JUnit実践入門体系的に学ぶユニットテストの技法

2020年6月19日

JUnit実践入門 ── 体系的に学ぶユニットテストの技法 WEB+DB PRESS plus

技術評論社

著者：渡辺修司

推薦のことば和田卓人
はじめに
本書について

Part 1 JUnit入門
第1章 JUnitチュートリアル
ユニットテストの作成から実行まで
1.1 なぜ，ユニットテストを行うのか？
1.2 JUnitとは？
　バージョン
　［コラム］企業文化と「ユニットテスト」の定義
　ライセンス
1.3 JUnitテストを始めよう
　チュートリアルの概要
　プロジェクトを作成する
　　新規Javaプロジェクトの作成
　　ライブラリの追加
　　［コラム］junit-4.x.jarとjunit-dep-4.x.jar
　テスト対象クラスを作成する
　テストクラスを作成する
　　testソースフォルダの作成
　　テストクラスの作成
　　Quick JUnitの利用
　　テストを実行する
1.4 テストコードの記述
　乗算メソッドのテストを作成する
　　日本語のメソッド名でわかりやすくする
　　値を比較検証する
　　［コラム］日本語のメソッド名を使うメリット
　　乗算メソッドテストの実行
　乗算メソッドのテストを追加する
　　障害トレースとエラーメッセージの読み方
　　テストコードの修正
　除算メソッドのテストを作成する
　　Calculatorクラスの設計変更
　ゼロ除算を例外として送出するテストを作成する
　　除算メソッドのゼロ除算対応
　　例外の送出を検証するテスト
　チュートリアルの完了

第2章ユニットテスト
何のためにテストするのか
2.1 ソフトウェアテストとは？
　ソフトウェアテストの特徴
　テストケースとテストスイート
　［コラム］製造業と建築業とソフトウェア開発
　ソフトウェアテストの目的
　ソフトウェアテストの限界
2.2 テスト技法
　ホワイトボックステストとブラックボックステスト
　同値クラスに対するテスト
　境界値に対するテスト
2.3 ユニットテストとは？
　ユニットテストの特徴
　ユニットテストの目的
　ユニットテストのフレームワーク
　2.4 ユニットテストのパターン
　自動化されたテスト ── 繰り返しいつでも実行できること
　不安定なテスト ── 結果が一定でないテストを避けること
　［コラム］実行環境とテスト
　ドキュメントとしてのテスト ── 仕様書として読めること
　［コラム］テストケースとドキュメント
　問題の局所化 ── テスト失敗時に問題を特定しやすいこと
　不明瞭なテスト ── 可読性の低いテストコードは避けること
　独立したテスト ── 実行順序に依存しないこと
　［コラム］シングルトンオブジェクトとユニットテスト

第3章テスティングフレームワーク
ユニットテストを支えるしくみ
3.1 テスティングフレームワークとは？
　xUnitフレームワーク
3.2 JUnitによるユニットテストの記法
　テストメソッドのthrows句
　テストメソッドを簡単に挿入する
3.3 可読性の高いテストコードの書き方
　テストケース
　テスト対象
　［コラム］不完全なテストケース
　実測値と期待値
　メソッドと副作用
　4フェーズテスト
　テストフィクスチャ
3.4 比較検証を行うアサーション
　JUnitのアサーション
3.5 JUnitが提供するアノテーション
　@Test ── テストメソッドを宣言する
　　expected
　　timeout
　@Ignore ── テストの実行から除外する
　@Before ── テストの実行前に処理を行う
　@After ── テストの実行後に処理を行う
　@BeforeClass ── テストの実行前に一度だけ処理を行う
　［コラム］JUnit 3スタイルのテスト
　@AfterClass ── テストの実行後に一度だけ処理を行う
3.6 JUnitのテストパターン
　標準的な振る舞いを検証するテスト
　例外の送出を検証するテスト
　コンストラクタを検証するテスト

