我们如何在Kotlin协程中测试并发基元

我们的许多用户对使用协程编写异步代码的经验感到高兴。这不足为奇，因为使用协程，我们能够编写简单易懂的代码，而几乎所有异步都在后台进行。为简单起见，我们可以将Kotlin中的协程视为具有某些附加功能的超轻量级线程，例如可取消性和结构化并发。但是，协程也使代码更安全。传统的并发编程涉及操纵一个共享的可变状态，这可以说是容易出错的。作为替代，协程可以提供特殊的通信原语（例如Channel）来执行同步。使用渠道和其他几个原语作为构建块，我们可以构建功能非常强大的东西，例如最近推出的Flows。但是，没有什么是免费的。尽管消息传递方法通常更安全，但是实现所需的原语并不是一件容易的事，因此必须尽可能全面地对其进行测试。同时，测试并发代码可能和编写它一样复杂。

这就是为什么我们拥有Lincheck –一种用于在JVM上测试并发数据结构的特殊框架。该框架的主要优点在于，它提供了一种简单且声明性的方式来编写并发测试。您无需声明如何执行测试，而是通过声明所有要检查的操作以及所需的正确性属性（线性化是默认值，但也支持各种扩展）和限制（例如“单用户”）来指定要测试的内容”）。

让我们考虑一个简单的并发数据结构，例如下面介绍的堆栈算法。除了标准的push（value）和pop（）操作之外，我们还实现了不可线性化（因此是不正确的）size（），它在成功执行push和pop调用后增加和减少了相应的字段。

类Stack＆lt; T＆gt; { 私有val top =原子＆lt; Node＆lt; T＆gt;？＆gt;（null） 私有val _size =原子（0） fun push（value：T）：Unit = top.loop {cur-＆gt; val newTop =节点（cur，value） if（top.compareAndSet（cur，newTop））{//尝试添加 _size.incrementAndGet（）//＆lt;-增量大小 返回 } } 有趣的pop（）：是吗？ = top.loop {cur-＆gt; if（cur == null）返回null //堆栈为空吗？ if（top.compareAndSet（cur，cur.next））{//尝试检索 _size.decrementAndGet（）//＆lt;-DECREMENT SIZE 返回当前值 } } val大小：Int get（）= _size.value } 类Node＆lt; T＆gt;（val下一个：Node＆lt; T＆gt;？，val值：T）

要在没有任何工具的情况下为此堆栈编写并发测试，您必须手动运行并行线程，调用堆栈操作，最后检查一些顺序历史记录可以解释所获得的结果。过去我们使用过这种手动测试，并且所有这些测试至少包含一百行样板代码。但是使用Lincheck，该机器是自动化的，并且测试变得简短而有用。

要使用Lincheck编写并发测试，您需要列出数据结构操作，并使用特殊的@Operation批注对其进行标记。初始状态在构造函数中指定（在此，我们创建一个新的TriebeStack＆lt; Int＆gt;实例）。之后，我们需要配置测试模式，可以使用测试类上的特殊注释来完成测试– @StressCTest用于压力测试，@ModelCheckingCTest用于模型检查模式。最后，我们可以通过在测试类上调用Linchecker.check（..）函数来运行分析。

@StressCTest @ModelCheckingCTest 类StackTest { 私有值s = TrieberStack＆lt; Int＆gt;（） @Operation fun push（值：整数）= s.push（值） @Operation fun pop（）= s.pop（） @Operation fun size（）= s.size @Test fun runTest（）= LinChecker.check（this :: class） }