对多线程应用程序进行单元测试？

Question

有没有人对多线程应用程序进行单元测试的一致方法有什么建议？我做过一个应用程序，我们的模拟“工作线程”有一个thread.sleep，它的时间由一个公共成员变量指定。我们将使用它来设置一个特定线程需要多长时间来完成它的工作，然后我们就可以进行断言了。有没有更好的方法呢？有没有好的.Net模拟框架可以处理这个问题？

Answer 1

我的建议是不要依赖单元测试来检测并发问题，原因有几个：

• 缺乏重复性:测试只会偶尔失败一次，
• 构建环境很可能是单problems.
• Erratic环境(假设构建是在虚拟机中运行的)，其中的并发问题可能永远不会发生--无论设置多少休眠时间。
• 它以某种方式击败了简单、验证代码的独立单元。

Answer 2

第一步是要意识到，你需要进行单元测试的大部分代码通常与线程是正交的。这意味着您应该尝试将执行工作的代码与执行线程的代码分开。一旦完成，您就可以使用常规的单元测试实践轻松地测试执行此工作的代码。当然，你知道这一点。

然后问题是测试问题的线程化方面，但至少现在你有一个点，这个线程化与执行工作的代码接口，希望你有一个接口，你可以模拟那里。现在您有了线程代码所调用的代码的mock，我发现最好的做法是向mock中添加一些事件(这可能意味着您需要手动滚动mock)。然后，将使用这些事件来允许测试与测试中的线程代码同步并阻止它们。

例如，假设我们有一个非常简单的东西，一个处理工作项的多线程队列。你会嘲笑这个工作项目。该接口可能包含一个'Process()‘方法，线程调用该方法来完成工作。你会在里面放两个事件。一个是mock在调用Process()时设置的，另一个是mock在设置第一个事件后等待的。现在，在您的测试中，您可以启动队列，发布模拟工作项，然后等待工作项的"I'm in“事件。如果您正在测试的是进程被调用，那么您可以设置另一个事件并让线程继续运行。如果你正在测试一些更复杂的东西，比如队列如何处理多个分派，那么你可以在释放线程之前做一些其他的事情(比如post和等待其他工作项)。由于您可以在测试中等待超时，因此您可以确保(比方说)只有两个工作项被并行处理，等等。关键是您使用线程代码阻塞的事件使测试具有确定性，以便测试可以控制它们何时运行。

我相信您的情况会更复杂，但这是我用来测试线程化代码的基本方法，而且效果很好。如果你模拟出正确的代码并加入同步点，你可以对多线程代码进行惊人的控制。

下面是关于这类事情的更多信息，尽管它是关于C++代码库：http://www.lenholgate.com/blog/2004/05/practical-testing.html

Answer 3

如果你必须测试一个后台线程做了什么，我发现一个简单的技术很方便，那就是有一个WaitUntilTrue方法，看起来像这样：

bool WaitUntilTrue(Func<bool> func,
              int timeoutInMillis,
              int timeBetweenChecksMillis)
{
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();

    while(stopwatch.ElapsedMilliseconds < timeoutInMillis)
    {
        if (func())
            return true;
        Thread.Sleep(timeBetweenChecksMillis);
    }   
    return false;
}

如下所示：

volatile bool backgroundThreadHasFinished = false;
//run your multithreaded test and make sure the thread sets the above variable.

Assert.IsTrue(WaitUntilTrue(x => backgroundThreadHasFinished, 1000, 10));

这样你就不必让你的主测试线程休眠很长一段时间，让后台线程有时间完成。如果后台没有在合理的时间内完成，测试就会失败。