Mockito 也能 Mock final 类和 final 方法了

calendar May 14, 2018   ---   · 3 min read · Unit Test JUnit mockito  ·
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以实际 Java 项目中的单元测试 Mock 框架基本是 Mockito 2 了，因为它有一个十分流畅的 API。Mockito  2也为 JUnit 5 配上了 MockitoExtension, 所以 JUnit 5 下使用 Mockito 2 的关节也打通了。但在我们享受 Mockito 2 便利的同时，与 JMockit 相比局限性就很明显，因为 Mockito 2 是通过创建匿名子类来进行 Mock 的，所以任何子类对父类无法突破的方面它都存在。譬如，final 类, final 方法, 私有方法, 静态方法, 构造函数都是无法通过子类型进行重写的。所以除非特别需要，在 Mockito 2 无法胜任时都求助于 JMockit，JMockit 借助于 javaagent 取得了 JVM 的高控制权才得已为所欲为。


当 Mockito 来到了 2.1.0 版本，它也觉得不能对以上所有的限制置若罔闻, 首先带给我们的突破是它也可以 Mock final 类和 final 方法，虽然仍处于孵化器中，但毕竟是应用在单元测试中，能用就很不错了，只要以后不被拿走就行。这是官方对它的介绍 Mock the unmockable: opt-in mocking of final classes/methods

下面我亲自操作一遍，并给出更全方位的测试样例

待测试类(final 类与 final 方法的组合)

 1class NonFinalClassWithFinalMethod {
 2    final String finalMethod() {
 3        return "something";
 4    }
 5}
 6
 7final class FinalClassWitnNonFinalMethod {
 8    String nonFinalMethod() {
 9        return "somthing";
10    }
11}
12
13final class FinalClassWithFinalMethod {
14    final String finalMethod() {
15        return "something";
16    }
17}

对 final 修饰符视而不见的 Mock 测试

 1package cc.unmi;
 2
 3import org.hamcrest.CoreMatchers;
 4import org.junit.Test;
 5import org.junit.runner.RunWith;
 6import org.mockito.Mockito;
 7import org.mockito.junit.MockitoJUnitRunner;
 8
 9import static org.junit.Assert.assertThat;
10import static org.mockito.Mockito.when;
11
12@RunWith(MockitoJUnitRunner.class)
13public class FinalClassTest {
14
15    @Test
16    public void testNonFinalClassWithFinalMethod() {
17        NonFinalClassWithFinalMethod testMe = Mockito.mock(NonFinalClassWithFinalMethod.class);
18        when(testMe.finalMethod()).thenReturn("hello");
19        assertThat(testMe.finalMethod(), CoreMatchers.equalTo("hello"));
20    }
21
22    @Test
23    public void testFinalClassWithNonFinalMethod() {
24        FinalClassWitnNonFinalMethod testMe = Mockito.mock(FinalClassWitnNonFinalMethod.class);
25        when(testMe.nonFinalMethod()).thenReturn("hello");
26        assertThat(testMe.nonFinalMethod(), CoreMatchers.equalTo("hello"));
27    }
28
29    @Test
30    public void testFinalClassWithFinalMethod() {
31        FinalClassWithFinalMethod testMe = Mockito.mock(FinalClassWithFinalMethod.class);
32        when(testMe.finalMethod()).thenReturn("hello");
33        assertThat(testMe.finalMethod(), CoreMatchers.equalTo("hello"));
34    }
35}

如果上面的待测试类没有 final 类和 final 方法，上面三个测试用例都能成功通过。然而基于待测试类存在 final 修饰符的事实，以上测试用例将全部失败，它们的错误信息将分别是
testNonFinalClassWithFinalMethod(): org.mockito.exceptions.misusing.MissingMethodInvocationException:
    when() requires an argument which has to be 'a method call on a mock'.
For example:
    when(mock.getArticles()).thenReturn(articles); Also, this error might show up because:
1. you stub either of: final/private/equals()/hashCode() methods.
    Those methods *cannot* be stubbed/verified.
    Mocking methods declared on non-public parent classes is not supported.
2. inside when() you don't call method on mock but on some other object. testFinalClassWithNonFinalMethod(): org.mockito.exceptions.base.MockitoException:
Cannot mock/spy class cc.unmi.FinalClassWitnNonFinalMethod
Mockito cannot mock/spy because :
  - final class testFinalClassWithFinalMethod: org.mockito.exceptions.base.MockitoException:
Cannot mock/spy class cc.unmi.FinalClassWitnNonFinalMethod
Mockito cannot mock/spy because :
  - final class
就是说正常情况下 final class, final method 等是不受 Mockito 待见的。

但是当再加上一个待测试类
1class NonFinalClassWithNonFinalMethod {
2    String nonFinalMethod() {
3        return "something";
4    }
5}

和测试用例
1    @Test
2    public void testNonFinalClassWithNonFinalMethod() {
3        NonFinalClassWithNonFinalMethod testMe = Mockito.mock(NonFinalClassWithNonFinalMethod.class);
4        when(testMe.nonFinalMethod()).thenReturn("hello");
5        assertThat(testMe.nonFinalMethod(), CoreMatchers.equalTo("hello"));
6    }

四个测试用例一起运行结果又不一样了

此时单独运行 testNonFinalClassWithFinalMethod 还是提示与之前一样的错误
org.mockito.exceptions.misusing.MissingMethodInvocationException:
    when() requires an argument which has to be 'a method call on a mock'.
For example:
    when(mock.getArticles()).thenReturn(articles); Also, this error might show up because:
1. you stub either of: final/private/equals()/hashCode() methods.
    Those methods *cannot* be stubbed/verified.
    Mocking methods declared on non-public parent classes is not supported.
2. inside when() you don't call method on mock but on some other object.

