[Java] Unit Test - 2.테스트 개요

1. Mock Object 란?

# 다른 누군가로부터 휴대 전화 서비스(CellPhoneService) 기능을 제공 받아 이를 사용한 휴대 전화 문자 발신기(CellPhoneMmsSender)를 프로그래밍 한다고 생각해 보자.

 

이를 코드로 나타내면 아래와 같다.

public class CellPhoneMmsSender {     private CellPhoneService cellPhoneService;         public CellPhoneMmsSender(CellPhoneService cellPhoneService) {         this.cellPhoneService = cellPhoneService;     }         public void send(String msg) {         cellPhoneService.sendMMS(msg);     } }

CellphoneMmsSender의 send() 메소드에 대한 테스트 코드를 작성 하려면 어떻게 해야 할까?
먼저 반환값을 검증하는 것을 고려할 수 있을 것이다. 하지만 테스트 대상인 send() 메소드의 반환 타입은 void 이다. 반환 값이 아니라면 무엇을 검증해야 할까?
CellphoneMmsSender 테스트 관점에서 중요한 것은 실제 문자 메시지를 보내는 것이 아니다. 실제 문자 메시지를 보내는 것은 CellphoneService의 책임이다.
그렇다면 CellphoneMmsSender send() 메소드에서 검증해야 하는 것은 전달 받은 메시지(msg)를 CellphoneService sendMMS()의 파라메터로 호출 했는지 여부이다.
CellphoneService의 sendMMS 호출 여부를 테스트 하기 위해서는 CellphoneMmsSender가 참조하고 있는 CellphoneService 객체를 가짜(대역) 객체로 대체하고 이를 검증하는 방법이 있다.
여기서의 사용하는 가짜 객체를 Mock Object 라고 한다.

 

# Mock Object는 테스트 더블(Test Double) 중 하나이며, 위키피디아에서는 아래와 같이 정의한다.

In object-oriented programming, mock objects are simulated objects that mimic the behavior of real objects in controlled ways. A programmer typically creates a mock object to test the behavior of some other object, in much the same way that a car designer uses a crash test dummy to simulate the dynamic behavior of a human in vehicle impacts. — https://en.wikipedia.org/wiki/Mock_object     '행위를 테스트 한다(test the behavior of some other object)'는 것은 무슨 의미일까? 위의 휴대 전화 문자 발신기 예제에서 '전달 받은 메시지(msg)를 CellphoneService sendMMS()의 파라메터로 호출 했는지 여부'가 행위에 해당하며 이를 테스트하는 것이다. 이를 행위 검증(Behavior Verification)이라고 한다.

 

# Stub과 Mock Object는 무엇이 다른가?

There is a difference in that the stub uses state verification while the mock uses behavior verification. 출처 : http://martinfowler.com/articles/mocksArentStubs.html   마틴 파울러는 위의 글에서 Mock Object는 행위 검증(behavior verification)에 사용하고, Stub은 상태 검증(state verification)에 사용하는 것이라고 말하고 있다. 행위 검증은 이 글로 충분히 다루었으니, 상태 검증을 마틴 파울러 글의 메일 서비스 예시 코드를 살펴 보자.   public interface MailService {     public void send (Message msg); }   public class MailServiceStub implements MailService {     private List<Message> messages = new ArrayList<Message>();    public void send (Message msg) {          messages.add(msg);     }    public int numberSent() {          return messages.size();     } }   class OrderStateTester...public void testOrderSendsMailIfUnfilled() {    Order order = new Order(TALISKER, 51);    MailServiceStub mailer = new MailServiceStub();    order.setMailer(mailer);    order.fill(warehouse);    assertEquals(1, mailer.numberSent()); }   위의 코드에서 상태(State)는 MailServiceStub의 messages 이다. 따라서 OrderStateTester은 MailServiceStub을 이용하여 상태(mailer.numberSent() — 메일 전송 횟수)를 검증(assertEquals) 한다. 결국 행위에 의해 만들어진 상태를 검증 하는 것이지 행위 자체를 검증 하고 있는 것은 아니다.

 

2. Mockito 

단위 테스트를 위한 Java Mocking Framework 이다.

<dependency>     <groupId>org.mockito</groupId>     <artifactId>mockito-all</artifactId>     <scope>test</scope> </dependency>

 

Mockito를 이용한 Mock 객체 생성

WriteArticleServiceImpl 클래스를 테스트하는 코드는 다음과 같을 것이다.