Part 2 JUnitの機能と拡張
第4章アサーション
値を比較検証するしくみ
4.1 Assertによる値の比較検証
　assertThat ── 汎用的な値の比較検証
　fail ── テストを失敗させる
　そのほかのアサーションメソッド
4.2 Matcher APIによるアサーションの特徴
　可読性の高い記述
　柔軟な比較
　　カスタムMatcherによる，より柔軟な比較
　詳細な情報の提供
4.3 Matcher APIの使用
　CoreMatchersが提供するMatcher
　　is
　　nullValue
　　not
　　notNullValue
　　sameInstance
　　instanceOf
　JUnitMatchersが提供するMatcher
　　hasItem
　　hasItems
　そのほかHamcrestが提供するMatcher
4.4 カスタムMatcherの作成
　日付の比較検証を行うカスタムMatcherの要件
　カスタムMatcherの作成手順
　　IsDateクラスを作成する
　　ファクトリメソッドを作成する
　　コンストラクタを定義する
　　matchesメソッドを実装する
　　describeToメソッドを実装する
　　テスト失敗メッセージの確認
　カスタムMatcherのメリット
　　IsDateによる比較の実行結果

第5章テストランナー
テスト実行方法の制御
5.1 コマンドラインからのJUnitの実行
　テストクラスからテストを実行する
　JUnitCoreクラスのしくみ
5.2 テストランナーとは？
　テストランナーの設定
5.3 JUnitが提供するテストランナー
　［コラム］ユニットテストの実行結果をカスタマイズする
　JUnit4 ── テストクラスの全テストケースを実行する
　Suite ── 複数のテストクラスをまとめて実行する
　　テストスイートクラスでテストクラスを束ねる
　　テストスイートクラスの利用
　　テストスイートとビルド支援ツール
　Enclosed ── 構造化したテストクラスを実行する
　Theories ── パラメータ化したテストケースを実行する
　Categories ── 特定カテゴリのテストクラスをまとめて実行する
　　カテゴリクラスの作成
　　カテゴリクラスの指定
　　カテゴリ化テストの実行
　　［コラム］JUnitのorg.junit.experimentalパッケージ

第6章テストのコンテキスト
テストケースの構造化
6.1 テストのコンテキストとは？
6.2 テストケースの整理
　テストクラスの構造化
　テストケースをグループ化する
　Enclosedによるテストクラスの構造化
6.3 コンテキストのパターン
　共通のデータに着目する
　共通の状態に着目する
　コンストラクタのテストを分ける
6.4 テストクラスを横断する共通処理

第7章テストフィクスチャ
テストデータや前提条件のセットアップ
7.1 テストフィクスチャとは？
　ユニットテストのフィクスチャ
　フレッシュフィクスチャ
　フィクスチャとスローテスト問題
　共有フィクスチャ
7.2 フィクスチャのセットアップパターン
　インラインセットアップ
　暗黙的セットアップ
　生成メソッドでのセットアップ
　外部リソースからのセットアップ
　　YAMLを使ったセットアップ
　　［コラム］Javaと宣言的記法

第8章パラメータ化テスト
テストケースとテストデータの分離
8.1 テストデータの選択
　どのくらいのテストデータが必要か？
　　同値クラスによるテストデータの選択
　　組み合わせによるテストデータの選択
　どのテストデータを選択するか？
　　［コラム］妥当な値の範囲を制限する
8.2 入力値と期待値のパラメータ化
　Theories ── パラメータ化テストのテストランナー
　@Theory ── テストメソッドに指定するアノテーション
　@DataPoint ── パラメータを定義するアノテーション
　　［コラム］Parameterizedテストランナー
　　複数のテストメソッドがある場合
　　複数の引数が定義されている場合
　　同じ型の引数が複数定義されている場合
　　パラメータをフィクスチャオブジェクトにまとめる
　@DataPoints ── 複数のパラメータを定義するアノテーション
8.3 組み合わせテスト
　Assumeによるパラメータのフィルタリング
8.4 パラメータ化テストの問題
　データの網羅性
　パラメータに関する情報の欠落

第9章ルール
テストクラスを拡張するしくみ
9.1 ルールとは？
　ルールの宣言
　ルールのしくみ
　複数のルールの宣言
9.2 JUnitが提供するルール
　TemporaryFolder ── 一時ファイルを扱う
　　TemporaryFolderの拡張
　ExternalResource ── 外部リソースを扱う
　Verifier ── 事後検証を行う
　ErrorCollector ── エラーを収集する
　ExpectedException ── 詳細な例外を扱う
　Timeout ── テストのタイムアウトを設定する
　TestWatcher ── テストの実行を監視する
　TestName ── テスト名を扱う
9.3 カスタムルールの作成
　TestRuleインタフェース
　事前条件をチェックするカスタムルール
　OSに依存したテストを行うカスタムルール
9.4 RuleChainによるルールの連鎖
9.5 ClassRuleによるテストクラス単位でのルールの適用
　［コラム］JUnitのバージョンとルール

