在软件开发中，正确地处理异常是构建健壮应用的关键一环。单元测试，特别是使用 junit 框架，为我们验证异常行为提供了强大的工具。其中，assertthrows 方法是专门用于断言某个操作会抛出特定类型异常的。然而，在使用 assertthrows 捕获到异常后，如何正确地比对异常消息，常常会成为初学者遇到的一个困惑点。
理解 assertThrows
JUnit 5 提供的 assertThrows 方法是一个非常有用的工具，它允许我们验证代码是否按预期抛出异常。它的基本用法如下：
ExceptionType actualException = assertThrows(
ExceptionType.class, // 期望抛出的异常类型
() -> { /* 会抛出异常的代码块 */ }, // 可执行的 Lambda 表达式
"断言失败时的消息（可选）" // 当未抛出异常或抛出类型不匹配时显示的消息
);assertThrows 方法会执行提供的 Lambda 表达式。如果表达式抛出了指定类型的异常，该方法就会返回这个异常实例；否则，测试将失败。
常见的错误：直接比对字符串与异常对象
一个常见的错误是在捕获到异常后，尝试直接将期望的异常消息字符串与 assertThrows 返回的异常对象进行 assertEquals 比对。
考虑以下一个简单的 Calculator 类，其中 multiply 方法在乘数为零时抛出 IllegalArgumentException：
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
// Calculator.java
public class Calculator {
public int multiply(int i, int j) {
if (i == 0 || j == 0) {
throw new IllegalArgumentException("* by zero");
}
return i * j;
}
}现在，假设我们编写一个 JUnit 测试来验证当其中一个乘数为零时是否抛出正确的异常，并期望其消息为 "* by zero"。一个错误的测试尝试可能如下：
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
public class CalculatorTest {
private Calculator tm = new Calculator(); // 假设 tm 是 Calculator 的实例
@Test
void testMultiply_WhenZeroIsMultiplied_ShouldThrowException() {
int i = 0;
int j = 4;
String expectedMsg = "* by zero";
// 使用 assertThrows 捕获异常
IllegalArgumentException e = assertThrows(
IllegalArgumentException.class,
() -> tm.multiply(i, j),
"期望在乘数为零时抛出 IllegalArgumentException"
);
// 错误的断言方式：直接比较 String 和 Exception 对象
// assertEquals("断言错误", expectedMsg, e); // 编译错误或运行时错误
}
}如果直接使用 assertEquals("断言错误", expectedMsg, e);，会遇到类型不匹配的问题。expectedMsg 是一个 String 类型，而 e 是一个 IllegalArgumentException 类型的对象。assertEquals 方法没有直接用于比较 String 和 Exception 对象的重载。即使尝试将异常对象作为期望值（如 assertEquals("Error", new IllegalArgumentException("* by zero"), e);），assertEquals 默认也是通过对象的 equals() 方法进行比较。对于大多数异常类，其 equals() 方法继承自 Object，默认比较的是对象的引用地址，而不是其内容（如消息）。因此，即使消息相同，两个不同的异常对象实例也会被认为是不同的。
正确的解决方案：比对异常消息
要正确地比对异常消息，我们需要从捕获到的异常对象中提取出其消息字符串，然后与我们期望的字符串进行比较。所有 Throwable 类都提供了 getMessage() 方法来获取异常的详细消息。
修正后的测试代码应如下所示：
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
public class CalculatorTest {
private Calculator tm = new Calculator(); // 假设 tm 是 Calculator 的实例
@Test
void testMultiply_WhenZeroIsMultiplied_ShouldThrowException() {
int i = 0;
int j = 4;
String expectedMsg = "* by zero";
// 使用 assertThrows 捕获异常
IllegalArgumentException e = assertThrows(
IllegalArgumentException.class,
() -> tm.multiply(i, j),
"期望在乘数为零时抛出 IllegalArgumentException"
);
// 正确的断言方式：比较期望消息字符串与异常对象的getMessage()结果
assertEquals(expectedMsg, e.getMessage(), "异常消息不匹配");
// 或者，如果你更喜欢使用 assertTrue 结合 equals 方法：
// assertTrue(e.getMessage().equals(expectedMsg), "异常消息不匹配");
}
}在这个修正后的代码中，assertEquals(expectedMsg, e.getMessage(), "异常消息不匹配"); 能够正确工作，因为它现在比较的是两个 String 对象：expectedMsg 和 e.getMessage() 的返回值。
示例代码
为了提供一个完整的示例，我们结合 Calculator 类和修正后的测试类：
// src/main/java/com/example/Calculator.java
package com.example;
public class Calculator {
public int multiply(int i, int j) {
if (i == 0 || j == 0) {
throw new IllegalArgumentException("* by zero");
}
return i * j;
}
}// src/test/java/com/example/CalculatorTest.java
package com.example;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
public class CalculatorTest {
private Calculator calculator = new Calculator();
@Test
void testMultiply_WhenFirstFactorIsZero_ShouldThrowExceptionWithMessage() {
int i = 0;
int j = 4;
String expectedMsg = "* by zero";
// 1. 使用 assertThrows 验证是否抛出指定类型的异常
IllegalArgumentException actualException = assertThrows(
IllegalArgumentException.class,
() -> calculator.multiply(i, j),
"期望在第一个乘数为零时抛出 IllegalArgumentException"
);
// 2. 验证异常消息是否与期望值匹配
assertEquals(expectedMsg, actualException.getMessage(), "异常消息应为 '* by zero'");
}
@Test
void testMultiply_WhenSecondFactorIsZero_ShouldThrowExceptionWithMessage() {
int i = 5;
int j = 0;
String expectedMsg = "* by zero";
IllegalArgumentException actualException = assertThrows(
IllegalArgumentException.class,
() -> calculator.multiply(i, j),
"期望在第二个乘数为零时抛出 IllegalArgumentException"
);
assertEquals(expectedMsg, actualException.getMessage(), "异常消息应为 '* by zero'");
}
@Test
void testMultiply_WhenNoZeroFactor_ShouldReturnCorrectResult() {
int i = 5;
int j = 4;
int expectedResult = 20;
int actualResult = calculator.multiply(i, j);
assertEquals(expectedResult, actualResult, "非零乘数相乘应返回正确结果");
}
}注意事项与最佳实践
- 区分对象与消息： 始终记住 assertThrows 返回的是异常 对象 本身，而不是它的消息字符串。要获取消息，必须调用 getMessage() 方法。
- assertEquals 的类型匹配： assertEquals 方法有多个重载，它会根据你传入的参数类型来选择最合适的版本。确保你比较的两个参数是类型兼容的（例如，都是 String）。
- 断言失败消息： 在 assertEquals 和 assertThrows 中提供清晰的断言失败消息（作为最后一个参数）是一个好习惯。这在测试失败时能帮助你更快地定位问题。
- 精确性与健壮性： 除了检查异常类型和消息外，有时你可能还需要检查异常的其他属性，例如 getCause() 或自定义异常中的特定字段。确保你的测试覆盖了所有重要的异常行为。
- 避免过度测试： 虽然测试异常行为很重要，但也要避免过度测试。只测试那些关键的、容易出错的异常路径。
总结
在 JUnit 中进行异常测试时，assertThrows 是一个强大的工具，但正确比对异常消息是确保测试有效性的关键。核心原则是：assertThrows 返回的是异常对象，要比对其消息，必须通过 getMessage() 方法获取字符串，再与期望的字符串进行比较。遵循这些指导原则，可以帮助你编写出更健壮、更清晰的异常处理单元测试。
