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@suke_masa(Tada)

Springのテストを実際のアプリケーションでどうやるか考えてみた

Last updated at Posted at 2021-04-22

はじめに

この記事で何をするのか

Spring/Spring Bootはテスト関連の機能がとても充実しています。これらの機能を、実際のアプリケーションにどのようにつかっていくかを考えました。

あくまで僕個人の案なので、「いや、ここはこうしたほうがいいよ！」とか「自分はこうしてるよ！」とかありましたら是非コメントください。コメントは「優しく」お願いします。

Spring/Spring Bootのテスト関連機能

この記事では、テスト関連機能の基礎は解説しません。代わりに@shindo_ryoさんの資料をご覧ください。とても素晴らしいまとめです。

spring-security-testについては@opengl_8080さんのブログをご覧ください。

@MybatisTest については@kazuki43zooさんのブログをご覧ください。

サンプルアプリの技術構成

  • Spring Boot 2.4.5
  • Spring MVC
  • Thymeleaf
  • Spring Security
  • MyBatis

ソースコードはGitHubに置いてあります。

MyBatis Mapperインタフェースの単体テスト

@MybatisTest を利用します。

このアノテーションは、デフォルトで組み込みDBを利用します。そうではなくMySQLなどのデータベースを利用したい場合は @AutoConfigureTestDatabase も付加して Replace.NONE を指定する必要があります。

@MybatisTest を利用するには、mybatis-spring-boot-starter-testを依存性に含める必要があります。Mavenの場合は👇のように設定します。（バージョン番号はmybatis-spring-boot-starterと同じにしてください）

pom.xml
	<dependencies>
        ...
		<dependency>
			<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
			<artifactId>mybatis-spring-boot-starter-test</artifactId>
			<version>2.1.4</version>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
        ...
	<dependencies>

CI環境などでデータベースの準備を楽にするためには、Testcontainersを使うといいかもしれません。詳しくは@kazuki43zooさんのブログ（Testcontainersを利用したSpring Bootアプリのテスト）をご確認ください。

@MybatisTest
@AutoConfigureTestDatabase(replace = AutoConfigureTestDatabase.Replace.NONE)
public class CustomerMapperTest {

    @Autowired
    CustomerMapper customerMapper;

    @Autowired
    JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Test
    void findAllメソッドで5件取得できる() {
        List<Customer> customerList = customerMapper.findAll();
        assertEquals(5, customerList.size());
    }

    @Test
    void saveメソッドで1件追加できる() {
        Customer newCustomer = new Customer("天", "山﨑", "tyamasaki@sakura.com", LocalDate.of(2005, 9, 28));
        customerMapper.save(newCustomer);
        assertEquals(6, JdbcTestUtils.countRowsInTable(jdbcTemplate, "customer"));
    }
}

Serviceクラスの単体テスト

ServiceクラスはMapperを使っているので、MockitoでMapperをモック化します。特にSpring Testの機能は使いません。

public class CustomerServiceImplTest {

    CustomerService customerService;
    CustomerMapper customerMapper;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        // CustomerMapperのモックを作成
        customerMapper = mock(CustomerMapper.class);
        // CustomerMapperのモックを利用してCustomerServiceImplインスタンスを作成
        customerService = new CustomerServiceImpl(customerMapper);
    }

    @Test
    void findAllメソッドで5件取得できる() {
        // CustomerMapperのfindAll()に仮の戻り値を設定
        when(customerMapper.findAll()).thenReturn(List.of(
                new Customer(1, "友香", "菅井", "ysugai@sakura.com", LocalDate.of(1995, 11, 29)),
                new Customer(2, "久美", "佐々木", "ksasaki@hinata.com", LocalDate.of(1996, 1, 22)),
                new Customer(3, "美玖", "金村", "mkanemura@hinata.com", LocalDate.of(2002, 9, 10))
        ));
        // テスト対象のメソッドを実行
        List<Customer> customerList = customerService.findAll();
        // テスト対象の戻り値を検証
        assertEquals(3, customerList.size());
        // CustomerMapperのfindAll()が1回呼ばれていることをチェック
        verify(customerMapper, times(1)).findAll();
    }

    @Test
    void saveメソッドで1件追加できる() {
        // テスト対象メソッドに与える引数
        Customer newCustomer = new Customer("天", "山﨑", "tyamasaki@sakura.com", LocalDate.of(2005, 9, 28));
        // CustomerMapperのsave()が実行されたら何も行わないよう設定
        doNothing().when(customerMapper).save(newCustomer);
        // テスト対象のメソッドを実行
        customerService.save(newCustomer);
        // CustomerMapperのsave()が1回呼ばれていることをチェック
        verify(customerMapper, times(1)).save(newCustomer);
    }
}

