测试开发之单元测试-基于Jacoco的单元测试代码覆盖率统计

代码覆盖率（Code coverage）用于描述一次测试执行中，被执行的代码占总代码的比率。这里的一次执行，可以是一次单元测试，也可以是一段时间内的手工测试执行；覆盖率除了按代码行进行计算，也可以统计程序代码的分支、函数和类的覆盖比率。

本文中介绍的Jacoco是一款流行的开源Java代码覆盖率工具，其覆盖率指标主要有以下几个：

指令 Instructions

针对Java字节代码指令的覆盖，是Jacoco最小粒度的指标。它提供总量、被执行和遗漏和数量信息。

分支 Branches

基于If、Switch语句分支来计算覆盖率，不包括异常处理分支。可在文件、类和方法3个层面进行统计。

行、方法和类

针对源代码的中的行、方法和类，进行总数、被执行、遗漏数量的统计。

下面我们给出一个例子，展示如何在Maven执行单元测试时，使用Jacoco统计代码覆盖率。完整被测项目的源代码可参考这里。

新建一个基于Maven的TestNG单元测试项目，在pom.xml中加入以下依赖。

<dependency>
  <groupId>org.testng</groupId>
  <artifactId>testng</artifactId>
  <version>7.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>com.google.inject</groupId>
  <artifactId>guice</artifactId>
  <version>3.0</version>
  <scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.uncommons</groupId>
  <artifactId>reportng</artifactId>
  <version>1.1.4</version>
  <scope>test</scope>
  <exclusions>
    <exclusion>
      <groupId>org.testng</groupId>
      <artifactId>testng</artifactId>
    </exclusion>
  </exclusions>
</dependency>

在pom.xml中增加以下2个插件，分别用于TestNG测试执行和Jacoco覆盖率统计。

<plugin>
  <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
  <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
  <version>2.22.1</version>
  <configuration>
    <testFailureIgnore>true</testFailureIgnore>
    <suiteXmlFiles>
      <suiteXmlFile>${testng.suite}</suiteXmlFile>
    </suiteXmlFiles>
    <argLine> @{argLine} -Dfile.encoding=UTF-8</argLine>
  </configuration>
</plugin>
<plugin>
  <groupId>org.jacoco</groupId>
  <artifactId>jacoco-maven-plugin</artifactId>
  <version>0.8.9</version>
  <executions>
    <execution>
      <goals>
        <goal>prepare-agent</goal>
      </goals>
    </execution>
    <execution>
      <id>report</id>
      <phase>test</phase>
      <goals>
        <goal>report</goal>
      </goals>
    </execution>
  </executions>
</plugin>

下面我们编写一个被测试的Java类Count。

package com.deeptest.sample.jcoco;
public class Count {
    public int add(int x ,int y){
        int i = 0;
        if (i == 0) {
            i++;
        } else {
            i--;
        }
        return x + y;
    }
    public int sub(int x ,int y){
        return x - y;
    }
    public int div(int x ,int y){
        return x / y;
    }
}

再写一个TestNG单元测试类。

package com.deeptest.sample.jcoco;
import org.testng.annotations.Test;
import static org.testng.AssertJUnit.assertEquals;
public class CountTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        Count count = new Count();
        int result = count.add(2,2);
        assertEquals(result, 4);
    }
}

在src/test/res中创建一个测试套件，它被pom.xml中的maven-surefire-plugin插件调用，并会在maven构建的test生命周期中执行。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<suite name="套件">
    <test name="用例">
        <classes>
            <class name="com.deeptest.sample.jcoco.CountTest" />
        </classes>
    </test>
</suite>

进入项目根目录，执行以下命令开始测试。第一次执行会下载相应的依赖，时间会相对比较久一些。

mvn clean test

结束后jacoco会在target/site/jacoco下生成XML和HTML格式的覆盖率报告，其中HTML报告用浏览器打开后如下。

最后，我们花点时间给大家介绍下maven构建的过程。在pom.xml我们定义了两个插件，分别用于jacoco的执行和java代码的打包。
这里重点介绍下jacoco-maven-plugin插件，其下名为prepare-agent的goal，默认会在maven的initialize生命周期中执行（pom.xml中不配置phase的goal，会默认使用插件的设置），用于准备代理（你可以理解为向Java虚拟机注入代码，添加获取VM执行信息的钩子）；名为report的goal，用于在测试完成后，生成覆盖率报告。

如果不使用pom.xml的execution执行器，也可以用以下命令来代替。注意：它是一整行的命令，为了加注释分成了多行。

mvn clean -Dmaven.test.skip=false                              # 不忽略测试
    org.jacoco:jacoco-maven-plugin:0.8.9:prepare-agent         # 准备Jacoco代理
    compile test-compile                                       # 编译代码
    org.apache.maven.plugins:maven-surefire-plugin:2.22.1:test # 单元测试
    org.apache.maven.plugins:maven-jar-plugin:2.4:jar          # 打包JAR
    org.jacoco:jacoco-maven-plugin:0.8.9:report                # 生成Jacoco覆盖率报告
    -Dmaven.test.failure.ignore=true -Dfile.encoding=UTF-8     # 一些参数

Q: 什么是Jacoco代码覆盖率工具？

A: Jacoco是一款开源的Java代码覆盖率工具，用于统计指令、分支、行、方法和类的覆盖率。

Q: 如何使用Maven执行Jacoco的代码覆盖率统计？

A: 可以在pom.xml中配置jacoco-maven-plugin插件，并通过执行`mvn clean test`命令来生成覆盖率报告。

Q: Jacoco支持哪些代码覆盖率指标？

A: Jacoco支持指令、分支、行、方法和类的代码覆盖率统计。