Spring Boot中单元测试数据库的切换策略

问题缘起

单元测试默认情况下使用嵌入式数据库，例如H2。如果要切换为MySQL，直接移除H2驱动，在application.properties(yml)配置相应的连接信息，都不起作用。那该如何切换配置呢？

单元测试数据库

在SpringBoot的单元测试中，默认使用嵌入数据库，例如H2，HSQLDB等.默认情况下无需指定具体的嵌入数据库类型，只需要在pom.xml文件中加入相应的数据库驱动即可，示例如下：

<dependencies>
    <!-- 略去其余依赖 --->
    <dependency>
        <groupId>com.h2database</groupId>
        <artifactId>h2</artifactId>
        <scope>test</scope>
		</dependency>
</dependencies>

这里Scope指定其作用的范围，test表示其可以在测试中生效，即可单元测试程序会使用H2数据库。

使用MySQL作为测试数据库

如果不想使用H2之类的嵌入数据库，而是希望在实际运行和单元测试的数据库保持一致，该如何处理呢？

首先了解一下AutoConfigureTestDataBase.java的代码定义：

**
 * Annotation that can be applied to a test class to configure
 * a test database to use
 * instead of any application defined or auto-configured {@link DataSource}.
 */
@Target({ ElementType.TYPE, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@ImportAutoConfiguration
@PropertyMapping("spring.test.database")
public @interface AutoConfigureTestDatabase {
	@PropertyMapping(skip = SkipPropertyMapping.ON_DEFAULT_VALUE)
	Replace replace() default Replace.ANY;
	EmbeddedDatabaseConnection connection() default EmbeddedDatabaseConnection.NONE;
	enum Replace {
		ANY,
		AUTO_CONFIGURED,
		NONE
	}
}

从类上的说明信息来看，其主要用来配置测试程序连接的数据库，这个注解的设置将覆盖自动配置的数据库信息。这里需要注意一下replace属性默认为ANY，没有做数据库约束。

connection:默认读取classpath包中扫描到的数据库驱动包信息，其默认使用嵌入式数据库。

定义抽象BaseJPA的基类：

@RunWith(SpringRunner.class)
@DataJpaTest
@EnableJpaRepositories(basePackages = "org.demo.data.dao")
@EntityScan(basePackages="org.demo.data.dao")
@TestPropertySource(value= {"classpath:application-unittest.properties"})
@ContextConfiguration(classes= {AuditorConfig.class}) 
@Getter
@AutoConfigureTestDatabase(replace = AutoConfigureTestDatabase.Replace.NONE)
public abstract class BaseJPA {
    @Autowired
    private TestEntityManager testEntityManager;
}

这里定义了基于SpringDataJPA的测试基类，封装了常用的配置信息：

• RunWith：指定测试程序运行的环境
• DataJpaTest 用于指定当前测试程序用于测试DAO层，其中默认启用数据操作的相关内容，详细功能可以参照其类定义
• EnableJpaRepositories 指定Repository的目录
• EntityScan 指定SpringDataJPA实体类的目录位置
• TestPropertySource 指定系统自定义的配置文件，用以替代默认的application.properties(yml)
• ContextConfiguration 指定当前应用使用的配置类，设置相应的配置信息
• Getter 为Lombok包的注解，用以生成Getter方法
• AutoConfigureTestDatabase 用于指定测试程序依赖的数据库，这里使用None，不再从pom.xml文件中加载嵌入式数据库驱动。而是直接从系统配置文件application.properties中读取相应的数据库连接信息。

修改POM文件中的依赖

在使用MySQL作为单元测试的数据库，需要调整pom文件中MySQL的驱动程序包依赖：

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency> 

这里需要将其scope表示其只在系统运行之时，会被使用到。移除scope设置之后，将使用默认值，compile。其将作用与表示为当前依赖参与项目的编译、测试和运行阶段，属于强依赖。例如：

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency> 

如果不能正确设置scope，在启动过程中，会报出如下错误：

Caused by: org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'dataSource': Invocation of init method failed; nested exception is java.lang.IllegalStateException: Failed to replace DataSource with an embedded database for tests. If you want an embedded database please put a supported one on the classpath or tune the replace attribute of @AutoConfigureTestDatabase.
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.initializeBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:1771)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.doCreateBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:593)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.createBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:515)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.lambda$doGetBean$0(AbstractBeanFactory.java:320)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultSingletonBeanRegistry.getSingleton(DefaultSingletonBeanRegistry.java:222)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.doGetBean(AbstractBeanFactory.java:318)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractBeanFactory.getBean(AbstractBeanFactory.java:199)
	at org.springframework.beans.factory.config.DependencyDescriptor.resolveCandidate(DependencyDescriptor.java:277)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.doResolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:1255)
	at org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.resolveDependency(DefaultListableBeanFactory.java:1175)
	at org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver.resolveAutowiredArgument(ConstructorResolver.java:857)
	at org.springframework.beans.factory.support.ConstructorResolver.createArgumentArray(ConstructorResolver.java:760)
	... 52 more
Caused by: java.lang.IllegalStateException: Failed to replace DataSource with an embedded database for tests. If you want an embedded database please put a supported one on the classpath or tune the replace attribute of @AutoConfigureTestDatabase.
	at org.springframework.util.Assert.state(Assert.java:73)
	at org.springframework.boot.test.autoconfigure.jdbc.TestDatabaseAutoConfiguration$EmbeddedDataSourceFactory.getEmbeddedDatabase(TestDatabaseAutoConfiguration.java:185)
	at org.springframework.boot.test.autoconfigure.jdbc.TestDatabaseAutoConfiguration$EmbeddedDataSourceFactoryBean.afterPropertiesSet(TestDatabaseAutoConfiguration.java:151)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.invokeInitMethods(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:1830)
	at org.springframework.beans.factory.support.AbstractAutowireCapableBeanFactory.initializeBean(AbstractAutowireCapableBeanFactory.java:1767)
	... 63 more

从上述错误信息可知，默认情况下，会从classpath路径中搜索使用嵌入式数据库的驱动，这里报错的原因是由于没有在classpath中找到有效的数据库驱动。

测试代码

UserRepository是基于JpaRepository扩展而来的接口，其中基于方法名定义了若干查询，针对其中方法的单元测试：

@Slf4j
public class AnnotatedQueryUserTest extends BaseJPA {
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Test
    @Sql(value="classpath:sqls/dao/user_annotated_query.sql")
    public void testCustomResult() {
        List<UserCount> userCountList = this.userRepository.listGroupedUser(0L);
        log.info("userCount List:{}", userCountList.size());
        Assert.assertThat(userCountList, hasSize(3));

        List<UserEntity> userEntities = this.userRepository.findCustomByNameAndSex("Robin Li", Gender.MALE);
        log.info("User Entity count:{}", userEntities.size());
        Assert.assertThat(userEntities, hasSize(1));
    }
}

总结

在本文中重点需要讲述的是如何自定义单元测试中的数据库类型，默认情况是使用嵌入式数据库。例如从嵌入式数据库H2切换到MySQL数据库，其中的关键点是AutoConfigureTestDatabase以及其中的replace属性。本文中使用了SpringDataJPA作为数据库中间层。