例示！ Spring Bootで作られた REST APIのテストコード/ Testing-Example-for-a-REST-API-created-with-Spring-Boot

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例示！ Spring Bootで作られた REST APIのテストコード JJUG CCC 2023 Spring 2023/06/04 16:15-16:35 ミーティングルームABC きり丸（水上　皓登）@nainaistar ソフトバンク株式会社

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1. 自己紹介と導入 2. APIのテストについて 3. Controllerのテストについて 4. Serviceのテストについて 5. Repositoryのテストについて

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名前：きり丸（水上皓登） twitter1 ：nainaistar twitter2 ：mizuHiroto GitHub ：hirotoKirimaru ブログ：きり丸の技術日記 https://nainaistar.hatenablog.com/ 3 結局、環境構築に 50時間くらいかかった

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※ バージョンによっては動かないことがあります

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※ このセッションでは雰囲気だけ掴んで詳細はGitHubのソースコードを見てください

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サンプルリポジトリへのQRコード

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今回の環境 ● Java 17 ● Spring Boot 3.1.0 ● Lombok 使用

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対象者 / 非対象者 ● 初心者向け ● テストを導入したい ● 高速化したい人対象者非対象者

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話すこと / 話さないこと ● テスト書いてるときの気持ち ● Spring Securityを使用 ● APIのテスト ● Spring MVCのテスト ○ Controllerのテスト ● Repositoryのテスト ● その他テスト ● Spring Batchのテスト ● Web Fluxのテスト話すこと話さないこと

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テストが書きたいがテストを書くための環境構築が難しい

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私がエンドポイント単位のテストが好きなので API のテスト　から説明しますココから！１ 2 3

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あくまで水上の主張 E2E：サーバで完結しない　(例：ブラウザ, AWS, 他システム) Integration：サーバで完結する　(例：TestContainers で代用可能) Unit：1レイヤー, または 1ファイルのみ

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レイヤーと呼んだもの私の好きなポートアンドアダプターに絡めて説明します

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今日覚えて帰ってほしいこと

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@SpringBootTest だけがテスト可能なアノテーションじゃない

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必要最小限な設定のテストアノテーション @WebMvcTest @DataRedisTest @MyBatisTest @FlywayTest @SpringJUnitConﬁg

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APIのテスト

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キーワード ● SpringBootTest ● TestContainers ● Flyway ● TestSecurityContextHolder ● DBUnit ● JSONAssert

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@SpringBootTest(webEnvironment = WebEnvironment.RANDOM_PORT) @SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration @Testcontainers @TestExecutionListeners({ DependencyInjectionTestExecutionListener.class, // dataSourceをDIに使用 }) public abstract class IntegrationTestsTemplate { @Autowired TestRestTemplate restTemplate; @Autowired public DataSource dataSource; @MockBean(answer = Answers.CALLS_REAL_METHODS) // できる限りリアルなメソッドを呼びたい protected 日付関連クラス日付関連クラス; // 時間は固定化したい APIのテスト：設定

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public class 日付関連クラス { OffsetDateTime now() { return OffsetDateTime.now(ZoneId.of("Asia/Tokyo")); }; public LocalDateTime currentLocalDateTime() { // now()に依存 return now().toLocalDateTime(); } public String formatCurrentToyyyyMMddHHmmss() { // now()に依存 return now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMMddHHmmss")); } } APIのテスト：日付のセットアップ

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private static final PostgreSQLContainer> postgres = new PostgreSQLContainer<>( DockerImageName.parse("postgres")); @BeforeAll public static void setUp() { postgres.start(); } @DynamicPropertySource static void setup(DynamicPropertyRegistry registry) { // コンテナで起動中のPostgresへ接続するためのJDBC URLをプロパティへ設定 registry.add("spring.datasource.url", postgres::getJdbcUrl); registry.add("spring.datasource.username", postgres::getUsername); registry.add("spring.datasource.password", postgres::getPassword); } APIのテスト：DB(TestContainers)の準備

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spring: flyway: locations: classpath:db/migration; classpath:db/record DDL resources/db/migration/V1__create_table.sql マスタデータ resources/db/record/R__initialdata.sql APIのテスト：Flywayに実行させるDDLとマスタデータ

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セットアップ：期待値： APIのテスト：データの準備：XML

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@Test void test_01() throws Exception { // テストの最初にセットアップメソッドを呼び出す。引数はXMLまでのパス。 setUpDatabase("/integrationTest/users_get/A01/setup.xml"); // DBの比較 assertDatabase("/integrationTest/users_get/A01/expected.xml") } APIのテスト：データの準備：DBUnit

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// ファイルの読み込み var dataSet = new FlatXmlDataSetBuilder().build(getClass().getResourceAsStream(path)); // XMLでファイルを読み込んで、CLEAN_INSERTで設定する DatabaseOperation.CLEAN_INSERT.execute(dbUnitConnection, dataSet); APIのテスト：データの準備：DBUnit：セットアップ

