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『JUnit実践入門――体系的に学ぶユニットテストの技法』(渡辺修司 技術評論社 2012)

著者:渡辺 修司
シリーズ:WEB+DB PRESS plusシリーズ


JUnit実践入門 ── 体系的に学ぶユニットテストの技法:書籍案内|技術評論社

 本書では,JavaテスティングフレームワークデファクトスタンダードであるJUnitの基本的な使い方から,拡張機能,テストパターンまでを網羅的に解説します。また,データベースやAndroidのテストを取り上げるほか,ユニットテストを開発に効果的に取り入れるためのビルド支援ツール・カバレッジ測定ツール・継続的インテグレーションテスト駆動開発などの周辺技術について,ユニットテストからの視点で説明します。JUnitをこれから学びたい方,もっと効率的にユニットテストしたい方,必読の書です。

【目次】
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?
  DbUnitJUnit 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―ー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
  リ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 EclipseJUnit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
付録C H2 Databaseのセットアップと使い方
  C.1 H2 Databaseの特徴
  C.2 H2 Databaseのセットアップ
  C.3 H2 Databaseの起動と停止
    サーバモード
    組込みモード
  C.4 H2 Databaseの起動オプション
  C.5 H2 Console
付録D Android開発環境のセットアップ
  D.1 ADTのインストール
  D.2 AVDの設定
付録E Jenkinsの設定
  E.1 JDKの設定
  E.2 Mavenの設定
  E.3 プラグインの設定
付録F 本書利用環境のバージョン
  F.1 開発環境
  F.2 Eclipseプラグイン
  F.3 外部ライブラリ
  F.4 Mavenプラグイン


巻頭付録 JUnitチートシート
巻末付録 Eclipseのショートカット
索引