p-unit 是一款開放源碼的性能測試框架，和 JUnit 不同，JUnit 關注的是測試案例的正確性，而 p-unit 不僅關注測試案例的正確性，還收集測試案例的性能參數，默認情況下，p-unit 收集測試案例的時間和內存消耗情況，可以產生文件，圖片，和 PDF 格式的報表。此外，p-unit 還支持參數化測試，多線程測試以及不同 Java 虛擬機性能之間的比較。
或許我們已經習慣了使用 JUnit 來寫單元測試來保證代碼質量（我也一直這么做），但可能經常碰到這樣的問題：
- 程序多線程下正確性如何？
- 如何測試程序的性能？
- 當有多個方案可以選擇時，技術上如何比較不同方案的性能？
對 于問題 1，我們或許聽天由命？或是憑借人工分析，或是根據用戶反饋？很多軟件單線程下的單元測試覆蓋率相當高，從而保證了代碼的健壯性。然而多線程測試時常被忽 略，這并不代表多線程測試不重要，相反，修正一個用戶報告的多線程 BUG 往往比單線程的要高出很多，因為測試案例經常不是 100% 可重現的。這更要求程序員在開發階段充分的重視。目前多線程單元測試力度不夠的一個重要原因是沒有一個像 JUnit 那樣易用的測試工具，另外重復寫測試案例往往不被程序員接受。
對于問題 2，一個成熟的關心性能的產品往往有一個性能測試平臺。這個測試平臺應該關注的是測試業務邏輯本身，而無需關心如何運行測試案例。你是否為寫這樣的測試平臺痛苦過？以及花費時間在產生一些直觀的報表上面？
對于問題 3，我們往往寫一個原型來比較不同產品之間的性能，如何比較執行速度和內存消耗？或是選擇最適合你的虛擬機？
p-unit 就是這么一款開源的性能測試軟件，它能幫助你很好的解決上述問題。p-unit 可以：
- 多線程支持：同一個測試案例可以單線程執行，也可以多線程執行，測試案例開發者只需寫一套測試案例。
- 參數化測試案例：很多測試案例，需要測試同一功能在不同數量級上的性能表現。
- 不同虛擬機性能測試：只需指定虛擬機路徑，即可測試同一個測試案例在不同虛擬機上的表現，報表上可以非常直觀顯示性能差別。
- 事件機制構架：punit 是基于事件機制構架的，如果用戶想定制報表，只需實現事件響應器，并注冊該響應器到 punit 核心即可。
在 了解如何多線程執行測試案例之前，我們先了解一下如何利用 p-unit 單線程執行測試案例。不同于 JUnit， p-unit 測試用例無需繼承任何測試類或是實現接口，即可執行 test 開始的方法。盡管 JUnit 4 中加入了注釋（Annotation） 的特性，但測試方法前綴為 "test" 仍然是測試者們的首選。因此如果你的 JUnit 測試案例遵循的是 test 命名規則，那么 p-uni t可以兼容運行 JUnit 測試案例。
下面的代碼清單 1 是一個最為普通的測試案例:
public class SimpleTestClass {
public void setUp() {
SampleUtil.doSomething();
}
public void tearDown() {
SampleUtil.doSomething();
}
public void testA() {
System.out.println("testA");
SampleUtil.doSomething();
}
public void testB() {
SampleUtil.doSomething();
}
public void testC() {
SampleUtil.doSomething();
}
}
public class SampleUtil {
private static Random _random = new Random();
public static void consumeMemory(int length) {
byte[] data = new byte[length];
for(int i = 0, j = 0; i < data.length; ++i) {
++j;
}
}
public static void consumeTime(int time) {
ThreadUtil.sleepIgnoreInterruption(time);
}
public static void doSomething() {
consumeTime(Math.abs(_random.nextInt()) % 500);
consumeMemory(Math.abs(_random.nextInt()) % 100000);
}
}
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這是做為普通的測試案例，但是注意到 這僅僅是一個測試案例，不包含其他任何邏輯，這也是 p-unit 追求的業務邏輯和測試運行環境分離的一個理念。同一個測試案例，用戶可以選擇不同的測試環境去運行，而不是綁定在某一個特定的測試軟件工具上。現在我們來 看 p-unit 是如何運行這個測試案例的。你只需要在
main
函數中寫一行代碼來運行它:
public static void main(String[] args) {
new PUnitSoloRunner().run(SimpleTestClass.class);
}
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[solo] Started running samples.SimpleTestClass
samples.SimpleTestClass
testA
testA() - [287.0ms]
testB() - [27.0ms]
testC() - [213.0ms]
total: 3, failures:0 (GREEN) - 2025.0ms
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是否和想象中的一樣？下面我們來看如何多線程執行這個測試案例。或許從上面的例子你已經猜到了，在
main
函數還是只需一句代碼，只用把
PUnitSoloRunner
換成
PUnitConcurrentRunner
即可！
public static void main(String[] args) {