第10章カテゴリ化テスト
テストケースのグループ化
10.1 スローテスト問題
　スローテスト問題とは？
　対策
　　テストの実行時間を短くする
　　テストの実行環境を強化する
　　テストを並列で実行する
　　実行するテストを絞り込む
10.2 カテゴリ化テスト
　カテゴリ化テストとは？
　カテゴリ化テストの実行
　　カテゴリクラスを作成する
　　テストケースにカテゴリを指定する
　　テストスイートクラスを作成する
　　Eclipseからカテゴリ化テストを実行する
10.3 カテゴリ化テストのパターン
　データベーステスト
　通信処理を伴うテスト
　GUIを伴うテスト
10.4 ビルドツールによるカテゴリ化テスト

Part 3 ユニットテストの活用と実践
第11章テストダブル
テスタビリティと，モック／スタブによるテスト
11.1 テスタビリティを高めるリファクタリング
　テスタビリティとは？
　リファクタリングとは？
　［コラム］ユニットテストを前提としたリファクタリング
　メソッドの抽出
　　処理をメソッドに抽出する
　　抽出メソッドをテストでオーバーライドする
　委譲オブジェクトの抽出
　　処理を委譲オブジェクトに抽出する
　　［コラム］メソッドとオブジェクト
　　委譲オブジェクトをテストで置き換える
　　［コラム］DIとユニットテスト
11.2 テストダブルとは？
　スタブ ── 依存オブジェクトに予測可能な振る舞いをさせる
　　固定値を返すスタブ
　　例外を送出するスタブ
　モック ── 依存オブジェクトの呼び出しを検証する
　　モックとスタブの違い
　スパイ ── 依存オブジェクトの呼び出しを監視する
　［コラム］状態に着目するテストと相互作用に着目するテスト
11.3 Mockitoによるモックオブジェクト
　Mockitoとは？
　Mockitoを利用する準備
　モックオブジェクトの作成
　スタブメソッドの戻り値
　スタブメソッドの定義
　　例外を送出するスタブメソッド
　　void型を返すスタブメソッド
　　任意の引数に対するスタブメソッド
　スタブメソッドの検証
　　［コラム］Mockitoの後置記法と前置記法
　部分的なモックオブジェクト
　スパイオブジェクト
　　メソッド実行時のコールバック

第12章データベースのユニットテスト
テストコードで外部システムを制御する
12.1 データベースに依存するユニットテスト
　データベースを扱うソフトウェアの設計
　　Web三層構造アーキテクチャ
　　パーシステンス層のスタブによる置き換え
　　プロダクション環境とユニットテスト
　　［コラム］代替データベースを利用したテスト
　データベースの状態とユニットテスト
　　参照系のテスト
　　更新系のテスト
12.2 ユニットテストの自動化とH2 Database
　H2 Databaseサーバの起動／停止を行うルール
12.3 DbUnitによるデータベースのテスト
　DbUnitとは？
　DbUnitのJUnit 4対応
　　DbUnitのルールクラスの作成
　　DbUnitのルールクラスの利用
　データベースのセットアップ
　　DbUnitのデータセット
　　データセットの外部定義
　データベースのアサーション
　　JUnit 4スタイルでのアサーション
　　コンテキストによるテストケースの整理
　DbUnitのそのほかの機能