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● 差分が出るとすぐにExceptionを投げる ○ 10項目差分があるなら、10回テストしないと分からない ○ 1回で差分をすべて出し切りたい DBUnitで工夫しない場合

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● エラーメッセージが正確ではない ○ row count (table=ORGANIZATIONS) expected:<2> but was:<3> ■ 件数が違うことしかわからない。中身がわからない。 ○ value (table=USERS, row=0, col=email) expected: <[email protected][2]> but was: <[email protected][]> ■ row=0って？少ないうちはいいが、100レコードのうちの51番目といわれてもピンとは来ない。 DBUnitで工夫しない場合

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件数が異なった場合にはDBの値を記載し、値が異なった場合は主キーを記載するようにする Caused by: java.lang.AssertionError: テーブルの比較に失敗しました。件数不一致:データがありません[table=USER_ROLES] 件数不一致:データ[table=ORGANIZATIONS,organization_id=1,name=null,] 件数不一致:データ[table=ORGANIZATIONS,organization_id=2,name=null,] 件数不一致:データ[table=ORGANIZATIONS,organization_id=3,name=null,] 値不一致:[Table=USERS,pk1=user_id=1, columnName=email, [email protected], [email protected]] 値不一致:[Table=USERS,pk1=user_id=1, columnName=name, expectedValue=ONE, actualValue=TWO] DBUnitで工夫する

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// [null] を nullとして比較する ReplacementDataSet expected = new ReplacementDataSet(loadExpectedXml); expected.addReplacementObject("[null]", null); APIのテスト：データの準備：DBUnit：比較

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// 件数エラー用 StringBuilder countErrorSb = new StringBuilder(); DiffCollectingFailureHandler failureHandler = new DiffCollectingFailureHandler(); try { Assertion.assertEquals(expectedTable, actualTable, failureHandler); } catch (DbComparisonFailure e) { // 件数一致しなかったときのエラーメッセージの加工 } if (!countErrorSb.isEmpty() || !failureHandler.getDiffList().isEmpty()) { // カラム比較のエラーメッセージの加工 // Assertions.failを読んで明示的な失敗をさせる Assertions.fail("テーブルの比較に失敗しました。\n" + sb); } APIのテスト：データの準備：DBUnit：比較

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@Test // Spring Security の設定する認証ユーザを拡張していない場合にいづれかを使用 // @WithAnonymousUser // @WithMockUser // @WithUserDetails void success() throws Exception { } APIのテスト：認証の準備

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// Spring Security の設定する認証ユーザを拡張している場合に、TestSecurityContextHolderに設定 AuthUser user = new AuthUser(new User("user", "pass", Collections.emptyList()), new kirimaru.biz.domain.User()); Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, user.getPassword(), user.getAuthorities()); TestSecurityContextHolder.setAuthentication(authentication); APIのテスト：認証の準備

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var headers = new HttpHeaders(); headers.add(HttpHeaders.CONTENT_TYPE, "application/json"); HttpEntity stringHttpEntity = new HttpEntity<>(null, headers); return restTemplate.exchange( URI.create(uri.value), HttpMethod.GET, stringHttpEntity, String.class ); APIのテスト：HttpClient

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protected void assertResponse(ResponseEntity response, String path) throws JSONException, IOException { JSONAssert.assertEquals(response.getBody(), IOUtils.toString(getClass().getResourceAsStream(path)), true ); } // JSONAssertを使うと、特定項目の無視がしやすくて、全体のJSONを把握しやすい JSONAssert.assertEquals(“{}”,”{}”, new CustomComparator(JSONCompareMode.STRICT, new Customization("time.insertTime", (o1, o2) -> true), new Customization("time.updateTime", (o1, o2) -> true) ) ); APIのテスト：ResponseBodyの検証

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@SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration public class Users_get extends IntegrationTestsTemplate { } APIのテスト：テスト本体のコード

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@Test void test_01() throws Exception { // GIVEN setUpDatabase("/integrationTest/users_get/A01/setup.xml"); signIn(); // WHEN var response = get(“/users”); // THEN assertAll( () -> assertThat(response.getStatusCode()).isEqualTo(HttpStatus.OK) , () -> assertResponse(response, "/integrationTest/users_get/A01/expected.json") , () -> assertDatabase("/integrationTest/users_get/A01/expected.xml") ); } APIのテスト：(ようやく)テスト本体のコード

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Integration テストが通ったら Unit テストでもよし API間の整合性確認でもよし

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API間の整合性最初から最後までのテストを 1件でも作っていると API間の整合性が合わなかった場合にすぐ気づける

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Aチーム Bチーム Cチーム極端な例だとそれぞれのAPIが別チームの場合に最後まで認識が合わないことがある

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@SpringBootConfiguration @EnableAutoConfiguration public class ScenarioTest extends IntegrationTestsTemplate { @Test void test() { // 見積API実行 // 販売API実行 // 発注API実行 // HttpStatusだけしか確認しない // DBは基本確認しない } } API間の整合性

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TDD RED GREEN REFACTOR

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フラクタル構造の TDD RED GREEN REFACTOR

