引言

在軟件開發的世界里，單元測試作為保證代碼質量的重要手段，一直備受開發者們的青睞。而AIR原則，即自動化（Automation）、獨立（Isolation）、可重復（Repeatability），則是單元測試中不可忽視的三大核心要素。本文將淺析單元測試AIR原則的重要性，并探討如何在實際開發中運用這些原則，以提升代碼質量和開發效率。

一、AIR原則

單元測試的AIR原則是確保測試有效性和可維護性的三個關鍵要素，它們分別是：

1. Automatic（自動化）

• 單元測試應該是全自動執行的，不需要人工干預。
• 測試用例應由持續集成/持續部署(CI/CD)流程自動觸發。
• 結果應該自動驗證，通常通過斷言(assertions)來確認預期行為。

2. Independent（獨立性）

• 每個單元測試應獨立于其他測試運行，不依賴于特定的執行順序。
• 測試不應依賴于外部狀態，比如全局變量或共享資源。
• 每個測試應該能夠單獨運行和成功，避免耦合。

3. Repeatable（可重復性）

• 單元測試應該在任何時間、任何環境下都能得到相同的結果。
• 測試不應該依賴于不可預測的因素，如時間、網絡狀態或隨機數生成。
• 可重復性確保了測試的穩定性，使得每次運行都能得到一致的反饋。

遵循這些原則有助于創建可靠的測試套件，提高開發效率，減少回歸錯誤，并增強軟件的質量保證。

二、Automatic（自動化）

自動化意味著單元測試應該能夠無需人工干預而自動執行。這通常通過使用測試框架如JUnit、TestNG等實現。

單元測試應該是全自動執行的，并且非交互式的。測試用例通常是被定期執行的，執行過程必須 完全自動化才有意義。輸出結果需要人工檢查的測試不是一個好的單元測試。不允許使用 System.out 來 進行人肉驗證 ，單元測試必須使用assert 來驗證。

例如，下面是一個使用JUnit的簡單測試用例：

     import org.junit.Test;import static org.junit.Assert.assertEquals;public class CalculatorTest {private Calculator calculator;@Beforepublic void setUp() {calculator = new Calculator();}@Testpublic void testAdd() {int result = calculator.add(3, 5);assertEquals(8, result); // 自動驗證結果}}

@Test注解標識了測試方法，assertEquals斷言自動檢查計算結果是否符合預期。

三、Independent（獨立性）

獨立性意味著每個測試用例應該獨立于其他用例，不依賴于外部環境或先前的測試狀態。
為了保證單元測試穩定可靠且便于維護，單元測試用例之間決不能互相 調用，也不能依賴執行的先后次序。
反例：method2 需要依賴 method1 的執行，將執行結果作為 method2 的輸入。

例如，測試不應依賴于數據庫狀態或靜態變量。上述示例中，每個測試方法都是獨立的，不依賴于其他方法的執行。

   @Testpublic void testSubtract() {int result = calculator.subtract(7, 2);assertEquals(5, result);}

這個testSubtract方法獨立于testAdd，即使testAdd失敗，也不會影響testSubtract的執行。

四、Repeatable（可重復性）

可重復性意味著每次運行同一個測試，結果都應該相同。這意味著測試不應該依賴于不可控因素。

單元測試通常會被放到持續集成中，每次有代碼 push時單元測試都會被執行。如果單測對外部環境（網絡、服 務、中間件等）有依賴，容易導致持續集成機制的不可用。

為了不受外界環境影響 ，要求設計代碼時就把 SUT（Software under test）的依賴改成注入 ，在測試時用 Spring 這樣的 DI 框架注入一個本地（內存）實現或者 Mock 實現。

例如：

     @Testpublic void testRandomNumberGenerator() {Random random = new Random(1234L); // 使用固定種子確保每次生成相同的隨機數int number = random.nextInt(10);assertEquals(4, number); // 假設我們知道固定種子下生成的隨機數}

這里，我們通過提供固定的種子給Random類，確保每次運行testRandomNumberGenerator時，生成的隨機數是可預測的，從而滿足可重復性原則。

總結

單元測試AIR原則是提升代碼質量和開發效率的關鍵所在。通過自動化、獨立和可重復的單元測試，我們可以確保代碼的穩定性和可靠性，降低項目風險，提高產品質量。因此，我們應該在開發過程中充分重視并踐行這些原則，讓單元測試成為我們代碼質量的秘密武器。