基于 Jenkins + JaCoCo 实现功能测试代码覆盖率统计
本文首发于：Jenkins 中文社区
使用 JaCoCo 统计功能测试代码覆盖率？
对于 JaCoCo，有所了解但又不是很熟悉。 "有所了解"指的是在 CI 实践中已经使用 JaCoCo 对单元测试代码覆盖率统计： 当代码 push 到代码仓库后，用 JaCoCo 进行单元测试代码覆盖率统计，并将相应数据推送到 SonarQube。 "不是很熟"指的是应用场景也仅限于此，并未进行过多研究与实践。
前不久，有测试同事提出，想要在实际测试时，用 JaCoCo 统计功能测试代码覆盖率。 其主要目的是在经过功能测试后，通过查看代码覆盖率统计的相关指标，增强对软件质量的信心。 经查阅资料，证明这是可行的。
由于对 JaCoCo 不甚了解，于是查阅官网资料对 JaCoCo 进一步了解。
进一步了解 JaCoCo
JaCoCo，即 Java Code Coverage，是一款开源的 Java 代码覆盖率统计工具。 它由 EclEmma 团队根据多年来使用和集成现有库的经验教训而创建。
JaCoCo 愿景
JaCoCo 应该为基于 Java VM 的环境中的代码覆盖率分析提供标准技术。 重点是提供一个轻量级的、灵活的、文档良好的库，以便与各种构建和开发工具集成。
JaCoCo 产品功能
- 指令(C0)、分支(C1)、行、方法、类型和圈复杂度的覆盖率分析。
- 基于 Java 字节码，因此也可以在没有源文件的情况下工作。
- 通过基于 Java agent 的实时检测进行简单集成。其他集成场景(如自定义类加载器)也可以通过 API 实现。
- 框架无关性：平稳地与基于 Java VM 的应用程序集成，比如普通 Java 程序、OSGi 框架、web 容器或 EJB 服务器。
- 兼容所有已发布的 Java 类文件版本。
- 支持不同的 JVM 语言。
- 支持几种报告格式( HTML、XML、CSV )。
- 远程协议和 JMX 控件，以便在任何时间点从覆盖率 agent 请求执行数据 dump 。
- Ant 任务，用于收集和管理执行数据并创建结构化覆盖报告。
- Maven 插件，用于收集覆盖信息并在Maven构建中创建报告。
非功能特性
- 使用简单和与现有构建脚本和工具集成。
- 良好的性能和最小的运行时开销，特别是对大型项目。
- 轻量级实现，对外部库和系统资源的依赖性最小。
- 全面的文档。
- 完整文档化的 API ( JavaDoc ) 和用于与其他工具集成的示例。
- 回归测试基于 JUnit 测试用例，具有完整的功能测试覆盖率。
对 JaCoCo 可以与现有构建脚本和工具进行集成这里做进一步说明： 官方提供了 Java API、Java Agent 、CLI、Ant 、Maven、Eclipse 这几种集成方式； 第三方提供了诸如与 Gradle、IDEA、Jenkins 等其它工具的集成方式。
抛开理论，开始实践
JaCoCo 不仅支持统计本地服务的代码覆盖率，也支持统计远程服务的代码覆盖率。 单元测试覆盖率统计就是统计本地服务的代码覆盖率，代码和运行的服务在一台机器上，笔者这里通过使用 JaCoCo Maven 插件完成的。 而功能测试代码覆盖率统计则是统计远程服务的代码覆盖率，代码和运行的服务一般不在一台机器上，这里需要借助 JaCoCo Java agent 实现。
备注：实际上，JaCoCo Maven 插件也使用了 JaCoCo Java agent，不过用户不需要直接关系 Java agent 及其选项，Maven 插件都透明地处理了。
1、下载 JaCoCo 分发包
可以从 JaCoCo 官网下载分发包，也可以从 Maven 仓库（中央仓库或私服）下载。 分发包的 lib 目录下，包括以下库：
2、Java 应用启动脚本添加 jacocoagent 相关 JVM 参数
需要将 jacocoagent.jar 推送到部署应用的服务器上，笔者这里用 Ansible 进行了批量推送。 Java 应用启动脚本需要加入类似下面的 JVM 参数：
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -javaagent:/path/jacocoagent.jar=includes=*,output=tcpserver,append=false,address=$IP,port=$JACOCO_PORT"
这样在应用成功启动后，会暴露一个 TCP 服务，客户端可以连接到这个服务并获取执行数据文件。
相关属性说明如下：
- append：其中 append=false 表示 dump 每次会生成一个新的执行数据文件，如果 append=true，dump 时则会将数据追加到已存在的执行数据文件。 其中 output=tcpserver 表示 agent 监听来自被 adrress 和 port 属性指定的TCP 端口的连接，执行数据被写到这个连接；