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Controller のテスト

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キーワード ● WebMvcTest ● MockMvc ● JSONAssert ● TestSecurityContextHolder

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@RestController @RequestMapping("/users") @RequiredArgsConstructor public class UsersApi { private final UsersService usersService; @RequestMapping(value = "", method = RequestMethod.GET) public ResponseEntity get() { return ResponseEntity.ok(new ResponseUserDto(usersService.execute())); } } Controllerのテスト

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@WebMvcTest(UsersApi.class) // テスト対象を指定 class UsersApiTests { @Autowired MockMvc mockMvc; @MockBean UsersService usersService; String url = "/users"; } Controllerのテスト

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@Test void success() throws Exception { // GIVEN モックのレスポンスを指定 when(usersService.execute()).thenReturn(List.of( User.builder().userId("1").email("[email protected]").name("1").build()) ); // WHEN & THEN 実行と比較 var result = this.mockMvc.perform(MockMvcRequestBuilders.get(url)) .andExpect(MockMvcResultMatchers.status().isOk()) // HttpStatusだけ確認 // .andExpect(MockMvcResultMatchers.jsonPath("$.users[0].userId").value("1")) .andReturn(); // THEN responseの確認 JSONAssert.assertEquals(“{}”, result.getResponse().getContentAsString(), true); } Controllerのテスト

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@Test // Spring Security の設定する認証ユーザを拡張していない場合にいづれかを使用 // @WithAnonymousUser // @WithMockUser // @WithUserDetails void success() throws Exception { } Controllerのテスト

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@Test void success() throws Exception { // Spring Security の設定する認証ユーザを拡張している場合に、TestSecurityContextHolderに設定 AuthUser user = new AuthUser(new User("user", "pass", Collections.emptyList()), new kirimaru.biz.domain.User()); Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(user, user.getPassword(), user.getAuthorities()); TestSecurityContextHolder.setAuthentication(authentication); } Controllerのテスト：認証(APIと同じ)

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Service のテスト

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キーワード ● なし

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@ExtendWith(MockitoExtension.class) class UsersServiceTest { UsersService target; @Mock UsersRepository repository; @BeforeEach void setUp() { target = new UsersServiceImpl(repository); } @Test void test_01() { target.execute(); } } Serviceのテスト

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(強いて言えば)キーワード ● SpringJUnitConﬁg

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@Getter @Setter @Configuration @ConfigurationProperties(prefix = "external.github") public class GitHubProperties { private String host; private String protocol; private String port; private String endpoint; public URI getUri() { return URI.create(protocol + "://" + host + ":" + port + "/" + endpoint); } } Serviceのテスト

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// Propertyファイルの読み込みで使用するテスト @SpringJUnitConfig(initializers = ConfigDataApplicationContextInitializer.class) // 有効にするPropertyファイル @EnableConfigurationProperties({GitHubProperties.class}) class GitHubPropertiesTest { @Autowired GitHubProperties target; @Test void test_01() { assertThat(target.getUri().toString()).isEqualTo("http://localhost:80/github"); } } Serviceのテスト

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@Service public class AppService { @Value("${app.config.appName}") private String appName; } Serviceのテスト

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Repository のテスト

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キーワード ● TestContainers ● データベースライブラリの固有のアノテーション ○ MyBatisTest ○ DataJpaTest ○ DataRedisTest ● Flyway ● spring.test.database.replace: NONE

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@Testcontainers @MybatisTest public abstract class RepositoryTestTemplate { // コンテナイメージ(ID等を設定する) private static final PostgreSQLContainer> postgres = new PostgreSQLContainer<>(); @BeforeAll public static void setUp() { postgres.start(); } @DynamicPropertySource static void setup(DynamicPropertyRegistry registry) { // コンテナで起動中のPostgresへ接続するためのJDBC URLをプロパティへ設定 // … } } Repositoryのテスト：APIと同じ

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// TestContainersのアノテーションのついたクラスを継承させる class UsersRepositoryTest extends RepositoryTestTemplate { @Autowired private UsersRepository target; @Test public void testInsert() { } } Repositoryのテスト

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// もし、MyBatisとRedisが共存していて、それぞれ別パッケージの場合は、DI対象を絞ったら早く起動するかも // ※ 未検証 @MapperScan("kirimaru.biz.repository") class UsersRepositoryTest extends RepositoryTestTemplate { } Repositoryのテスト

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その他のテスト

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キーワード ● TestContainers

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キーワード ● TestContainers

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E2E のテスト

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キーワード ● Playwright ○ E2Eテストフレームワーク ■ Node.js ● エコシステムが整っていてオススメ ■ Python ■ Java ■ .NET

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まとめ状況によってはテストが困難であることがあるため、必ずしも私のソースコードが参考になるとは限りません。ただ、簡単なエッセンスだけでも覚えていただければ幸いです。

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名前：きり丸（水上皓登） twitter1 ：nainaistar twitter2 ：mizuHiroto GitHub ：hirotoKirimaru ブログ：きり丸の技術日記 https://nainaistar.hatenablog.com/ 68 不明点があったら気軽に聞いてください