用Java测试网络代码

　　网络代码被证明是很难进行完全彻底的测试，这是因为测试组件不依赖其他服务器，以独立进程形式工作时效果最好。本文中，Nelson Minar描述了两种单元测试网络代码的方法。首先，他提出您设计网络代码时应该尽可能地做到逻辑上与网络独立。接着，他建议使用Java的协议处理器类模拟网络连接而不是使用实际的网络。使用这些原则，您就可以很轻松地生成网络测试软件。
　　测试网络代码并是一件很困难的事情。优秀的单元测试组件运行速度非常快，这样开发人员在每次编译之后就能够进行测试。当然，测试流也要能够稳定地运行，这样它们才可以持续捕获代码中的任何错误。然而，实践证明，网络代码（例如，从URL上读取的代码）是很难快速并稳定地测试的。而且，如果测试组件本身进行网络调用，测试会因为依赖网络和其他服务器将会变得非常缓慢并十分不稳定。
　　设想一个可以从网页上下载、格式化并显示XML数据的程序。该程序的本地测试流将需要从一个运行的Web服务器上获取XML数据。但是程序的很多部分——XML解析器、格式化程序和显示程序——可能不需要依赖网络就可以独立测试。请记住这个例子，我将在本文中举例说明两种可以测试与网络相关代码的方法。当测试进行时，这两种方法可以避免使用网络。
　　我首先描述简单的网络激活演示程序PrintRSS，然后再讨论如何使用简单的 Reader 和Writer 对象而不是网络连接来设计简化测试的PrintRSS程序。最后我将介绍一个允许程序员合成特殊的testurl库：使用正常http中的URLs绕过网络。注意： 测试将使用JUnit 测试框架的 assert() 方法。
　　PrintRSS演示程序
　　PrintRSS是一个可以从URL读取数据并对数据进行处理的程序。它可以很好的演示网络代码的测试。PrintRSS 使用RSS格式读取数据，这个数据格式可以简单地将新鲜内容并入XML。本文中，这个重要的RSS结构定义如下：
　　
　　
　　
　　 ...
　　
　　PrintRSS从某个URL下载RSS文档，规定内容的具体布局，然后以一种易读的方式将标题输出到System.out：
　　Channel Title
　　 Item 1
　　 Item 2
　　PrintRSS执行四个主要操作：
　　● 打开与某一URL的连接
　　● 使用XML进行读取
　　● 格式化数据
　　● 输出到System.out
　　PrintRSS程序将上述的四种功能封装在一个单独的方法（printURL(URL)）中。然而，很难对这个方法进行测试，原因有两个：
　　首先代码依赖于从URL上读取的数据；如果URL 是一个http: URL，这就要涉及到网络。而且，输出到System.out所产生的影响使代码自己的行为也被隐藏起来。好好考虑一下这些问题，您又能如何更好地设计Printress来进行测试呢？
　　使用eaders和writers封装数据
　　简单地解析和格式化XML代码而不是连接网络，您就能分解代码并独立测试数据的逻辑性。虽然再分解代码看起来有点令人畏惧，但是这样的努力是为了得到更好的代码。这是因为代码是经过测试的同时设计也更标准。
　　记住，您可以将printURL()的代码解析和格式化功能分解为一个新的方法formatReader(Reader, Writer)，这个方法专门用于对一个带有XML数据的Reader对象进行解析然后将结果报告输出到提供的Writer。
　　测试 formatReader(Reader, Writer)现在变得简单了：
　　testFormatReaderGoodData():
　　 String goodRSSData = "" +
　　 "" +
　　 "" +
　　 "" +
　　 "";
　　 String goodRSSOutput = "Channel Title\n Item 1\n Item 2\n";
　　
　　 Reader r = new StringReader(goodRSSData);
　　 Writer w = new StringWriter();
　　 PrintRSS.formatReader(r, w);
　　
　　 assertEquals(goodRSSOutput, w.toString());
　　上面的示例只用readers和writers在没有URL和网络连接的情况下测试了解析和格式化逻辑。测试示例演示了一个有用的测试方法：创建的reader流将测试数据包含在测试代码中而不是从文件或者网络读取数据。实践证明StringReader和StringWriter(或者 ByteArrayInputStream 和ByteArrayOutputStream)在把测试数据嵌入到单元测试流方面是没有价值的。
　　上述的单元测试在一切都正常时执行一定的逻辑进行观察，但它对问题出现错误处理代码同样重要。接下来，就是一个测试坏数据的示例，其中巧妙的使用了Junit来检查是否出现异常：
　　testFormatReaderBadData():
　　 String badXMLData = "this is not valid xml data";
　　 StringReader r = new StringReader(badXMLData);
　　
　　 try {
　　 PrintRSS.formatReader(r, new StringWriter());
　　 fail("should have thrown XML error");
　　 } catch (XMLParseException ex) {
　　 // No error, we expected an exception