new PUnitConcurrentRunner().run(SimpleTestClass.class);
}
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[concurrent] Started running samples.SimpleTestClass
samples.SimpleTestClass
testA
testA
testA
testA
testA
testA
testA
testA
testA
testA
testA() - [405.0ms]
testB() - [469.0ms]
testC() - [503.0ms]
total: 3, failures:0 (GREEN) - 1447.0ms
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是否和想象中的一樣？默認情況 p-unit 啟動 10 個線程來執行，要指定不同的線程數，只需將線程數做為參數傳入
PUnitConcurrentRunner
即可。p-unit 甚至支持不同的測試案例有不同的線程數，這要求測試案例實現 p-unit 中定義的
Concurrent
接口，該接口的定義為：
public interface Concurrent {
public int concurrentCount();
}
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該接口的意思，相信無需再多做解釋了，返回該測試案例需要的線程數。
性能測試，不同于單元測試，經常要求測試不同數量級在同一個測試場景中的表現，JUnit 是一款非常優秀的單元測試工具，但沒覆蓋到這個方面。比如我們比較類庫
Foo1
的方法
bar()
和類庫
Foo2
的方法
bar()
哪個更符合自己的應用程序，我們需要測試該函數在應用程序可能的數量級的范圍內的表現。有經驗的開發者知道經常碰到在小數量級 A 更好大數量級 B 更好的局面，因此全面的測試對于代碼的性能理解非常重要，能幫助開發者做出正確的決定。p-unit 支持將參數傳給測試方法，測試案例需要實現 p-unit 的
parameterizable
接口，該接口的主要方法是返回一組參數列表，這組列表的參數將會一一傳給測試方法。
public class ParamTestClass implements Parameterizable {
public static void main(String[] args) {
new PUnitSoloRunner().run(ParamTestClass.class);
}
public Parameter[] parameters() {
return new Parameter[] { new ParameterImpl(10), new ParameterImpl(20) };
}
public void testA(ParameterImpl param) {
SampleUtil.doSomething();
}
public void testB(ParameterImpl param) {
SampleUtil.doSomething();
}
public void testC(ParameterImpl param) {
SampleUtil.doSomething();
}
public void setUpAfterWatchers(Parameter param) throws Exception {
}
public void setUpBeforeWatchers(Parameter param) throws Exception {
}
public void tearDownAfterWatchers(Parameter param) throws Exception {
}
public void tearDownBeforeWatchers(Parameter param) throws Exception {
}
static class ParameterImpl implements Parameter {
private int _count;
ParameterImpl(int count) {
_count = count;
}
public int count() {
return _count;
}
public String toString() {
return String.valueOf(_count);
}
}
}
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上述代碼的執行結果為：
[solo] Started running samples.ParamTestClass
samples.ParamTestClass
testA(10) - [57936.0bytes,447.0ms]
testA(20) - [33128.0bytes,61.0ms]
testB(10) - [24832.0bytes,137.0ms]
testB(20) - [0.0bytes,63.0ms]
testC(10) - [83560.0bytes,468.0ms]
testC(20) - [16528.0bytes,47.0ms]
total: 6, failures:0 (GREEN) 1450.0ms
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從上述結果看出，每個方法被執行了 2 次，每次傳入不同的參數。多線程運行參數化測試程序？相信讀者已經明白怎么去實現了，只需將 PUnitSoloRunner 替換成 PUnitConcurrentRunner。
隨 著 Java 開源，出現了更多的 Java 運行環境，除了 SUN 的參考實現外，BEA、IBM 均有自己的 Java 運行環境，更有如 Apache Harmony 的開源運行環境（盡管現在 Apache Harmony 尚不能稱為 Java 運行環境）。運行環境測試案例，為運行環境開發者以及選擇運行環境，都能提供一定的幫助。比如說下面的例子就是測試
java.util.ArrayList
和
java.util.Vector
