在微服務架構盛行的今天，單元測試已成為保障代碼質量的核心環節。Spring Boot 生態提供了完整的測試工具鏈，結合 JUnit5 的現代化測試框架和 Mockito 的行為模擬能力，可實現從方法級到模塊級的全鏈路測試覆蓋。本文將通過實戰案例解析 JUnit5 與 Mock 測試的深度整合、Spring Boot 切片測試的精準定位，以及 JaCoCo 覆蓋率報告的自動化生成。

一、JUnit5 + Mock 測試：解耦復雜依賴

1.1 核心依賴配置

<!-- JUnit5 基礎依賴 -->
<dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId><version>5.9.3</version><scope>test</scope>
</dependency>
<!-- Mockito 核心庫 -->
<dependency><groupId>org.mockito</groupId><artifactId>mockito-core</artifactId><version>5.7.0</version><scope>test</scope>
</dependency>
<!-- Mockito JUnit5 擴展 -->
<dependency><groupId>org.mockito</groupId><artifactId>mockito-junit-jupiter</artifactId><version>5.7.0</version><scope>test</scope>
</dependency>

1.2 典型測試場景實現

場景：測試訂單服務中的支付邏輯，需模擬第三方支付網關

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class OrderPaymentServiceTest {@Mockprivate PaymentGatewayClient paymentGatewayClient; // 模擬第三方服務@InjectMocksprivate OrderPaymentService orderPaymentService; // 自動注入依賴@Testvoid testProcessPayment_WhenGatewaySuccess_ShouldUpdateOrderStatus() {// 模擬支付網關返回成功when(paymentGatewayClient.charge(any(PaymentRequest.class))).thenReturn(PaymentResponse.success("TXN_123"));// 執行測試方法Order order = new Order("ORD_456", OrderStatus.PENDING);orderPaymentService.processPayment(order);// 驗證訂單狀態更新assertEquals(OrderStatus.PAID, order.getStatus());// 驗證支付網關調用次數verify(paymentGatewayClient, times(1)).charge(any());}@Testvoid testProcessPayment_WhenGatewayTimeout_ShouldRetry() {// 模擬首次調用超時，第二次成功when(paymentGatewayClient.charge(any())).thenThrow(new PaymentTimeoutException()).thenReturn(PaymentResponse.success("TXN_789"));Order order = new Order("ORD_789", OrderStatus.PENDING);orderPaymentService.processPayment(order);assertEquals(OrderStatus.PAID, order.getStatus());// 驗證重試機制verify(paymentGatewayClient, times(2)).charge(any());}
}

關鍵點：

• @Mock 創建虛擬對象，@InjectMocks 自動注入依賴
• when().thenReturn() 定義模擬行為，支持鏈式調用
• verify() 驗證方法調用次數和參數匹配
• 參數匹配器：any()、anyString()、eq() 等

二、Spring Boot 切片測試：精準定位測試范圍

2.1 切片測試核心注解

注解	適用場景	加載的Bean范圍
@WebMvcTest	Controller層測試	僅加載Web相關組件（MVC）
@DataJpaTest	Repository層測試	僅加載JPA組件和嵌入式數據庫
@JsonTest	JSON序列化/反序列化測試	僅加載JSON轉換組件
@RestClientTest	REST客戶端測試	僅加載RestTemplate/WebClient

2.2 Controller層切片測試實戰

@WebMvcTest(OrderController.class)
class OrderControllerTest {@Autowiredprivate MockMvc mockMvc;@MockBeanprivate OrderService orderService; // 模擬Service層@Testvoid testGetOrderDetails_WhenOrderExists_ShouldReturn200() throws Exception {// 模擬Service返回when(orderService.getOrderDetails("ORD_123")).thenReturn(new OrderDetails("ORD_123", "iPhone 15", 999.99));// 模擬HTTP請求mockMvc.perform(get("/api/orders/ORD_123")).andExpect(status().isOk()).andExpect(jsonPath("$.orderId").value("ORD_123")).andExpect(jsonPath("$.productName").value("iPhone 15"));}@Testvoid testCreateOrder_WhenInvalidInput_ShouldReturn400() throws Exception {// 模擬請求體String invalidRequest = "{\"productName\":\"\",\"price\":-100}";mockMvc.perform(post("/api/orders").contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).content(invalidRequest)).andExpect(status().isBadRequest()).andExpect(jsonPath("$.errors[0].field").value("productName")).andExpect(jsonPath("$.errors[0].message").value("不能為空"));}
}

關鍵點：

• @WebMvcTest 自動配置MockMvc，無需啟動完整應用
• @MockBean 替換真實Service為模擬對象
• MockMvc 提供完整的HTTP請求模擬能力
• jsonPath() 用于驗證JSON響應結構

三、測試覆蓋率報告生成：JaCoCo實戰

3.1 Maven插件配置

<plugin><groupId>org.jacoco</groupId><artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId><version>0.8.11</version><executions><!-- 測試前準備覆蓋率代理 --><execution><id>prepare-agent</id><goals><goal>prepare-agent</goal></goals></execution><!-- 生成覆蓋率報告 --><execution><id>report</id><phase>test</phase><goals><goal>report</goal></goals><configuration><outputDirectory>${project.reporting.outputDirectory}/jacoco</outputDirectory><!-- 排除自動生成代碼和DTO類 --><excludes><exclude>**/generated/**/*</exclude><exclude>**/*DTO.class</exclude><exclude>**/*Config.class</exclude></excludes></configuration></execution></executions>
</plugin>

3.2 覆蓋率報告生成流程

1. 執行測試：

mvn clean test

2. 生成HTML報告：

mvn jacoco:report

3. 查看報告：
   • 路徑：target/site/jacoco/index.html
   • 關鍵指標：
     • 行覆蓋率：被執行代碼行占比
     • 分支覆蓋率：條件分支執行情況
     • 方法覆蓋率：方法調用情況

3.3 覆蓋率優化策略

問題場景	解決方案
異常分支未覆蓋	使用assertThrows驗證異常拋出
條件分支未覆蓋	使用參數化測試覆蓋所有分支
私有方法未覆蓋	通過重構將私有方法提取到公共類
第三方服務調用未覆蓋	使用Mockito模擬外部服務

四、最佳實踐總結

1. 測試分層策略：

   • 單元測試：JUnit5 + Mockito，覆蓋核心業務邏輯
   • 切片測試：@WebMvcTest/@DataJpaTest，驗證模塊集成
   • 端到端測試：Testcontainers + REST Assured，驗證完整流程

2. 覆蓋率目標設定：

   • 基礎要求：行覆蓋率 ≥ 70%，分支覆蓋率 ≥ 60%
   • 關鍵路徑：支付、權限等核心模塊要求 100% 覆蓋

3. 持續集成集成：

# GitHub Actions 示例
name: Java CI with Mavenon: [push]jobs:build:runs-on: ubuntu-lateststeps:- uses: actions/checkout@v2- name: Set up JDKuses: actions/setup-java@v1with:java-version: '17'- name: Build with Mavenrun: mvn -B package --file pom.xml- name: Generate Coverage Reportrun: mvn jacoco:report- name: Upload Coverage to Codecovuses: codecov/codecov-action@v1with:token: ${{secrets.CODECOV_TOKEN}}files: ./target/site/jacoco/jacoco.xml

通過本文介紹的測試方案，團隊可實現：

• 測試代碼編寫效率提升 40%+
• 缺陷發現率提升 60%+
• 回歸測試周期縮短 50%+
• 代碼質量可視化管控