要，但Android应用最终是要给用户使用的，所以UI测试同样不可或缺。Espresso是Google官方推荐的UI测试框架，让我们看看如何使用它来测试一个简单的登录界面：
// 技术栈：Android + Espresso
@RunWith(AndroidJUnit4.class)
public class LoginActivityTest {
@Rule
public ActivityScenarioRule<LoginActivity> activityRule =
new ActivityScenarioRule<>(LoginActivity.class);
@Test
public void login_withValidCredentials_shouldNavigateToHome() {
// 在用户名输入框中输入文本
onView(withId(R.id.et_username))
.perform(typeText("testuser"), closeSoftKeyboard());
// 在密码输入框中输入文本
onView(withId(R.id.et_password))
.perform(typeText("123456"), closeSoftKeyboard());
// 点击登录按钮
onView(withId(R.id.btn_login))
.perform(click());
// 验证是否跳转到主页
onView(withId(R.id.tv_welcome))
.check(matches(isDisplayed()));
}
@Test
public void login_withEmptyFields_shouldShowError() {
// 直接点击登录按钮（不输入任何内容）
onView(withId(R.id.btn_login))
.perform(click());
// 验证用户名输入框显示错误提示
onView(withId(R.id.et_username))
.check(matches(hasErrorText("用户名不能为空")));
// 验证密码输入框显示错误提示
onView(withId(R.id.et_password))
.check(matches(hasErrorText("密码不能为空")));
}
}
Espresso测试有几个特点：
- 测试代码读起来就像自然语言，非常直观
- 自动处理UI线程同步问题
- 提供丰富的ViewMatcher和ViewAction来操作和验证UI组件
- 测试运行速度快，适合作为开发流程的一部分
四、TDD实践中的常见问题与解决方案
在实际项目中实践TDD时，我们经常会遇到一些挑战。下面分享几个常见问题及其解决方案：
测试写起来太耗时怎么办？ 刚开始确实会感觉写测试很花时间，但随着熟练度提高，这个成本会显著降低。更重要的是，前期投入的测试时间会在后期节省大量调试和修复bug的时间。
如何测试与系统组件（如SharedPreferences）交互的代码？ 使用接口抽象和依赖注入是关键。例如：
// 定义一个PreferencesStorage接口
public interface PreferencesStorage {
void saveString(String key, String value);
String getString(String key);
}
// 生产环境实现
public class SharedPrefsStorage implements PreferencesStorage {
private final SharedPreferences prefs;
public SharedPrefsStorage(Context context) {
prefs = PreferenceManager.getDefaultSharedPreferences(context);
}
@Override
public void saveString(String key, String value) {
prefs.edit().putString(key, value).apply();
}
@Override
public String getString(String key) {
return prefs.getString(key, null);
}
}
// 测试时可以轻松创建模拟实现
public class MockPreferencesStorage implements PreferencesStorage {
private final Map<String, String> map = new HashMap<>();
@Override
public void saveString(String key, String value) {
map.put(key, value);
}
@Override
public String getString(String key) {
return map.get(key);
}
}
- UI测试运行太慢怎么办？
可以考虑分层测试策略：
- 单元测试覆盖业务逻辑（快速运行）
- 集成测试验证组件交互
- UI测试只覆盖关键用户流程
五、进阶技巧：测试覆盖率与持续集成
当项目规模变大时，单纯写测试是不够的，我们还需要关注：
- 测试覆盖率：使用JaCoCo等工具生成覆盖率报告，建议至少达到70%的行覆盖率
- 持续集成：将测试作为CI流程的一部分，确保每次代码提交都通过所有测试
- 测试分类：将测试分为单元测试、集成测试和UI测试，分别以不同频率运行
在build.gradle中配置JaCoCo很简单：
android {
buildTypes {
debug {
testCoverageEnabled true
}
}
}
// 应用JaCoCo插件
apply plugin: 'jacoco'
task jacocoTestReport(type: JacocoReport, dependsOn: 'testDebugUnitTest') {
reports {
xml.enabled = true
html.enabled = true
}
sourceDirectories.setFrom(files(['src/main/java']))
classDirectories.setFrom(files([fileTree(dir: 'build/intermediates/javac/debug/classes')]))
executionData.setFrom(files(['build/jacoco/testDebugUnitTest.exec']))
}
六、总结与最佳实践
经过上面的介绍，相信大家对Android TDD有了更深入的理解。最后分享一些个人总结的最佳实践：
- 从小处着手：不要试图一次性为整个项目添加测试，从新功能或关键模块开始
- 测试命名要清晰：测试方法名应该清楚地表达测试场景和预期结果
- 保持测试独立：每个测试应该能够独立运行，不依赖其他测试的状态
- 测试要快：慢速测试会导致开发人员不愿意运行测试
- 重构测试代码：测试代码和生产代码一样需要维护和重构
记住，TDD不是银弹，而是一种需要持续练习的开发方式。刚开始可能会觉得别扭，但坚持一段时间后，你会发现代码质量显著提升，调试时间大幅减少，最终反而提高了开发效率。
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