如何为ProcessBuilder编写包含失败用例的单元测试

跨平台始终返回非零退出码的命令 #

确实存在适配所有Java测试环境的始终失败命令，因为运行Java单元测试的环境必然预装JRE，可直接调用Java命令执行不存在的主类，固定返回非零退出码，无需区分操作系统：

ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("java", "NonExistentClassNeverExist");
// 合并输出流避免子进程缓冲区满导致阻塞
processBuilder.redirectErrorStream(true);
Process process = processBuilder.start();
// 消费流避免进程卡住
try (InputStream is = process.getInputStream()) {
    is.readAllBytes();
}
final int exitCode = process.waitFor();
assert exitCode != 0;

更优的测试方案 #

直接调用真实命令依赖进程调度，执行速度慢且存在偶发失败风险，更推荐以下测试方案：

• 方案1：封装抽象层解耦（最推荐）
  把ProcessBuilder的操作封装为自定义接口，业务代码依赖接口而非直接依赖ProcessBuilder，测试时直接mock接口即可自定义返回结果，无任何环境依赖：

  // 抽象接口
  public interface ProcessLauncher {
      Process start(String... command) throws IOException;
  }
  
  // 生产环境实现
  public class DefaultProcessLauncher implements ProcessLauncher {
      @Override
      public Process start(String... command) throws IOException {
          return new ProcessBuilder(command).start();
      }
  }
  

  单元测试示例：

  ProcessLauncher mockLauncher = Mockito.mock(ProcessLauncher.class);
  Process mockProcess = Mockito.mock(Process.class);
  // 模拟进程返回非零退出码
  Mockito.when(mockProcess.waitFor()).thenReturn(1);
  Mockito.when(mockLauncher.start(Mockito.any())).thenReturn(mockProcess);
  // 将mockLauncher注入业务类即可执行测试
  

• 方案2：升级Mockito版本支持final类mock
  Mockito 2.x及以上版本已原生支持mock final类，只需在src/test/resources/mockito-extensions目录下新增org.mockito.plugins.MockMaker文件，写入内容mock-maker-inline，即可直接mock ProcessBuilder和Process类，无需修改业务代码。
• 方案3：使用PowerMock扩展能力
  若无法升级Mockito 1.x版本，可引入PowerMock依赖，通过@PrepareForTest(ProcessBuilder.class)注解开启final类mock能力，缺点是依赖较重，容易和其他测试框架产生兼容性问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Volodya Lombrozo