我們的應用程序獨立存在的時間已經很久了。 如今，應用程序是一種非常復雜的野獸，它們使用無數的API和協議相互通信，將數據存儲在傳統或NoSQL數據庫中，通過網絡發送消息和事件……例如，如果考慮到數據庫，您會多久考慮會發生什么？當您的應用程序正在主動查詢時發生故障？ 還是某個API端點突然開始拒絕連接？ 將此類事故作為測試套件的一部分覆蓋不是很好嗎？ 這就是故障注入和Byteman框架所要解決的問題。 例如，我們將構建一個現實的，功能完善的Spring應用程序，該應用程序使用Hibernate / JPA訪問MySQL數據庫并管理客戶。 作為應用程序的JUnit集成測試套件的一部分，我們將包括三種測試用例：

• 儲存/尋找顧客
• 存儲客戶并嘗試在數據庫宕機時查詢數據庫（故障模擬）
• 存儲客戶和數據庫查詢超時（故障模擬）

在本地開發箱上運行應用程序只有兩個先決條件：

• MySQL服務器已安裝并具有客戶數據庫
• Oracle JDK已安裝，并且JAVA_HOME環境變量指向它

話雖這么說，我們已經準備好出發了。 首先，讓我們描述我們的域模型，該域模型由具有ID和單個屬性名稱的單個Customer類組成。 看起來很簡單：

package com.example.spring.domain;import java.io.Serializable;import javax.persistence.Column; import javax.persistence.Entity; import javax.persistence.GeneratedValue; import javax.persistence.Id; import javax.persistence.Table;@Entity @Table( name = "customers" ) public class Customer implements Serializable{private static final long serialVersionUID = 1L;@Id@GeneratedValue@Column(name = "id", unique = true, nullable = false)private long id;@Column(name = "name", nullable = false)private String name;public Customer() {}public Customer( final String name ) {this.name = name;}public long getId() {return this.id;}protected void setId( final long id ) {this.id = id;}public String getName() {return this.name;}public void setName( final String name ) {this.name = name;} }

為簡單起見，服務層與數據訪問層混合在一起并直接調用數據庫。 這是我們的CustomerService實現：

package com.example.spring.services;import javax.persistence.EntityManager; import javax.persistence.PersistenceContext;import org.springframework.stereotype.Service; import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;import com.example.spring.domain.Customer;@Service public class CustomerService {@PersistenceContext private EntityManager entityManager;@Transactional( readOnly = true )public Customer find( long id ) {return this.entityManager.find( Customer.class, id );}@Transactional( readOnly = false )public Customer create( final String name ) {final Customer customer = new Customer( name );this.entityManager.persist(customer);return customer;}@Transactional( readOnly = false )public void deleteAll() {this.entityManager.createQuery( "delete from Customer" ).executeUpdate();} }

最后， Spring應用程序上下文定義了數據源和事務管理器。 這里需要注意的一點是：由于我們不會引入數據訪問層（ @Repository ）類，為了使Spring正確執行異常轉換，我們將PersistenceExceptionTranslationPostProcessor實例定義為后處理服務類（ @Service ）。 其他一切都應該非常熟悉。

package com.example.spring.config;import java.util.Properties;import javax.sql.DataSource;import org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.ComponentScan; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import org.springframework.dao.annotation.PersistenceExceptionTranslationPostProcessor; import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource; import org.springframework.orm.jpa.JpaTransactionManager; import org.springframework.orm.jpa.LocalContainerEntityManagerFactoryBean; import org.springframework.orm.jpa.vendor.Database; import org.springframework.orm.jpa.vendor.HibernateJpaVendorAdapter; import org.springframework.stereotype.Service; import org.springframework.transaction.PlatformTransactionManager; import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;import com.example.spring.services.CustomerService;@EnableTransactionManagement @Configuration @ComponentScan( basePackageClasses = CustomerService.class ) public class AppConfig {@Beanpublic PersistenceExceptionTranslationPostProcessor exceptionTranslationPostProcessor() {final PersistenceExceptionTranslationPostProcessor processor = new PersistenceExceptionTranslationPostProcessor();processor.setRepositoryAnnotationType( Service.class );return processor;}@Beanpublic HibernateJpaVendorAdapter hibernateJpaVendorAdapter() {final HibernateJpaVendorAdapter adapter = new HibernateJpaVendorAdapter();adapter.setDatabase( Database.MYSQL );adapter.setShowSql( false );return adapter;}@Beanpublic LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManager() throws Throwable {final LocalContainerEntityManagerFactoryBean entityManager = new LocalContainerEntityManagerFactoryBean();entityManager.setPersistenceUnitName( "customers" );entityManager.setDataSource( dataSource() );entityManager.setJpaVendorAdapter( hibernateJpaVendorAdapter() );final Properties properties = new Properties();properties.setProperty("hibernate.dialect", MySQL5InnoDBDialect.class.getName());properties.setProperty("hibernate.hbm2ddl.auto", "create-drop" );entityManager.setJpaProperties( properties );return entityManager;}@Beanpublic DataSource dataSource() {final DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource();dataSource.setDriverClassName( com.mysql.jdbc.Driver.class.getName() );dataSource.setUrl( "jdbc:mysql://localhost/customers?enableQueryTimeouts=true" );dataSource.setUsername( "root" );dataSource.setPassword( "" );return dataSource;}@Beanpublic PlatformTransactionManager transactionManager() throws Throwable {return new JpaTransactionManager( this.entityManager().getObject() );} }

