Mockito — 什么是它，关键概念和工作原理

什么是Mockito？

Mockito是一个开源库，用于在Java、Kotlin和其他JVM语言的单元测试中创建mock对象（替身）。与负责运行测试的JUnit不同，Mockito解决了隔离问题——将被测试类的真实依赖替换为可预测的对象。

没有mock，测试访问数据库或外部API的方法需要设置真实环境——部署数据库、启动服务器。Mockito用固定行为的对象替换这些依赖：repository.findById(1)方法总是返回特定的User对象，而无需访问数据库。

Mockito的架构基于Proxy模式（用于接口和类）。该库为指定类型生成子类或代理，并拦截所有方法调用，返回默认值或通过when().thenReturn()设置的值。

Mockito如何工作

工作原理 Mockito基于三个基本操作：创建mock、配置行为（stubbing）和验证调用（verification）。每个操作都使用org.mockito.Mockito类中的静态方法——根据Maven Central统计，该类是Java生态系统中加载最多的类。mock的所有方法调用都记录在内存中，以便稍后通过verify进行检查。

使用Mockito进行测试的三个步骤

典型的Mockito测试包括三个阶段：Arrange — 创建mock并通过when().thenReturn()配置stub，Act — 调用被测试方法，Assert — 通过assertEquals和verify(mock)检查结果。这种方法称为AAA（Arrange-Act-Assert）。

使用存储库mock的基本示例

让我们看一个简单的测试，Mockito替换了用户存储库。when().thenReturn()方法配置mock，使findById调用返回一个预先准备好的User对象。

// 我们创建存储库的mock
UserRepository mockRepo = mock(UserRepository.class);

// 配置行为：当findById(1)时返回用户
when(mockRepo.findById(1)).thenReturn(new User("Alice"));

// 检查方法是否确实被调用
User result = mockRepo.findById(1);
assertEquals("Alice", result.getName());
verify(mockRepo).findById(1);

创建mock对象

Mockito提供了两种创建mock的方式：静态方法mock(Class)和通过MockitoAnnotations.openMocks()初始化的@Mock注解。第一种方式对于一两个mock来说很简洁，第二种方式在依赖较多时很方便——注解减少了样板代码。

通过静态方法mock()

mock()方法接受一个类并返回一个可以通过when().thenReturn()配置的替身对象。所有未配置的方法返回默认值：数字返回0，boolean返回false，对象返回null。

ApiClient apiClient = mock(ApiClient.class);
Database database = mock(Database.class);

通过@Mock注解与JUnit 5

@Mock注解与@ExtendWith(MockitoExtension.class)结合，会自动为测试类的所有字段创建mock。MockitoExtension扩展负责在每个测试之前进行初始化。

@ExtendWith(MockitoExtension.class)
class UserServiceTest {

    @Mock
    private UserRepository userRepository;

    @InjectMocks
    private UserService userService;

    @Test
    void getUserShouldReturnUserFromRepo() {
        when(userRepository.findById(1)).thenReturn(new User("Alice"));
        User result = userService.getUser(1);
        assertEquals("Alice", result.getName());
    }
}

Stubbing：配置mock行为

Stubbing — 确定mock方法在使用特定参数调用时应返回什么的过程。基本语法：when(mock.method(args)).thenReturn(value)。针对不同的场景，Mockito提供了几种then方法的变体。

通过thenAnswer实现动态响应

当返回值依赖于调用参数时，使用带lambda的thenAnswer。这对于模拟与真实数据的工作很有用——例如，基于传递的对象生成ID。

when(repository.save(any())).thenAnswer(invocation -> {
    User user = invocation.getArgument(0);
    user.setId(42);
    return user;
});

Verify：检查与mock的交互

Verify是Mockito的独特功能，较旧的mock对象库（EasyMock、jMock）不提供此功能。

Verify使测试更加可靠，因为它不仅检查返回值，还检查副作用——不返回结果的方法（void方法）的调用。verify(mock).methodName(args)方法检查mock的特定方法是否使用指定参数被调用。这不仅允许测试结果，还允许测试过程——访问依赖的事实。

检查调用次数

默认情况下，verify检查方法是否恰好被调用一次。如果需要不同的次数——使用times(n)、atLeast(n)、never()以及Mockito类中的其他修饰符。

// 检查调用次数
verify(repository, times(3)).save(any());
verify(repository, never()).delete(any());
verify(repository, atLeastOnce()).findById(1);

// 检查调用顺序
InOrder inOrder = inOrder(repository);
inOrder.verify(repository).save(any());
inOrder.verify(repository).flush();

使用ArgumentCaptor捕获参数

当需要检查方法是用哪个确切对象调用时，使用ArgumentCaptor。它在调用期间捕获参数的值，并允许单独检查其字段。当被测试代码在内部创建对象并将其传递给依赖项时，ArgumentCaptor特别有用——您无法通过其他方式检查此对象。

ArgumentCaptor<User> captor = ArgumentCaptor.forClass(User.class);
verify(repository).save(captor.capture());
assertEquals("Alice", captor.getValue().getName());

@Mock和@InjectMocks注解

@Mock和@InjectMocks — Mockito的两个关键注解，显著减少了样板代码。@Mock为字段创建mock，@InjectMocks通过构造函数、setter或字段将测试类中的所有mock注入到被测试对象中。

@InjectMocks机制尝试按以下顺序注入依赖：参数最多的构造函数、按类型的setter、私有字段。如果没有任何方式成功——对象保持null依赖，测试将因NullPointerException失败。

@InjectMocks的使用规则

重要的是要理解：@InjectMocks不分析字段类型——它插入任何类型兼容的mock。如果类中有两个相同类型的字段——Mockito可能注入错误的mock。在这种情况下，建议使用带有显式传递mock的构造函数。

Mockito在Android项目中的应用

在Android开发中，Mockito与JUnit一起用于测试ViewModel、Repository和UseCase。由于这些类在没有Android上下文的JVM上运行，Mockito将它们的依赖——Room DAO、Retrofit API、SharedPreferences——替换为具有可预测行为的stub。

为Mockito配置Gradle

要将Mockito添加到Android项目，只需添加mockito-core或mockito-inline依赖（后者支持mock final类和静态方法）。5.12.0版本（2024）包括对Java 21的支持和与JUnit 5的改进集成。

// build.gradle.kts（模块）
dependencies {
    testImplementation("org.mockito:mockito-core:5.12.0")
    testImplementation("org.mockito:mockito-junit-jupiter:5.12.0")
}

Mockito和PowerMock：过时的做法

以前，mock静态方法和构造函数需要PowerMock — 一个通过字节码工具工作的扩展。从带有mockito-inline的Mockito 5.x开始，此功能已直接内置：mockStatic(ClassName.class)无需额外库即可mock静态方法。

使用Mockito测试ViewModel

典型场景：ViewModel调用存储库方法并将结果转换为UI状态。Mockito替换存储库，测试检查ViewModel是否正确处理成功响应和错误。在使用Clean Architecture时，为每一层创建mock：DataSource、Repository和UseCase — 这允许独立测试每一层。

• success case — when(repo.getData()).thenReturn(Result.success(data)) → 我们检查 state = Success(data)。
• error case — when(repo.getData()).thenReturn(Result.error(exception)) → 我们检查 state = Error(message)。
• loading state — verify 确保 ViewModel 在调用存储库之前设置了 isLoading = true。