@Test public void writeArticle() {     WriteArticleServiceImpl writeArticleService = new WriteArticleServiceImpl();     Article article = new Article();     Article writtenArticle = writeArticleService.writeArticle(article);       assertNotNull(writtenArticle);     assertNotNull(writtenArticle.getId()); }

하지만 위 테스트를 실행하면 NullPointerException이 발생하는 데,

그 이유는 WriteArticleServiceImpl.writeArticle() 메서드에서 IdGenerator와 ArticleDao을 구현한 객체를 사용하기 때문이다.

따라서, WriteArticleServiceImpl 클래스를 테스트 하려면 IdGenerator와 ArticleDao를 가짜로 구현한 Mock 객체를 전달해 주어야 한다.

 

Mockito를 이용할 경우 이는 다음과 같이 Mockito.mock() 이라는 메서드를 이용해서 생성할 수 있다. 아래는 Mock 객체 생성 예이다.

import static org.junit.Assert.*; import static org.mockito.Mockito.*;   import org.junit.Test;   public class WriteArticleServiceImplTest {       @Test     public void writeArticle() {         // mock 객체 생성         ArticleDao mockedDao = mock(ArticleDao.class);         IdGenerator mockedGenerator = mock(IdGenerator.class);                  WriteArticleServiceImpl writeArticleService = new WriteArticleServiceImpl();         writeArticleService.setArticleDao(mockedDao);         writeArticleService.setIdGenerator(mockedGenerator);                  Article article = new Article();         Article writtenArticle = writeArticleService.writeArticle(article);                  assertNotNull(writtenArticle);     } }

 

Mock 객체의 메서드 호출 검증하기

Mock 객체를 사용하는 이유는 테스트 하려는 클래스가 연관된 객체와 올바르게 협업하는 지를 테스트 하기 위함도 있다.

따라서, Mock 객체의 메서드가 올바르게 실행되는 지 확인해볼 필요가 있다.

 

Mock 객체의 특정 메서드가 호출되었는 지 확인하려면 Mockito.verify() 메서드와 Mock 객체의 메서드를 함께 사용하면 된다. 아래는 사용 예이다.

@Test public void writeArticle() {     // mock 객체 생성     ArticleDao mockedDao = mock(ArticleDao.class);     IdGenerator mockedGenerator = mock(IdGenerator.class);          WriteArticleServiceImpl writeArticleService = new WriteArticleServiceImpl();     writeArticleService.setArticleDao(mockedDao);     writeArticleService.setIdGenerator(mockedGenerator);          Article article = new Article();     Article writtenArticle = writeArticleService.writeArticle(article);          assertNotNull(writtenArticle);     verify(mockedGenerator).getNextId();     verify(mockedDao).insert(article); }

 

위 코드에서 verify(mockedGenerator).getNextId() 메서드는 mockedGenerator 객체의 getNextId() 메서드가 호출되었는 지의 여부를 확인한다.

verify(mockedDao).insert(article) 메서드의 경우 mockedDao 객체의 insert() 메서드 호출 중에서 article 객체를 인자로 전달받는 호출이 있었는 지 여부를 확인한다.

일단 Mock 객체가 만들어지면 해당 Mock 객체는 메서드 호출을 모두 기억하기 때문에, 어떤 메서드 호출이든 검증할 수 있다.

 

원하는 값을 리턴하는 스텁 만들기

앞서 테스트에서 다음과 같이 writeArticleService.writeArticle(aritlce)이 리턴한 객체가 알맞은 ID 값을 갖는 지 확인하는 검증 코드를 넣었다고 하자.

Article writtenArticle = writeArticleService.writeArticle(article); assertNotNull(writtenArticle); assertNotNull(writtenArticle.getId()); // 에러 발생

위 코드에서 assertNotNull(writtenArticle.getId()) 메서드는 검증에 실패한다.

그 이유는 WriteArticleServiceImpl.writeArticle() 메서드가 IdGenerator.nextId() 메서드를 이용해서 ID 값을 가져온 뒤 aritlcle 객체에 저장하기 때문이다. (아래 코드 참조)

public Article writeArticle(Article article) {     Integer id = idGenerator.getNextId();     article.setId(id);     articleDao.insert(article);     return article; }

테스트 코드에서는 IdGenerator로 Mock 객체를 전달했는데, Mockito.mock()을 이용해서 생성한 객체의 메서드는 리턴 타입이 객체인 경우 null을 리턴하고 기본 데이터 타입인 경우 기본 값을 리턴한다.

