单元测试多线程代码时的问题答案

【问题标题】：Problem when Unit-testing multi threaded code单元测试多线程代码时的问题
【发布时间】：2011-01-03 00:41:35
【问题描述】：

我已经实现了一个Pipe 类，它在内部使用BlockingQueue 来存储它接收到的数据。

BlockingQueue会阻塞调用线程有两种情况：

调用线程调用Dequeue()，队列为空。它将阻塞线程，直到有要检索的项目。
调用线程调用Enqueue()，队列已满。它将阻塞线程，直到有空间再次插入数据。

我最初的想法是，不是让Pipe 类实例化BlockingQueue，而是通过构造函数注入将IQueue 的实例传递给它。这样，在测试时，我会将NonBlockingQueue 的实例传递给它，因此我不必为线程问题而烦恼（当我为Pipe 类和其他类进行单元测试时）使用Pipes 的类我只想将东西添加到队列中，而不必考虑它们是否已经满了等等）。

问题在于，在执行此操作时，我实际上使我的 Pipe 以两种完全不同的方式运行，具体取决于我传递给它的 IQueue 实例的类型：

在BlockingQueue 中，如果队列是为空，您尝试检索来自它的东西，它会阻塞直到它得到了一些东西。在一个 NonBlockingQueue 它会呕吐一个例外。
在BlockingQueue 中，如果队列已满并且您尝试添加某些内容，它将等到有人将元素出列并且再次有空间。 NonBlockingQueue 版本要么抛出 FullQueueException，要么允许“无限”数量的元素。

也就是说，没有“单一合同”。我认为这种做法肯定是错误的。

什么是更合适的方法？

编辑米奇：

这用于实现 Pipe&Filter 系统：每个 Filter 都有一个输入和输出管道。然后每个过滤器都使用以下形式的代码实现

char c;
while ((c = inputPipe.ReadChar()) != STREAM_TERMINATOR) { 
//I don't have to care 
//if right now there is any data. I know that if there isn't, 
//the thread will block and this will continue after there is some.

    ...do processing
    outputPipe.WriteChar(something);
}
outputPipe.WriteChar(STREAM_TERMINATOR);

所以我想是的，阻塞管道/队列是我想要的行为。

【问题讨论】：

标签： c# java multithreading unit-testing testing

【解决方案1】：

单元测试的理念是您测试一小部分代码，并最终测试所有代码。它被分解成碎片是有原因的，一次测试一件比同时测试所有东西更容易。在代码中使用 BlockingQueue，在测试中使用 NonBlockingQueue，它引入了各种具有挑战性的方面，这违背了单元测试的目的……在测试中，你应该简化，而不是复杂化。那么为什么不在那里也使用 BlockingQueue 呢？您说线程可能是一个问题，但至少使用 IQueue 的简单实现，从外部看它与 BlockingQueue 完全一样，但没有线程问题。在单元测试中，您应该能够在 IQueue 中提供一个不会引发异常的实例。例如，不要因为队列为空而通常抛出异常，而只需提出一个新项目。这在测试中是允许的......

【讨论】：

我同意你的观点。从理论上讲，您所说的是正确的，但实际上很难对具有这种阻塞队列（而不是）的队列进行单元测试。另一种方法是尽量小心并实际使用阻塞队列进行测试（基本上，如果我看到任何测试挂起，那是因为它已死锁）。
在您的代码中，您有一个 IQueue 的实现，当它为空或满时不会抛出异常。那是您找不到的“单一合同”的描述。它不完全是 IQueue，但类似于它。如果你愿意，给它一个名字。我的观点是，如果您要（简化）该合同的实施，则不会失去一般性。您应该能够在测试中使用这样的实现，并且它不应该给期望带来麻烦。如果有，请详细说明，因为在那种情况下，我还不清楚情况。

【解决方案2】：

您对IQueue 的构造函数注入实现的想法是正确的。

现在你想在这里进行什么单元测试？

IQueue 实现
Pipe 责任（除了与IQueue 实现交互）
Pipe 和 IQueue 实现的交互

您想专注于第 3 点。我认为你需要在这里考虑责任。确保队列被阻塞与否是谁的责任。这是IQueue 实现而不是Pipe 的责任。所以，IQueue 合约只会有一个“动作”（一个方法调用），当我们遇到异常情况（从空队列出队或添加到满队列）时会发生这种情况。您想对这种交互进行单元测试，这意味着只测试在异常情况下是否调用操作方法。

【讨论】：