添加配置文件达成对 final 类 final 方法的 Mock

那么 Mockito 声称能 Mock final 类和 final 方法的角决之道在哪里呢？一个额外的配置文件，对于 Maven 标准布局的项目，创建这个文件
src/test/resources/mockito-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker
如果是其他项目的话，应该只需保证在 classpath 下有文件 mockito-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker

该文件的内容是
mock-maker-inline
对，它就像是 SPI 模式的类似 META-INF/services/org.junit.platform.engine.TestEngine 文件。

有了 src/test/resources/mockito-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker 文件，及内容 mock-maker-inline 后，再次运行上面的测试用例

全绿，说明 Mockito 能对 final 类和 final 方法进行 Mock 了。这已经是 Mockito 的一大进步，先别对 private, static 有所奢欲。

MockMaker 让 Mockito 发生了什么

我们可以通过以下几张图来了解在 src/test/resources/mockio-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker (mock-maker-inline) 前后发生了什么

前前，考查 Mock 的对象

Mock 非 final 类创建子类


不能 Mock final 类


后后，再次考查 Mock 的对象

终于 final 类也可以 Mock 了, 不能生成子类，像是直接生成它的实例，也无可非


可是对于非 final 类型也不再生成子类了，和 mock final 类一样的行为了


基于 Mockito.mock(clazz) 直接创建实例这一事实，原理上我们可以使用 Mockito 来 Mock 构造函数的。

前前后后，针对接口和抽象类

为抽象类创建子类型 为接口也是创建子类型


对于接口和抽象类的 Mock 行为始终没变，总是必须创建它们的子类型。

为什么是 mock-maker-inline

既然前面猜测 src/resources/mockito-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker 像是 SPI 模式，那么它大约就真的是了，的确是。其中可以写 mock-maker-inline, 必定也可以写上别的什么，自然要查找下 MockMaker 接口有哪些实现

有三个实现可选，mock-maker-inline 毫无疑问对应的就是 InlineByteBuddyMockMaker, 默认的实现方式也很容易想像得出来就是 SubclassByteBuddyMockMaker, 猜测配置为 mock-maker-subclass, 经验证不对。如果要显式的指定采用 SubclassByteBuddyMockMaker, 那么 src/resource/mockto-extensions/org.mockito.plugins.MockMaker 文件的内容是
org.mockito.internal.creation.bytebuddy.SubclassByteBuddyMockMaker
而要用 ByteBuddyMockMaker 的话，该文件内容是
org.mockito.internal.creation.bytebuddy.ByteBuddyMockMaker
Mockito 目前提供的所有三个 MockMaker 实现，只有 InlineByteBuddyMockMaker 能用来 Mock final 类和 final 方法，mock-maker-inline 也可以配置为完整的类名
org.mockito.internal.creation.bytebuddy.InlineByteBuddyMockMaker
细看 org.mockito.internal.creation.bytebuddy.InlineByteBuddyMockMaker 类能发现它其中使用到了 JDK 的 Instrumentation API 和 ByteBuddyAgent 在生成实例时对方法实现进行了替换。

PowerMockito(PowerMock) 是什么来头

根据 Mockito 预留下来的 MockMaker 的实现，实际上给了第三方实现进行扩展对静态或私有方法的 Mock 了，这也就是让 Mockito 让 PowerMock 有可乘之机。因此，如果要 Mock 静态或私有方法的话，除 JMockit 外还有另一选择，那就是 PowerMock，而且还能继续使用 Mockito 的 API。

有了一个基本的推测后，顺道看一下 PowerMock 带来了什么 MockMaker 实现，在 pom.xml 加入当前最新的 powermock-api-mockito 模块
1<dependency>
2    <groupId>org.powermock</groupId>
3    <artifactId>powermock-api-mockito2</artifactId>
4    <version>1.7.4</version>
5    <scope>test</scope>
6</dependency>

powermock-api-mockito2 在Maven 中央仓库正式版当前为 1.7.4, 所带的 Mockito 还是 2.8.9, 当前 Mockito 版本是 2.18.3, 落后也并不大。在 Maven 中央仓库还有 2.0.0-beta.5 的 powermock-api-mockito2, 所带的 Mockito 2 是 2.10.0 版本。

powermock-api-mockito2 为 Mockito 2 提供了 MockMaker 的一个第三方实现是
org.powermock.api.mockito.mockmaker.PowerMockMaker
也正是它完善了 Mockito 2 对静态方法，私有方法，以及构造函数的 Mock 的，所以说本质上 powermock-api-mockito2 就是 Mockito 2 的一个扩展。 永久链接 https://yanbin.blog/mockito-mock-final-class-final-method/, 来自 隔叶黄莺 Yanbin's Blog
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