따라서, 리턴 타입이 Integer인 (즉, 객체인) IdGenerator.getNextId()에 대해서는 null을 리턴하고 따라서 assertNotNull(writtenArticle.getId()) 코드에서 writtenArticle.getId() 메서드가 null을 리턴하게 되어 검증에 실패하는 것이다.

Mockito는 Mock 객체의 메서드가 알맞은 값을 리턴하는 스텁을 만들 수 있는 기능을 제공하고 있다. 이 메서드는 when - then의 형식을 띄고 있는데, 아래 코드는 실제 사용 예를 보여주고 있다.

... IdGenerator mockedGenerator = mock(IdGenerator.class); when(mockedGenerator.getNextId()).thenReturn(new Integer(1));   WriteArticleServiceImpl writeArticleService = new WriteArticleServiceImpl(); writeArticleService.setIdGenerator(mockedGenerator);   Article article = new Article(); Article writtenArticle = writeArticleService.writeArticle(article);   assertNotNull(writtenArticle); assertNotNull(writtenArticle.getId()); verify(mockedGenerator).getNextId();

Mockito.when() 메서드는 메서드 호출 조건을 그리고 thenReturn()은 그 조건을 충족할 때 리턴할 값을 지정한다. 위 코드의 경우 mockedGenerator.getNextId() 메서드가 호출되면 Integer(1)을 리턴하라는 의미를 갖는다.

Mock 객체의 메서드 호출 시 전달되는 인자 값에 따라서 리턴 값을 다르게 지정할 수도 있다. 아래 코드는 예를 보여주고 있다.

Article article = new Article(); when(mockedArticleDao.insert(article)).thenReturn(article));

 

Argument Matcher를 이용한 인자 매칭

보통, when()으로 스텁을 생성하거나 verify()로 메서드 호출 여부를 확인할 때는 특졍한 값을 지정한다.

// 인자 값이 1인 경우 스텁 생성 when(mockedListService.getArticles(1)).thenReturn(someList); // 인자 값으로 1을 전달하여 getArticles() 메서드를 호출했는 지의 여부 verify(mockedListService).getArticles(1);

하지만, 특정한 값이 아닌 임의의 값에 대해서 when() 메서드와 verify() 메서드를 실행하고 싶을 때가 있다.

이런 경우에는 Argument Matcher를 이용해서 인자 값을 지정하면 된다.

예를 들어, 임의의 정수 값을 인자로 전달받은 메서드 호출을 when()과 verify()에서 표현하고 싶다면 다음과 같이 Matchers.anyInt() 메서드를 사용하면 된다.

when(mockedListService.getArticles(anyInt())).thenReturn(someList); ... verify(mockedListService).getArticles(anyInt());

Matchers 클래스는 anyInt() 뿐만 아니라 anyString(), anyDouble(), anyLong(), anyList(), anyMap() 등의 메서드를 제공하는데,

이들 메서드에 대한 자세한 내용은 http://mockito.googlecode.com/svn/branches/1.6/javadoc/org/mockito/Matchers.html 사이트를 참고하기 바란다.

인자 중 한가지라도 Argument Matcher를 사용하면 나머지 인자에 대해서도 Matcher를 사용해야 한다. 예를 들어, 아래 코드는 예외를 발생한다.

Authenticator authenticator = mock(Authenticator.class); when(authenticator.authenticate(anyString(), "password")).thenReturn(authObj);

만약 여러 인자 중 특정 값을 명시해야 하는 경우가 필요하다면 eq() Matcher를 사용하면 된다. 아래는 위 코드를 eq()를 이용해서 수정한 코드를 보여주고 있다.

Authenticator authenticator = mock(Authenticator.class); when(authenticator.authenticate(anyString(), eq("password"))).thenReturn(authObj);

Mockito 클래스는 Matchers 클래스를 상속받고 있기 때문에 Mockito 클래스의 static 메서드를 static import 하면 Matchers 클래스에 정의된 메서드를 사용할 수 있다.

thenThrow()를 이용한 예외 발생

Mock 객체의 메서드 호출시 예외를 발생시키고 싶을 때가 있는데, 이런 경우에는 thenThrow() 메서드를 사용하면 된다. 아래는 사용 예를 보여주고 있다.

when(mockedDao.insert(article)).thenThrow(new RuntimeException("invalid title"));

thenThrow() 메서드에서 발생시킬 예외 객체를 전달해주면, when()에서 지정한 조건의 메서드가 호출될 때 예외를 발생시킨다.

