值得一提的是，《并发实践》中有一章非常有用，它描述了一些单元测试方法，并给出了解决问题的方案。

对于测试异步方法，我发现一个非常有用的方法是在测试对象的构造函数中注入Executor实例。在生产中，执行器实例被配置为异步运行，而在测试中，它可以被模拟为同步运行。

所以假设我试图测试异步方法Foo#doAsync(Callback c)，

class Foo {
  private final Executor executor;
  public Foo(Executor executor) {
    this.executor = executor;
  }

  public void doAsync(Callback c) {
    executor.execute(new Runnable() {
      @Override public void run() {
        // Do stuff here
        c.onComplete(data);
      }
    });
  }
}

在生产中，我会用Executors.newSingleThreadExecutor() Executor实例构造Foo，而在测试中，我可能会用执行以下操作的同步执行器构造它

class SynchronousExecutor implements Executor {
  @Override public void execute(Runnable r) {
    r.run();
  }
}

现在异步方法的JUnit测试非常干净

@Test public void testDoAsync() {
  Executor executor = new SynchronousExecutor();
  Foo objectToTest = new Foo(executor);

  Callback callback = mock(Callback.class);
  objectToTest.doAsync(callback);

  // Verify that Callback#onComplete was called using Mockito.
  verify(callback).onComplete(any(Data.class));

  // Assert that we got back the data that we expected.
  assertEquals(expectedData, callback.getData());
}

启动进程并使用Future等待结果。

对于所有Spring用户来说，这是我现在通常做集成测试的方式，其中涉及到异步行为:

当异步任务(例如I/O调用)完成时，在生产代码中触发应用程序事件。大多数情况下，这个事件对于处理生产中异步操作的响应是必要的。

有了这个事件，您就可以在测试用例中使用以下策略:

执行测试中的系统 监听事件并确保事件已经触发 做你的断言

要解决这个问题，首先需要触发某种域事件。我在这里使用UUID来标识已完成的任务，但您当然可以使用其他东西，只要它是唯一的。

(注意，下面的代码片段也使用Lombok注释来摆脱锅炉板代码)

@RequiredArgsConstructor
class TaskCompletedEvent() {
  private final UUID taskId;
  // add more fields containing the result of the task if required
}

产品代码本身通常是这样的:

@Component
@RequiredArgsConstructor
class Production {

  private final ApplicationEventPublisher eventPublisher;

  void doSomeTask(UUID taskId) {
    // do something like calling a REST endpoint asynchronously
    eventPublisher.publishEvent(new TaskCompletedEvent(taskId));
  }

}

然后我可以使用Spring @EventListener在测试代码中捕获已发布的事件。事件监听器稍微复杂一点，因为它必须以线程安全的方式处理两种情况:

生产代码比测试用例快，并且在测试用例检查事件之前事件已经触发，或者 测试用例比生产代码快，并且测试用例必须等待事件。

在这里的其他答案中提到的第二种情况使用了CountDownLatch。还要注意，事件处理程序方法上的@Order注释确保在生产中使用的任何其他事件侦听器之后调用该事件处理程序方法。

@Component
class TaskCompletionEventListener {

  private Map<UUID, CountDownLatch> waitLatches = new ConcurrentHashMap<>();
  private List<UUID> eventsReceived = new ArrayList<>();

  void waitForCompletion(UUID taskId) {
    synchronized (this) {
      if (eventAlreadyReceived(taskId)) {
        return;
      }
      checkNobodyIsWaiting(taskId);
      createLatch(taskId);
    }
    waitForEvent(taskId);
  }

  private void checkNobodyIsWaiting(UUID taskId) {
    if (waitLatches.containsKey(taskId)) {
      throw new IllegalArgumentException("Only one waiting test per task ID supported, but another test is already waiting for " + taskId + " to complete.");
    }
  }

  private boolean eventAlreadyReceived(UUID taskId) {
    return eventsReceived.remove(taskId);
  }

  private void createLatch(UUID taskId) {
    waitLatches.put(taskId, new CountDownLatch(1));
  }

  @SneakyThrows
  private void waitForEvent(UUID taskId) {
    var latch = waitLatches.get(taskId);
    latch.await();
  }

  @EventListener
  @Order
  void eventReceived(TaskCompletedEvent event) {
    var taskId = event.getTaskId();
    synchronized (this) {
      if (isSomebodyWaiting(taskId)) {
        notifyWaitingTest(taskId);
      } else {
        eventsReceived.add(taskId);
      }
    }
  }

  private boolean isSomebodyWaiting(UUID taskId) {
    return waitLatches.containsKey(taskId);
  }

  private void notifyWaitingTest(UUID taskId) {
    var latch = waitLatches.remove(taskId);
    latch.countDown();
  }

}

最后一步是在测试用例中执行被测试的系统。我在这里使用JUnit 5进行SpringBoot测试，但这对于使用Spring上下文的所有测试都应该是一样的。

@SpringBootTest
class ProductionIntegrationTest {

  @Autowired
  private Production sut;

  @Autowired
  private TaskCompletionEventListener listener;

  @Test
  void thatTaskCompletesSuccessfully() {
    var taskId = UUID.randomUUID();
    sut.doSomeTask(taskId);
    listener.waitForCompletion(taskId);
    // do some assertions like looking into the DB if value was stored successfully
  }

}

请注意，与这里的其他答案相比，如果您并行执行测试，并且多个线程同时执行异步代码，则此解决方案也可以工作。

假设你有这样的代码:

public void method() {
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            //logic
            //logic
            //logic
            //logic
        });
    }

试着把它重构成这样:

public void refactoredMethod() {
    CompletableFuture.runAsync(this::subMethod);
}

private void subMethod() {
    //logic
    //logic
    //logic
    //logic
}

之后，用下面的方法测试subMethod:

org.powermock.reflect.Whitebox.invokeMethod(classInstance, "subMethod"); 

这不是一个完美的解决方案，但它测试了异步执行中的所有逻辑。

如果测试结果是异步生成的，这就是我现在使用的方法。

public class TestUtil {

    public static <R> R await(Consumer<CompletableFuture<R>> completer) {
        return await(20, TimeUnit.SECONDS, completer);
    }

    public static <R> R await(int time, TimeUnit unit, Consumer<CompletableFuture<R>> completer) {
        CompletableFuture<R> f = new CompletableFuture<>();
        completer.accept(f);
        try {
            return f.get(time, unit);
        } catch (InterruptedException | TimeoutException e) {
            throw new RuntimeException("Future timed out", e);
        } catch (ExecutionException e) {
            throw new RuntimeException("Future failed", e.getCause());
        }
    }
}

使用静态导入，测试读起来还不错。 (注意，在这个例子中，我开始一个线程来说明这个想法)

    @Test
    public void testAsync() {
        String result = await(f -> {
            new Thread(() -> f.complete("My Result")).start();
        });
        assertEquals("My Result", result);
    }

如果未调用f.f complete，测试将在超时后失败。你也可以使用f.c earteexceptions来提前失败。