現在，讓我們添加一個簡單的JUnit測試用例，以驗證我們的Spring應用程序確實按預期工作。 在此之前，應創建數據庫客戶 ：

> mysql -u root mysql> create database customers; Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

這是一個CustomerServiceTestCase ，目前，它具有用于創建客戶并驗證其是否已創建的單個測試。

package com.example.spring;import static org.hamcrest.CoreMatchers.notNullValue; import static org.junit.Assert.assertThat;import javax.inject.Inject;import org.junit.After; import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.springframework.test.context.ContextConfiguration; import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner; import org.springframework.test.context.support.AnnotationConfigContextLoader;import com.example.spring.config.AppConfig; import com.example.spring.domain.Customer; import com.example.spring.services.CustomerService;@RunWith( SpringJUnit4ClassRunner.class ) @ContextConfiguration(loader = AnnotationConfigContextLoader.class, classes = { AppConfig.class } ) public class CustomerServiceTestCase {@Inject private CustomerService customerService; @Afterpublic void tearDown() {customerService.deleteAll();}@Testpublic void testCreateCustomerAndVerifyItHasBeenCreated() throws Exception {Customer customer = customerService.create( "Customer A" );assertThat( customerService.find( customer.getId() ), notNullValue() );} }

看起來很簡單明了。 現在，讓我們考慮成功創建客戶但由于查詢超時而導致查找失敗的情況。 為此，我們需要Byteman的幫助。 簡而言之， Byteman是字節碼操作框架。 這是一個Java代理實現，可與JVM一起運行（或附加到JVM）并修改正在運行的應用程序字節碼，從而改變其行為。 Byteman有一個很好的文檔，并且擁有豐富的規則定義集，可以執行大多數開發人員可以想到的一切。 而且，它與JUnit框架具有很好的集成。 在該主題上，應該使用@RunWith（BMUnitRunner.class）運行Byteman測試，但是我們已經使用@RunWith（SpringJUnit4ClassRunner.class），并且JUnit不允許指定多個測試運行程序。 除非您熟悉JUnit @Rule機制，否則這似乎是一個問題。 事實證明，將BMUnitRunner轉換為JUnit規則非常簡單：

package com.example.spring;import org.jboss.byteman.contrib.bmunit.BMUnitRunner; import org.junit.rules.MethodRule; import org.junit.runners.model.FrameworkMethod; import org.junit.runners.model.InitializationError; import org.junit.runners.model.Statement;public class BytemanRule extends BMUnitRunner implements MethodRule {public static BytemanRule create( Class< ? > klass ) {try {return new BytemanRule( klass ); } catch( InitializationError ex ) { throw new RuntimeException( ex ); }}private BytemanRule( Class klass ) throws InitializationError {super( klass );}@Overridepublic Statement apply( final Statement statement, final FrameworkMethod method, final Object target ) {Statement result = addMethodMultiRuleLoader( statement, method ); if( result == statement ) {result = addMethodSingleRuleLoader( statement, method );}return result;} }

JUnit @Rule注入就這么簡單：

@Rule public BytemanRule byteman = BytemanRule.create( CustomerServiceTestCase.class );

容易吧？ 我們前面提到的場景可以改寫一下：當執行從“客戶”表中選擇的JDBC語句執行時，我們應該因超時異常而失敗。 這是帶有附加Byteman批注的JUnit測試用例的外觀：

@Test( expected = DataAccessException.class )@BMRule(name = "introduce timeout while accessing MySQL database",targetClass = "com.mysql.jdbc.PreparedStatement",targetMethod = "executeQuery",targetLocation = "AT ENTRY",condition = "$0.originalSql.startsWith( \"select\" ) && !flagged( \"timeout\" )",action = "flag( \"timeout\" ); throw new com.mysql.jdbc.exceptions.MySQLTimeoutException( \"Statement timed out (simulated)\" )")public void testCreateCustomerWhileDatabaseIsTimingOut() {Customer customer = customerService.create( "Customer A" );customerService.find( customer.getId() );}