메서드 호출 회수 검사

메서드가 지정한 회수 만큼 호출되었는 지의 여부를 확인하려면 times() 메서드를 사용하면 된다. 예를 들어, Mock 객체의 특정 메서드가 3번 호출되었는 지 확인하려면 다음과 같이 verify() 메서드의 두 번째 인자에 times() 메서드를 (정확히는 times() 메서드의 리턴 값을) 전달해주면 된다.

verify(mockedAuthenticator, times(3)).authenticate(anyString(), anyString());

호출 회수를 따로 지정하지 않을 경우 times(1)이 기본 값이 된다. times() 외에 다음과 같은 메서드를 사용할 수 있다.

• times(int) - 지정한 회수 만큼 호출되었는 지 검증

• never() - 호출되지 않았는지 여부 검증

• atLeastOnce() - 최소한 한번은 호출되었는 지 검증

• atLeast(int) - 최소한 지정한 회수 만큼 호출되었는 지 검증

• atMost(int) - 최대 지정한 회수 만큼 호출되었는 지 검증

다수의 Mock 객체들이 사용되지 않은 것을 검증하고 싶은 경우에는 verifyZeroInteractions(Object ... mocks) 메서드를 사용하면 된다. 아래는 사용 예이다.

verifyZeroInteractions(mockedOne, mockedTwo, mockedThree);

Answer를 이용한 메서드 구현

Mock 객체를 사용하다보면 직접 Mock의 동작 방식을 구현해 주고 싶을 때가 있다. (사실, 필자가 개인적으로 굳이 간단한 Mock 라이브러릴 만든 이유도 이것 때문이었다.) 이런 경우 thenAnswer() 메서드와 Answer 인터페이스를 사용하면 된다. 아래 코드는 사용 예이다.

when(mockedGenerator.getNextId()).thenAnswer(new Answer<Integer>() {     private int nextId = 0;     public Integer answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {         return new Integer(++nextId);     } });

위와 같이 Answer를 사용하면, mockedGenerator의 getNextId() 메서드를 호출할 때 마다 answer() 메서드가 호출된다. 위 코드의 경우 getnextId() 메서드가 호출될 때 마다 1씩 증가된 값을 리턴하는 Anwser 구현 클래스를 리턴하였다.

만약 파라미터로 전달되는 값을 사용하고 싶다면 answer() 메서드에 전달된 InvocationOnMock을 이용하면 된다. 아래 코드는 사용 예이다.

when(authenticator.authenticate(anyString(), anyString())).thenAnswer(new Answer<Object> (){     public Object answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {         Object[] arguments = invocation.getArguments();         String userId = (String) arguments[0];         String password = (String) arguments[1];         Object authObject = null;         // ...         return authObject;     } });

@Mock 어노테이션을 이용한 코드 단순화

Mockito.mock() 메서드를 이용해서 Mock 객체를 생성하는 코드가 다소 성가시게 느껴진다면, @Mock 어노테이션을 이용해서 Mock 객체를 생성할 수 있다. 예를 들어, 아래 코드와 같이 테스트 클래스의 멤버 필드에 @Mock 어노테이션을 적용하면 해당 타입에 대한 Mock 객체가 할당된다.

@Mock 어노테이션이 동작하려면 테스트가 실행되기 전에 @Mock 어노테이션이 적용된 필드에 Mock 객체를 할당하도록 해 주어야 한다. JUnit 4 버전의 경우 @RunWith 어노테이션에서 MockitoJUnit44Runner.class를 값으로 지정해주면 된다.

import static org.junit.Assert.*; import static org.mockito.Mockito.*;   import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.mockito.Mock;   @RunWith(MockitoJUnit44Runner.class) public class WriteArticleServiceImplTest {       @Mock Authenticator authenticator;     @Mock ArticleDao mockedDao;     @Mock IdGenerator mockedGenerator;          @Test     public void setup() {         when(authenticator.authenticate(anyString(), eq("password"))).thenReturn(null);         ...     }   }

또는 테스트가 실행되기 전에 명시적으로 MockitoAnnotations.initMocks(this) 메서드를 호출해주면 된다.

public class WriteArticleServiceImplTest {       @Mock Authenticator authenticator;     @Mock ArticleDao mockedDao;     @Mock IdGenerator mockedGenerator;          @Before     public void test() {         MockitoAnnotations.initMocks(this);     }          @Test     public void writeArticle() {         when(authenticator.authenticate(anyString(), eq("password"))).thenReturn(null);     } }