　　 }
　　readers 和 writers再次封装数据。主要的不同在于：这里的数据使 formatReader()抛出异常，如果没有产生异常，就会调用Junit的方法fail()。
　　使用Java 协议处理器测试网络代码
　　虽然非网络的分离方法可以使程序能像PrintRSS一样易于测试，但是这样的努力对于创建完整的测试流还是不够的。我们仍希望测试网络代码本身，尤其是网络异常控制。而且有时候分离到reader接口并不是很方便；被测试的代码可能会依赖于一个仅能理解URL的库。本部分我将解释如何测试方法 formatURL(URL, Writer)，这种方法带有URL、读取RSS并将数据输出到writer。
　　您可以使用多种方式测试包含URL的代码。首先，您可以使用标准的http: URLs 并指向运转的测试服务器。然而这种方法要求稳定的Web服务器——少一个组件来使测试复杂化。其次，您可以使用指向本地文件的 file: URLs。这种方法和使用http: URLs存在相同的问题：虽然您可以使用file:或者 http: URLs访问准确的测试数据，但是它仍然很难模拟导致I/O（输入和输出）异常的网络失败。
　　一个测试URL代码的更好方法就是创建新的URL命名空间testurl:，使之处于测试程序的完全控制之中——种使用Java协议处理器的简单方法。
　　实现sturl
　　Java协议处理器允许编程人员使用它们自己的代码实现协议。协议处理器很简单：
　　首先，满足Java编写协议处理器的需求，要处理好三个重要的部分：
　　● 类TTestURLConnection ： URLConnection的实现可以处理返回输入流、标题等实际方法。
　　● 类 Handler ：将testurl: URL转换成 TestURLConnection 。
　　● 属性java.protocol.handler.pkgs ：表示何处找到新的URL命名空间实现的系统属性 。
　　其次，提供一个有用的TestURLConnection执行过程。在这种情况下，库用户看不到实际的 TestURLConnection ；相反，工作是通过类TestURLRegistry进行的。这个类只有一个单独的方法： TestURLRegistry.register(String, InputStream)，它将输入流和给订的URL联系在一起。例如：
　　InputStream inputIS = ...;
　　 TestURLRegistry.register("data", inputIS);
　　如此安排使得开放的URL testurl:data返回inputIS中的输入流。实现了这一点，您就能很容易的构建测试程序控制输出的URL。（注意，输入流数据并没有复制，因此，通常情况下每一个URL您只能使用一次。）
　　 对准确数据的测试
　　首先我们使用testurl：用准确数据测试formatURL()：
　　
　　testFormatURLGoodStream():
　　 InputStream dataIS = new ByteArrayInputStream(goodRSSData.getBytes());
　　 TestURLRegistry.register("goodData", dataIS);
　　 URL testURL = new URL("testurl:goodData");
　　
　　 Writer w = new StringWriter();
　　 PrintRSS.formatURL(testURL, w);
　　 assertEquals(goodRSSOutput, w.toString());
　　上面的代码和先前的测试使用相同的数据，但这里却把数据与testurl:goodData URL联系起来。方法formatURL() 打开并读取URL，测试代码保证数据能够正确读取、格式化并被输出到Writer。
　　模拟失败
　　用网络环境编写程序很容易，但编写可以正确处理网络失败的代码却比较困难。testurl：能够模拟网络失败——这是该方法的主要优点。
　　首先，模拟连接到某一URL的网络失败是不可能的。这种情形的一个典型代表就是远程web服务器没有工作。我们的testurl:库包含一个它能理解的URL。testlurl:errorOnConnect 将保证只要您连接到这个URL，它就会抛出一个IOException。您可以使用这个URL，并对程序是否能正确处理URL不能访问的情况进行测试：
　　testFormatURLNoConnection():
　　 URL noConnectURL = new URL("testurl:errorOnConnect");
　　 Writer w = new StringWriter();
　　 try {
　　 PrintRSS.formatURL(noConnectURL, w);
　　 fail("Should have thrown IO exception on connect.");
　　 } catch (IOException ioex) {
　　 }
　　如果连接失败，上面的测试保证formatURL()可以正确地抛出一个IOException。但是，您将如何测试这样一种情形(起初网络连接正常工作但在交互期间失败)呢？
　　因为您已经完全控制了与测试URL相关的输入流，您就可以选用任意一种输入流实现。例如，您创建一个简单的类BrokenInputStream，它用方法read()封装输入流，而方法read()在抛出异常IOException之前只允许读取一定字节数目的数据；