UserDetailsServiceのテスト

Spring Securityで利用する UserDetailsService 実装クラスのテストは、Serviceクラスのテストと同様です。

public class AccountDetailsServiceTest {

    AccountDetailsService accountDetailsService;
    AccountMapper accountMapper;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        accountMapper = mock(AccountMapper.class);
        accountDetailsService = new AccountDetailsService(accountMapper);
    }

    @Test
    void 存在するユーザー名でAccountDetailsが返る() {
        String email = "user@example.com";
        Account account = new Account(1, "user", email, "user");
        List<String> roleList = List.of("ROLE_USER");
        when(accountMapper.findByEmail(email))
                .thenReturn(account);
        when(accountMapper.findAuthoritiesByEmail(email))
                .thenReturn(roleList);
        AccountDetails accountDetails = (AccountDetails) accountDetailsService.loadUserByUsername(email);
        assertAll(
                () -> assertNotNull(accountDetails.getAccount()),
                () -> assertEquals(account.getEmail(), accountDetails.getUsername()),
                () -> assertEquals(account.getPassword(), accountDetails.getPassword()),
                () -> assertEquals(1, accountDetails.getAuthorities().size()),
                () -> assertTrue(accountDetails.isAccountNonExpired()),
                () -> assertTrue(accountDetails.isAccountNonLocked()),
                () -> assertTrue(accountDetails.isCredentialsNonExpired()),
                () -> assertTrue(accountDetails.isEnabled())
                );
    }

    @Test
    void 存在しないユーザー名でUsernameNotFoundExceptionが発生() {
        String email = "user@example.com";
        when(accountMapper.findByEmail(email))
                .thenReturn(new Account(1, "user", email, "user"));
        when(accountMapper.findAuthoritiesByEmail(email))
                .thenReturn(List.of("ROLE_USER"));
        assertThrows(UsernameNotFoundException.class, () -> {
            accountDetailsService.loadUserByUsername("hoge@example.com");
        });
    }
}

コントローラークラスの単体テスト

@WebMvcTest を利用します。このアノテーションはSpring Securityも有効化しますので、セキュリティも考慮した上でのテストを行います。

@WithUserDetails では UserDetailsService 実装クラスを利用します。そのクラスをコンポーネントスキャン対象にするために @WebMvcTest に includeFilter 要素を追加しています。

さらに、今回のサンプルでは UserDetailsService 実装クラス内でMyBatis Mapperを利用しているため、 @AutoConfigureMybatis も追加します。

こんな感じで独自アノテーションを作っておくと、同じことを何回も書かなくていいので便利です。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Test
@WithUserDetails(userDetailsServiceBeanName = "accountDetailsService",
        value = "user@example.com")
@interface TestWithUser {}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Test
@WithUserDetails(userDetailsServiceBeanName = "accountDetailsService",
        value = "admin@example.com")
@interface TestWithAdmin {}

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
@Test
@WithAnonymousUser
@interface TestWithAnonymous {}

ServiceはMockitoでモック化します。

Controllerクラスの場合

@WebMvcTest(includeFilters = @ComponentScan.Filter(
        type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
        classes = {AccountDetailsService.class}
))
@AutoConfigureMybatis
public class CustomerControllerTest {

    @Autowired
    MockMvc mvc;

    // CustomerServiceをMockitoでモック化する
    @MockBean
    CustomerService customerService;

    @Nested
    class トップ画面へのアクセス {
        final MockHttpServletRequestBuilder request = get("/")
                .accept(MediaType.TEXT_HTML);
        
        @TestWithUser
        void userはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(view().name("index"));
        }

        @TestWithAdmin
        void adminはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(view().name("index"));
        }

        @TestWithAnonymous
        void 匿名はNG_ログイン画面にリダイレクトされる() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().is3xxRedirection())
                    .andExpect(redirectedUrlPattern("**/login"));
        }
    }

    @Nested
    class 追加画面へのアクセス {
        final MockHttpServletRequestBuilder request = get("/insertMain")
                .accept(MediaType.TEXT_HTML);
        
        @TestWithUser
        void userはNG() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isForbidden());
        }

        @TestWithAdmin
        void adminはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(view().name("insertMain"));
        }

        @TestWithAnonymous
        void 匿名はNG_ログイン画面にリダイレクトされる() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().is3xxRedirection())
                    .andExpect(redirectedUrlPattern("**/login"));
        }
    }

    @Nested
    class 追加の実行 {
        final MultiValueMap<String, String> validData =
                new LinkedMultiValueMap<>() {{
                    add("firstName", "天");
                    add("lastName", "山﨑");
                    add("email", "tyamasaki@sakura.com");
                    add("birthday", "2005-09-28");
                }};

        MockHttpServletRequestBuilder createRequest(MultiValueMap<String, String> formData) {
            return post("/insertComplete")
                    .params(formData)
                    .with(csrf())
                    .accept(MediaType.TEXT_HTML);
        }