第13章 Androidのテスト
UIとロジックを分けてテストする
13.1 GUIアプリケーションの設計
　GUIアプリケーション開発のポイント
　MVCパターン
　　モデル
　　ビュー
　　コントローラ
　イベント駆動
　　イベントハンドラ／イベントリスナ
　GUIアプリケーションのスレッドモデル
　［コラム］なぜGUIはシングルスレッドモデルなのか？
13.2 MVCパターンによるAndroidアプリケーションの作成
　HelloAndroidの概要
　Androidのプロジェクトの作成
　エミュレータの起動
　レイアウトを作成する
　アクティビティを実装する
　　コンポーネントの参照
　　イベントハンドラの追加
　モデル用プロジェクトの作成
　モデルの定義
　モデルのスタブ実装
　［コラム］独立したモデルプロジェクトのメリット
　スタブ実装によるイベントの実装
13.3 モデルのテスト
　認証ユーザクラスのテスト
　ユーザ認証クラスのテスト
13.4 ビューとコントローラのテスト
　Androidアプリケーションの機能テスト
　Android SDKが提供するテスティングフレームワーク
　アクティビティのテスト
　　テスト用プロジェクトの作成
　　［コラム］JUnit 3.8におけるテストを書くルール
　　MainActivityTestの作成
　　アクティビティテストの初期化
　　初期状態のテスト
　　アクティビティテストの実行
　シナリオテスト
　　ハッピーパスのテスト
　　拡張シナリオのテスト
　　エラーシナリオのテスト
　　シナリオの優先順位
13.5 GUIアプリケーションのテストにおける注意点
　［コラム］正常系／準正常系／異常系
　［コラム］Webアプリケーションの機能テスト

第14章コードカバレッジ
テスト網羅率の測定
14.1 コードカバレッジとは？
　カバレッジの基準
　　C0（命令網羅）
　　C1（分岐網羅）
　　C2（条件網羅）
　カバレッジ測定の効果
14.2 カバレッジツールの利用
　ユニットテストの漏れを監視する
　テストケースの問題を検知する
　コードの実行をトレースする
　カバレッジツールの選択肢
14.3 EclEMMAによるカバレッジ測定
　EclEMMAプラグインのインストール
　［コラム］そのほかのカバレッジツール
　EclEMMAプラグインの実行
　［コラム］EclEMMAプラグインとJaCoCoエンジン
　カバレッジビューとカウンタ
　　命令カウンタ
　　ブランチカウンタ
　　行カウンタ
　　メソッドカウンタ
　　型カウンタ
　　複雑度
　コードハイライト
　測定結果のクリア
14.4 カバレッジに関するよくある疑問
　カバレッジとは何か？
　カバレッジ測定の目的は何か？
　［コラム］デフォルトコンストラクタとカバレッジ
　何％のカバレッジを目標とするべきか？
　ユーティリティクラスのコンストラクタをどう扱うか？
　再現困難な例外処理をどうするか？
　いつカバレッジを測定するか？
　カバレッジは本当に役に立つのか？

Part 4 開発プロセスの改善
第15章継続的テスト
すばやいフィードバックを手に入れる
15.1 継続的テスト
　開発チームへのすばやいフィードバック
　　早期からテストする
　　自動的にテストする
　　繰り返しテストする
　継続的テストとは？
　継続的テストを行うための3つの要素
　　ユニットテスト
　　自動化
　　バージョン管理
　継続的テストの運用
　継続的テストとリファクタリング
　　ユニットテストとリファクタリング
　　積極的なリファクタリング
15.2 Mavenによるビルドプロセスの自動化
　Mavenとは？
　［コラム］Mavenのバージョン
　Mavenの準備
　MavenプロジェクトとPOM
　Mavenプロジェクトの作成
　Mavenのプロジェクト構成
　依存ライブラリの管理
　　Mavenのリポジトリ
　　依存ライブラリの追加
　ソースコードのエンコーティング設定
　Mavenのプラグイン
　　プラグインの設定
　［コラム］プラグインのconfigurationセクション
　Mavenによるビルドの実行とフェーズ
　　テストをスキップする
　　Eclipseから実行する
　プラグインとゴール
　　ゴールを実行する
　Mavenによるカテゴリ化テスト
　Mavenによるカバレッジレポート
　　JaCoCoプラグインの導入
　　JaCoCoによるカバレッジレポート
15.3 バージョン管理システムによる継続的テストの運用
　バージョン管理システムとは？
　バージョン管理システムへのコミット
　Subversionでのテストサイクル
　GitやMercurialでのテストサイクル
15.4 Jenkinsによる継続的インテグレーション
　継続的インテグレーションとは？
　Jenkinsとは？
　Jenkinsの導入
　Jenkinsのジョブ
　ジョブの作成
　ジョブの設定
　　バージョン管理システムの設定
　　ビルドゴールの設定
　　ジョブの実行
　ビルドトリガーの設定
　　Jenkinsのリモートビルド機能
　　バージョン管理システムのフック機能
　継続的インテグレーションの効果
　　テストの実行コスト削減
　　すばやいフィードバック
　　テスト結果の履歴
　　［コラム］失敗するテストの扱い

