如何对线程安全队列进行单元测试

Question

我需要一个具有以下要求的简单数据结构:

• 它应该像一个队列,
• 所有入队操作都应该是原子的.

我对多线程的经验非常有限,但这就是我的目标:

public class Tickets
{
    private ConcurrentQueue<uint> _tickets;

    public Tickets(uint from, uint to)
    {
        Initialize(from, to);
    }

    private readonly object _lock = new object();
    public void Initialize(uint from, uint to)
    {
        lock(_lock)
        {
            _tickets = new ConcurrentQueue<uint>();

            for (uint i = from; i <= to; i++)
            {
                _tickets.Enqueue(i);
            }
        }
    }

    public uint Dequeue()
    {
        uint number;
        if (_tickets.TryDequeue(out number))
        {
            return number;
        }

        throw new ArgumentException("Ticket queue empty!");
    }
}

第一个问题:这段代码好吗？

Secod问题:我怎样才能对这个类进行单元测试(例如,两个线程在队列中定期执行出队操作,元素为(1,2,3,4,5,6),第一个线程只能得到奇数和第二个线程只有偶数)？我试过这个,但断言没有执行:

[Test]
public void Test()
{
    var tickets = new Tickets(1, 4);
    var t1 = new Thread(() =>
                            {
                                Assert.AreEqual(1, tickets.Dequeue());
                                Thread.Sleep(100);
                                Assert.AreEqual(3, tickets.Dequeue());
                            });


    var t2 = new Thread(() =>
                            {
                                Assert.AreEqual(2, tickets.Dequeue());
                                Thread.Sleep(100);
                                Assert.AreEqual(4, tickets.Dequeue());
                            });

    t1.Start();
    t2.Start();
}

Answer 1

我会用国际象棋:http://research.microsoft.com/en-us/projects/chess

CHESS是一种在并行程序中查找和复制Heisenbugs的工具.CHESS重复运行并发测试,确保每次运行都采用不同的交错.如果交错导致错误,CHESS可以重现交错以改进调试.CHESS适用于托管和本机程序.

Answer 2

多线程和单元测试的问题之一是时间问题。当您尝试在单元测试中引入多个线程时，您将面临不可重现的测试结果的风险，测试有时会通过，但有时却无法通过。

但只是为了解释为什么您的断言可能无法执行，单元测试在线程之前完成。它需要等待线程完成，而不是仅仅启动它们并继续。单元测试框架本身不是线程安全的或者不能从其他线程调用断言也是可行的。

抱歉，这不是一个解决方案，但我也不知道有任何针对多线程代码的自动化测试解决方案。

另请参阅：我应该如何对线程代码进行单元测试？