testing - golang中如何测试并发和锁？

Question

我们正在尝试测试锁。基本上，有多个客户端试图获得对特定 key 的锁定。在下面的示例中，我们使用了键“x”。

我不知道如何测试锁定是否有效。我只能阅读日志以确定它是否正常工作。

正确的事件顺序应该是:

1. client1 获得 key “x”的锁
2. client2 尝试获取键“x”上的锁 (fmt.Println("2 getting lock")) - 但被阻止并等待
3. client1 释放对键“x”的锁定
4. client2 获得 key “x”的锁

问题 1:如何使流程自动化并将其转化为测试？

问题 2:测试并发/互斥锁定的一般技巧有哪些？

func TestLockUnlock(t *testing.T) {
    client1, err := NewClient()
    if err != nil {
        t.Error("Unexpected new client error: ", err)
    }

    fmt.Println("1 getting lock")
    id1, err := client1.Lock("x", 10*time.Second)
    if err != nil {
        t.Error("Unexpected lock error: ", err)
    }
    fmt.Println("1 got lock")

    go func() {
        client2, err := NewClient()
        if err != nil {
            t.Error("Unexpected new client error: ", err)
        }
        fmt.Println("2 getting lock")
        id2, err := client2.Lock("x", 10*time.Second)
        if err != nil {
            t.Error("Unexpected lock error: ", err)
        }
        fmt.Println("2 got lock")

        fmt.Println("2 releasing lock")
        err = client2.Unlock("x", id2)
        if err != nil {
            t.Error("Unexpected Unlock error: ", err)
        }
        fmt.Println("2 released lock")
        err = client2.Close()
        if err != nil {
            t.Error("Unexpected connection close error: ", err)
        }
    }()

    fmt.Println("sleeping")
    time.Sleep(2 * time.Second)
    fmt.Println("finished sleeping")

    fmt.Println("1 releasing lock")
    err = client1.Unlock("x", id1)
    if err != nil {
        t.Error("Unexpected Unlock error: ", err)
    }

    fmt.Println("1 released lock")

    err = client1.Close()
    if err != nil {
        t.Error("Unexpected connection close error: ", err)
    }

    time.Sleep(5 * time.Second)
}

func NewClient() *Client {
   ....
}

func (c *Client) Lock(lockKey string, timeout time.Duration) (lockId int64, err error){
   ....
}

func (c *Client) Unlock(lockKey string) err error {
   ....
}

Answer 1

基于锁的代码的并发测试很难，以至于很难找到可证明正确的解决方案。通过打印语句进行临时手动测试并不理想。

有四个本质上不可测试的动态并发问题 (more)。除了性能测试之外，统计方法是您可以通过测试代码实现的最佳方法(例如，确定 90 个百分位数的性能优于 10 毫秒，或者死锁的可能性小于 1%)。

这是 Go 提供的通信顺序进程 (CSP) 方法比共享内存上的锁更好用的原因之一。考虑您的 Goroutine 被测提供了一个具有指定行为的单元。这可以针对其他 Goroutines 进行测试，这些 Goroutines 通过 channel 提供必要的测试输入并通过 channel 监控结果输出。

对于 CSP，使用没有任何共享内存(并且没有任何通过指针无意共享的内存)的 Goroutines 将保证在任何数据访问中都不会出现竞争条件。使用某些经过验证的设计模式(例如 Welch, Justo and WIllcock )可以确定 Goroutine 之间不会出现死锁。然后确定功能行为是否正确，上面提到的 Goroutine 测试工具可以很好地完成这项工作。