我們可以這樣寫：“當有人調用PreparedStatement類的executeQuery方法并且查詢以'SELECT'開始時，將拋出MySQLTimeoutException ，并且它應該只發生一次（由超時標志控制）”。 運行此測試用例將在控制臺中打印stacktrace，并期望引發DataAccessException ：

com.mysql.jdbc.exceptions.MySQLTimeoutException: Statement timed out (simulated)at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method) ~[na:1.7.0_21]at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:57) ~[na:1.7.0_21]at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45) ~[na:1.7.0_21]at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:525) ~[na:1.7.0_21]at org.jboss.byteman.rule.expression.ThrowExpression.interpret(ThrowExpression.java:231) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Action.interpret(Action.java:144) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.fire(InterpretedHelper.java:169) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.execute0(InterpretedHelper.java:137) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.execute(InterpretedHelper.java:100) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Rule.execute(Rule.java:682) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Rule.execute(Rule.java:651) ~[na:na]at com.mysql.jdbc.PreparedStatement.executeQuery(PreparedStatement.java) ~[mysql-connector-java-5.1.24.jar:na]at org.hibernate.engine.jdbc.internal.ResultSetReturnImpl.extract(ResultSetReturnImpl.java:56) ~[hibernate-core-4.2.0.Final.jar:4.2.0.Final]at org.hibernate.loader.Loader.getResultSet(Loader.java:2031) [hibernate-core-4.2.0.Final.jar:4.2.0.Final]

看起來不錯，還有另一種情況：創建客戶成功但由于數據庫關閉而導致查找失敗？ 這一點比較復雜，但無論如何都很容易做，讓我們看一下：

@Test( expected = CannotCreateTransactionException.class ) @BMRules(rules = {@BMRule(name="create countDown for AbstractPlainSocketImpl",targetClass = "java.net.AbstractPlainSocketImpl",targetMethod = "getOutputStream",condition = "$0.port==3306",action = "createCountDown( \"connection\", 1 )"),@BMRule(name = "throw IOException when trying to execute 2nd query to MySQL",targetClass = "java.net.AbstractPlainSocketImpl",targetMethod = "getOutputStream",condition = "$0.port==3306 && countDown( \"connection\" )",action = "throw new java.io.IOException( \"Connection refused (simulated)\" )")} ) public void testCreateCustomerAndTryToFindItWhenDatabaseIsDown() {Customer customer = customerService.create( "Customer A" );customerService.find( customer.getId() ); }

讓我解釋一下這是怎么回事。 我們希望坐在套接字級別，并且實際上控制通訊盡可能地接近網絡，而不是在JDBC驅動程序級別。 這就是為什么我們要檢測AbstractPlainSocketImpl的原因。 我們也知道MySQL的默認端口是3306，因此我們僅檢測在此端口上打開的套接字。 另一個事實，我們知道第一個創建的套接字與客戶創建相對應，我們應該讓它通過。 但是第二個對應于查找并且必須失敗。 名為“ connection”的createCountDown達到了此目的：第一次調用通過（閂鎖尚未計數為零），但是第二個調用觸發MySQLTimeoutException異常。 運行此測試用例將在控制臺中打印stacktrace，并期望拋出CannotCreateTransactionException ：

Caused by: java.io.IOException: Connection refused (simulated)at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method) ~[na:1.7.0_21]at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:57) ~[na:1.7.0_21]at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45) ~[na:1.7.0_21]at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:525) ~[na:1.7.0_21]at org.jboss.byteman.rule.expression.ThrowExpression.interpret(ThrowExpression.java:231) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Action.interpret(Action.java:144) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.fire(InterpretedHelper.java:169) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.execute0(InterpretedHelper.java:137) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.helper.InterpretedHelper.execute(InterpretedHelper.java:100) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Rule.execute(Rule.java:682) ~[na:na]at org.jboss.byteman.rule.Rule.execute(Rule.java:651) ~[na:na]at java.net.AbstractPlainSocketImpl.getOutputStream(AbstractPlainSocketImpl.java) ~[na:1.7.0_21]at java.net.PlainSocketImpl.getOutputStream(PlainSocketImpl.java:214) ~[na:1.7.0_21]at java.net.Socket$3.run(Socket.java:915) ~[na:1.7.0_21]at java.net.Socket$3.run(Socket.java:913) ~[na:1.7.0_21]at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method) ~[na:1.7.0_21]at java.net.Socket.getOutputStream(Socket.java:912) ~[na:1.7.0_21]at com.mysql.jdbc.MysqlIO.(MysqlIO.java:330) ~[mysql-connector-java-5.1.24.jar:na]

大！ 字節曼為不同故障仿真提供的可能性是巨大的。 仔細添加測試套件，以驗證應用程序如何對錯誤的條件做出反應，從而大大提高了應用程序的健壯性和對故障的適應能力。 多虧了Byteman伙計們！ 請在GitHub上找到完整的項目。

參考： 使用Byteman和JUnit進行故障注入：通過Andriy Redko {devmind}博客上的JCG合作伙伴 Andrey Redko，可以做更多的工作來確保應用程序的健壯性 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/04/fault-injection-with-byteman-and-junit.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的使用Byteman和JUnit进行故障注入的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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