在兩個不同運行環境的表現。測試案例寫法和普通的測試案例完全一樣，我們只需告訴 p-unit 不同的運行環境的 Java 路徑以及正確的 classpath，然后調用
runVMs
函數即可：
public static void main(String[] args) {
PUnitSoloRunner runner = new PUnitSoloRunner();
runner.addPUnitEventListener(new OverviewReporter(new ImageRender()));
runner.runVMs(ListTestClass.class, new VM[] { VMConfig.HARMONY, VMConfig.SUN });
}
public class VMConfig {
private static String CLASSPATH = " -cp correct_classpath_including_all_jars_and_path";
|-------10--------20--------30--------40--------50--------60--------70--------80--------9|
|-------- XML error: The previous line is longer than the max of 90 characters ---------|
private static String HARMONY_PATH = "harmony_path\\bin\\java" + CLASSPATH;
private static String SUN_PATH = "sun_path\\bin\\java" + CLASSPATH;
public static VM HARMONY = new VM(HARMONY_PATH, "HARMONY");
public static VM SUN = new VM(SUN_PATH, "SUN");
}
public class ListTestClass {
private static final int LIST_COUNT = 100000;
private static Object element = new Object();
private Random indexGenerator = new Random();;
public void testInsertArrayList() {
ArrayList arrayList = new ArrayList(LIST_COUNT);
insertSequence(arrayList);
insertRandom(arrayList);
}
public void testInsertVector() {
Vector vector = new Vector(LIST_COUNT);
insertSequence(vector);
insertRandom(vector);
}
public void insertSequence(List list) {
for (int i = 0; i < LIST_COUNT; ++i) {
list.add(element);
}
}
public void insertRandom(List list) {
for (int i = 0; i < LIST_COUNT; ++i) {
list.add(indexGenerator .nextInt(LIST_COUNT),element);
}
}
}
|
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上述代碼的運行結果如下:
從上圖中可以很直觀的看出，筆者使用的 HARMONY 版本在該測試案例中速度更快（左圖），但內存消耗更多（右圖）。下一節將講述如何輸出報表，但或許你已經注意到了，代碼非常簡單。
從 上面的實例中我們已經看到 p-unit 的輸出結果的兩種形式，控制臺和報表圖片。默認情況下，p-unit 將輸出到控制臺。p-unit 采用事件機制，在運行器的每個節點都會提供通知事件。所有的輸出都是通過注冊事件響應器來實現的。這也表明了結果輸出和運行器完全隔離，用戶也可以定制自 己的報表。p-unit 有 4 種內建輸出，分別為控制臺、文件、圖片報表以及 PDF 報表。上一節的例子中我們已經看到圖片報表，其代碼為：
runner.addPUnitEventListener(new OverviewReporter(new ImageRender()));
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p-unit 內建的報表有分三種不同的粒度：總體級別（OverviewReporter），TestSutie 級別（TestSuiteReporter），以及測試案例類級別（TestClassReporter）。這三種級別都可以輸出圖片格式或是 PDF 格式，因此，總共有六種類型的輸出。上述的代碼就是輸出總體級別的圖片。由于事件監聽器是互相獨立的，因此你可以既選擇輸出圖片又選擇輸出 PDF 文件，只需再添加事件監聽器即可：
runner.addPUnitEventListener(new OverviewReporter(new ImageRender()));
runner.addPUnitEventListener(new OverviewReporter(new PDFRender()));
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至此，你是否基本理解了 p-unit 的概念呢？簡單，易用，關注多線程，關注性能，這就是 p-unit。此外 p-unit 還有很多很好的小特性，如 Alphabetical 接口來保證執行測試函數的先后順序等。使用 p-unit，讓你的代碼更健壯！
學習
-
p-unit 系列開發教程
：學習如何利用 p-unit 對應用程序進行性能測試。
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討論
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