        @TestWithUser
        void userはNG() throws Exception {
            mvc.perform(createRequest(validData))
                    .andExpect(status().isForbidden());
        }

        @TestWithAdmin
        void adminはOK() throws Exception {
            mvc.perform(createRequest(validData))
                    .andExpect(status().is3xxRedirection())
                    .andExpect(redirectedUrl("/"));
        }

        @TestWithAdmin
        void 不正なデータを登録しようとするとバリデーションエラーで入力画面に戻る() throws Exception {
            MultiValueMap<String, String> invalidData =
                    new LinkedMultiValueMap<>() {{
                        add("firstName", "");
                        add("lastName", "");
                        add("email", "");
                        add("birthday", "");
                    }};
            mvc.perform(createRequest(invalidData))
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(view().name("insertMain"));
        }

        @TestWithAnonymous
        void 匿名はNG_ログイン画面にリダイレクトされる() throws Exception {
            mvc.perform(createRequest(validData))
                    .andExpect(status().is3xxRedirection())
                    .andExpect(redirectedUrlPattern("**/login"));
        }
    }
}

.with(csrf()) が無かった場合、レスポンスが403 Forbiddenになってしまうので忘れないよう注意してください。

RestControllerクラスの場合

ほぼControllerクラスと同じなのですが、次の点が異なります。

  • andExpect(content().json(expectedJson)) のように返ってきたJSONを比較する
  • with(csrf().asHeader()) としてCSRFトークンをリクエストヘッダーで送信する
@WebMvcTest(includeFilters = @ComponentScan.Filter(
        type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE,
        classes = {AccountDetailsService.class}
))
@AutoConfigureMybatis
public class CustomerRestControllerTest {

    @Autowired
    MockMvc mvc;

    // CustomerServiceをMockitoでモック化する
    @MockBean
    CustomerService customerService;

    @Nested
    class 全顧客の取得 {
        final MockHttpServletRequestBuilder request = get("/api/customers")
                .accept(MediaType.APPLICATION_JSON);
        final String expectedJson = "[{\"id\":1,\"firstName\":\"友香\",\"lastName\":\"菅井\",\"email\":\"ysugai@sakura.com\",\"birthday\":\"1995-11-29\"}]";

        @BeforeEach
        void setUp() {
            when(customerService.findAll()).thenReturn(List.of(
                    new Customer(1, "友香", "菅井", "ysugai@sakura.com", LocalDate.of(1995, 11, 29))
                    )
            );
        }

        @TestWithUser
        void userはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(content().json(expectedJson));
        }

        @TestWithAdmin
        void adminはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isOk())
                    .andExpect(content().json(expectedJson));
        }

        @TestWithAnonymous
        void 匿名はNG() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isUnauthorized());
        }
    }

    @Nested
    class 顧客の登録 {
        final MockHttpServletRequestBuilder request = post("/api/customers")
                .contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                .content("{\"firstName\":\"天\",\"lastName\":\"山﨑\",\"email\":\"tyamasaki@sakura.com\",\"birthday\":\"2005-09-28\"}")
                .with(csrf().asHeader());

        @BeforeEach
        void setUp() {
            doAnswer(invocation -> {
                Customer customer = invocation.getArgument(0);
                customer.setId(999);
                return null;
            }).when(customerService).save(any(Customer.class));
        }

        @TestWithUser
        void userはNG() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isForbidden());
        }

        @TestWithAdmin
        void adminはOK() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isCreated())
                    .andExpect(header().string("location", "http://localhost/api/customers/999"));
        }

        @TestWithAnonymous
        void 匿名はNG() throws Exception {
            mvc.perform(request)
                    .andExpect(status().isUnauthorized());
        }
    }
}

セキュリティを無視したい場合

とにかく今はルーティングだけテストがしたいのでSpring Securityは無効化したいという場合は、こんな感じにします。

セキュリティのJava_Configクラス
@Profile("!disable-security")  // プロファイルが"disable-security"でない場合のみこのBeanは有効化される
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    ...
}
テストクラス
@ActiveProfiles("disable-security")  // テスト実行時のプロファイルを"disable-security"に指定
@WebMvcTest(excludeAutoConfiguration = {  // Spring Security関連のAuto Configurationクラスを無効化
        SecurityAutoConfiguration.class,
        SecurityFilterAutoConfiguration.class
})
public class CustomerControllerTest {
    ...
}

結合テスト

@SpringBootTest なテストクラスからSeleniumを使うことになると思います。Seleniumを使わない場合は手動テストということになるのかな？

HtmlUnitというのもあるんですが、 @WebMvcTest の時のみ WebClient がBean定義されるらしく、結合テスト（＝ @SpringBootTest ）で使うものではなさそうです。あと、@yusukeさんからこういうご意見もいただきました。

RESTの場合はTestRestTemplate(リファレンス) を使うと良いでしょう。

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