到目前为止,我已经避免了测试多线程代码的噩梦,因为它似乎是一个太大的雷区。我想知道人们是如何测试依赖于线程的代码以获得成功执行的,或者人们是如何测试那些仅在两个线程以给定方式交互时才会出现的问题的?
对于今天的程序员来说,这似乎是一个非常关键的问题,恕我直言,将我们的知识集中在这个问题上是很有用的。
到目前为止,我已经避免了测试多线程代码的噩梦,因为它似乎是一个太大的雷区。我想知道人们是如何测试依赖于线程的代码以获得成功执行的,或者人们是如何测试那些仅在两个线程以给定方式交互时才会出现的问题的?
对于今天的程序员来说,这似乎是一个非常关键的问题,恕我直言,将我们的知识集中在这个问题上是很有用的。
当前回答
我用与处理任何单元测试相同的方式处理线程组件的单元测试,即使用反转控制和隔离框架。我在. net领域进行开发,开箱即用的线程(以及其他东西)很难(我可以说几乎不可能)完全隔离。
因此,我写的包装器看起来像这样(简化):
public interface IThread
{
void Start();
...
}
public class ThreadWrapper : IThread
{
private readonly Thread _thread;
public ThreadWrapper(ThreadStart threadStart)
{
_thread = new Thread(threadStart);
}
public Start()
{
_thread.Start();
}
}
public interface IThreadingManager
{
IThread CreateThread(ThreadStart threadStart);
}
public class ThreadingManager : IThreadingManager
{
public IThread CreateThread(ThreadStart threadStart)
{
return new ThreadWrapper(threadStart)
}
}
从那里,我可以很容易地将IThreadingManager注入到组件中,并使用所选的隔离框架使线程在测试期间的行为符合我的预期。
到目前为止,这对我来说工作得很好,我对线程池,系统中的东西使用相同的方法。环境,睡眠等等。
其他回答
一个简单的测试模式可以用于一些(不是所有!)用例,就是多次重复相同的测试。例如,假设你有一个方法:
def process(input):
# Spawns several threads to do the job
# ...
return output
创建一堆测试:
process(input1) -> expect to return output1
process(input2) -> expect to return output2
...
现在将每个测试运行多次。
如果流程的实现包含一个微小的错误(例如死锁、竞态条件等),出现的概率为0.1%,那么运行1000次测试,则该错误至少出现一次的概率为64%。运行测试10000次,得到>99%的概率。
看看我的相关答案在
为自定义Barrier设计一个Test类
它偏向于Java,但对选项进行了合理的总结。
总而言之(我认为),它不是使用一些花哨的框架来确保正确性,而是如何设计你的多线程代码。拆分关注点(并发性和功能性)有助于提高信心。测试引导的面向对象软件的发展比我能更好地解释一些选项。
静态分析和形式化方法(参见并发性:状态模型和Java程序)是一种选择,但我发现它们在商业开发中用处有限。
不要忘记,任何加载/浸泡风格的测试都很少能保证突出问题。
好运!
等待在帮助您编写确定性单元测试时也很有用。它允许您等待系统中的某个状态更新。例如:
await().untilCall( to(myService).myMethod(), greaterThan(3) );
or
await().atMost(5,SECONDS).until(fieldIn(myObject).ofType(int.class), equalTo(1));
它还支持Scala和Groovy。
await until { something() > 4 } // Scala example
(如果可能的话)不要使用线程,使用actor /活动对象。易于测试。
听着,要做到这一点并不容易。我正在做一个本来就是多线程的项目。事件来自操作系统,我必须并发地处理它们。
处理测试复杂的多线程应用程序代码的最简单方法是:如果它太复杂而无法测试,那么您做错了。如果您有一个单独的实例,其中有多个线程作用于它,并且您无法测试这些线程相互踩在一起的情况,那么您的设计需要重做。它既简单又复杂。
有许多方法可以为多线程编程,以避免线程同时通过实例运行。最简单的方法是使所有对象都是不可变的。当然,这通常是不可能的。因此,您必须在设计中确定线程与同一实例交互的地方,并减少这些地方的数量。通过这样做,您可以隔离多线程实际发生的几个类,从而降低测试系统的总体复杂性。
但是您必须意识到,即使这样做,您仍然不能测试两个线程相互践踏的每一种情况。要做到这一点,您必须在同一个测试中并发地运行两个线程,然后准确地控制它们在任何给定时刻执行的行。你能做的就是模拟这种情况。但这可能需要您专门为测试编写代码,这充其量是迈向真正解决方案的半步。
测试代码是否存在线程问题的最好方法可能是对代码进行静态分析。如果您的线程代码没有遵循有限的线程安全模式集,那么您可能会遇到问题。我相信VS中的代码分析确实包含了一些线程的知识,但可能不多。
看,就目前的情况来看(可能还会持续很长一段时间),测试多线程应用程序的最佳方法是尽可能降低线程代码的复杂性。最小化线程交互的区域,尽可能地进行测试,并使用代码分析来识别危险区域。