- output：如果 output=tcpclient 则表示在启动时，agent 连接到被 adrress 和 port 属性指定的TCP 端口，执行数据被写到这个连接； 如果 output=file 则表示在 JVM 终止时，执行数据被写到被 destfile 属性指定的文件。output 默认值为 file 。
- address：当 output 为 tcpserver 时绑定到的 IP 地址或主机名，或者当 output 为 tcpclient 时连接到的 IP 地址或主机名。 在 tcpserver 模式下，值为“*”导致代理只接受本机地址上的连接。address 默认值为 127.0.0.1 。
- port：当 output 方式为 tcpserver 时绑定到该端口，或者当 output 方式为 tcpclient 时连接到该端口。 在 tcpserver 模式下，端口必须可用，这意味着如果多个 JaCoCo agent 在同一台机器上运行，则必须指定不同的端口。port 默认值为 6300 。
3、创建及配置 Jenkins Pipeline 任务
Jenkins 任务大致有几个步骤：拉取代码，构建，dump 应用执行数据（ jacoco.exec ），解析 JaCoCo 产生的 jacoco.exec 文件，然后生成覆盖率报告（HTML 格式）。 拉取代码这里无需多说，配置下从代码仓库（SVN/Git）和分支地址就可以了，比较简单。 构建这里用了 Jenkins Pipeline Maven Integration Plugin ，笔者这里所用的 Maven 命令是 mvn clean package -Dmaven.test.skip=true 。 dump 应用执行数据这里有多种方式：Ant、CLI、Maven，因为Java 应用是用 Maven 构建的，这里选择了 Maven Jacoco Plugin。 解析 JaCoCo 产生的 jacoco.exec 文件，然后生成覆盖率报告（HTML 格式）笔者这里使用了 Jenkins Jacoco Plugin。
Jenkins Pipeline 案例如下：
pipeline {
agent any
tools {
jdk 'JDK1.8'
}
stages {
stage('Checkout'){
steps{
git branch: '${GIT_BRANCH}', credentialsId: 'xxx-xxx-xx-xx-xxx', url: '${GIT_URL}'
}
}
stage('Build') {
steps{
withMaven(maven: 'maven'){
sh "mvn clean package -Dmaven.test.skip=true"
}
}
}
stage('DumpFromServer'){
steps {
withMaven(maven: 'maven'){
sh 'mvn org.jacoco:jacoco-maven-plugin:0.8.4:dump -Djacoco.address=${SERVER_IP} -Djacoco.port=${JACOCO_PORT}'
}
}
}
stage('JacocoPublisher') {
steps {
jacoco()
}
}
}
}
JaCoCo 覆盖率报告，部分截图如下：
总结
笔者所实现的方式并未覆盖任何场景，但是大同小异，相关工具的使用详情可以查看官网文档，因为它是最全面的。 笔者希望这个实践能给有类似诉求的同行一些参考，当然笔者也希望能够和大家互相交流。 同时笔者的 JaCoCo 实践之路并未结束，可能在使用的过程中会有一些问题需要解决， 后续也将考虑使用 Jenkins API 为需要统计功能测试代码覆盖率的 Java 应用实例自动生成一个对应的 Jenkins 任务， 并在 Java 应用实例销毁后，对相应的 Jenkins 任务进行清理等其它功能。
参考
- https://www.eclemma.org/jacoco/index.html
- https://www.jacoco.org/jacoco/trunk/doc/integrations.html
- https://www.jacoco.org/jacoco/trunk/doc/agent.html
- https://www.jacoco.org/jacoco/trunk/doc/counters.html
- https://www.eclemma.org/jacoco/trunk/doc/mission.html
作者：王冬辉