第16章テスト駆動開発
テストファーストで設計する
16.1 テスト駆動開発とは？
16.2 テスト駆動開発のサイクル
　設計する
　テストコードを書く
　プロダクションコードを書く
　ファクタリングを行う
　次のサイクルを始める
16.3 Calculatorクラスのテスト駆動開発
　テストファースト
　　テストクラスの作成
　　設計とテストケースの作成
　　テストケースの実装
　コンパイルエラーの解決
　　［コラム］テスタビリティとクラス設計
　　クイックフィックスの活用
　仮実装
　　仮実装の目的
　リファクタリング
　　リファクタリングの目的
　三角測量
　　計測点の追加
　　プロダクションコードの修正
16.4 テスト駆動開発の目的
　ステップバイステップ
　自分が最初のユーザ
　動作するきれいなコード
　すばやいフィードバック
　メンテナンスされたドキュメント

第17章振舞駆動開発
ストーリーをテスト可能にする
17.1 受け入れテストとは？
　受け入れテストの自動化
17.2 振舞駆動開発とは？
　ソフトウェアの振る舞いを記述するシナリオ
　　「～するべき」とアサーション
　振舞駆動開発と受け入れテスト
　テスト駆動開発との違い
　　テストコードと自然言語によるシナリオ
　　［コラム］ユースケースシナリオと振舞駆動開発のシナリオ
　　API設計のタイミング
　　検証する対象の粒度
　振舞駆動開発の語彙
　　Given/前提
　　When/もし
　　［コラム］振舞駆動開発の生まれた背景
　　Then/ならば
17.3 cucumber-junitによる振舞駆動開発
　cucumber-junitのしくみ
　cucumber-junitの準備
　ポーカーアプリケーションの概要
　フィーチャファイルの作成
　シナリオの作成
　　ランダム性とテスト
　シナリオの実行
　ステップ定義の作成
　　コードスニペットの利用
　　ステップ定義ファイルの作成
　ステップ定義の実装
　　ポーカーアプリケーションの設計
　　プロダクションコード
　　［コラム］PokerGameクラスの設計
　ワンペアシナリオの作成
　シナリオテンプレートの利用
　アウトサイドインの開発

Part 5 演習問題
第18章ベーシックなテスト
18.1 状態を持たないメソッドのテスト
18.2 例外を送出するメソッドのテスト
18.3 副作用を持つメソッドのテスト
18.4 同値クラスに対するテスト
18.5 void型を戻り値とするメソッドのテスト
18.6 マルチスレッドのテスト

第19章アサーションとフィクスチャ
19.1 リストのアサーション
19.2 JavaBeansのアサーション
19.3 複数行テキストのアサーション
19.4 境界値のテスト
19.5 フィクスチャを用いたパラメータ化テスト
19.6 組み合わせテスト

第20章テストダブルの活用
20.1 システム時間に依存するテスト
20.2 例外ハンドリングのテスト
20.3 外部システムに依存するテスト
20.4 インタフェースとスタブによるテスト
20.5 サーブレットのテスト
20.6 Hello Worldのテスト

付録
付録A 開発環境のセットアップ
A.1 JDKのセットアップ
　Javaのバージョン
　JDKのインストール
A.2 Eclipseのセットアップ
　Eclipseのバージョン
　Eclipseのインストール
　Eclipseの日本語化
　Mac OS X環境におけるデフォルト文字コードの設定
　　［コラム］Eclipseは英語版のまま使おう

付録B Eclipseの便利機能と設定
B.1 EclipseのJUnitサポート
B.2 テキストファイルのエンコーディング設定
B.3 staticインポートのワイルドカード
B.4 Quick JUnit
　Quick JUnitプラグインをインストールする
　テスティングペアを開く
　テストを実行する
B.5 コンテンツアシストとお気に入り
B.6 テンプレート
　test ── テストメソッド
　at ── アサーション
　setUp ── 初期化メソッド
　tearDown ── 後処理メソッド
　setUpClass ── クラスの初期化メソッド
　tearDownClass ── クラスの後処理メソッド
　when ── ネストしたテストクラス
　instantiation ── インスタンス化テスト
B.7 次の注釈
B.8 クイックフィックス
B.9 クイックアウトライン