我正在编写一个多线程应用程序，同时也在尝试着想出如何为其编写适当的单元测试。我认为这可能是另一个最好的问题。
还有一个问题，我有一个类如下所示，知道它不是线程安全的，并希望在单元测试中证明它，但无法弄清楚如何做到:
public class MyClass
{
private List<string> MyList = new List<string>();
public void Add(string Data)
{
MyList.Add(Data); //This is not thread safe!!
}
}
证明某个东西是线程安全的很棘手 - 可能是停机问题。您可以展示产生竞态条件很容易，或者很难产生。但是不产生竞态条件并不意味着它不存在。
但是：我通常的做法（如果我有理由认为应该是线程安全的代码确实不是）是启动许多线程，等待在单个ManualResetEvent之后。到达门口的最后一个线程（使用Interlocked计数）负责打开门，以便所有线程同时进入系统（已经存在）。然后他们进行工作并检查是否有合理的退出条件。然后我重复这个过程很多次。这通常足以重现疑似的线程竞争，并显示它从“显然破损”移动到“不以显而易见的方式破损”（这与“未破损”极其不同）。
还请注意：大多数代码不必是线程安全的。
我经常编写单元测试来证明某些代码是线程安全的。通常，我会在生产中发现bug后编写这些测试。在这种情况下，测试的目的是演示复制bug（测试失败），以及新代码修复线程问题（测试通过），然后作为未来版本的回归测试。
我编写的大多数线程安全测试都是测试线程竞争条件，但有些还测试线程死锁。
主动进行单元测试以确保代码是线程安全的略微棘手。并非因为编写单元测试更加困难，而是因为您必须进行彻底的分析，以确定（实际上是猜测）可能存在线程不安全的情况。如果您的分析正确，则应该能够编写一个测试，在使代码线程安全之前该测试将失败。
当测试线程竞争条件时，我的测试几乎总是遵循相同的模式：（这是伪代码）
bool failed = false;
int iterations = 100;
// threads interact with some object - either
Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(delegate() {
for (int i=0; i<iterations; i++) {
doSomething(); // call unsafe code
// check that object is not out of synch due to other thread
if (bad()) {
failed = true;
}
}
}));
Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(delegate() {
for (int i=0; i<iterations; i++) {
doSomething(); // call unsafe code
// check that object is not out of synch due to other thread
if (bad()) {
failed = true;
}
}
}));
thread1.Start();
thread2.Start();
thread1.Join();
thread2.Join();
Assert.IsFalse(failed, "code was thread safe");
我曾经遇到一个类似的问题，我们发现了线程安全问题。为了解决它，我们必须先证明它并修复它。这个任务把我带到了这个页面，但我没有找到任何真正的答案。就像上面的许多回答所解释的那样。但是，我仍然找到了一个可能有用的方法，可以帮助其他人：
public static async Task<(bool IsSuccess, Exception Error)> RunTaskInParallel(Func<Task> task, int numberOfParallelExecutions = 2)
{
var cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
Exception error = null;
int tasksCompletedCount = 0;
var result = Parallel.For(0, numberOfParallelExecutions, GetParallelLoopOptions(cancellationTokenSource),
async index =>
{
try
{
await task();
}
catch (Exception ex)
{
error = ex;
cancellationTokenSource.Cancel();
}
finally
{
tasksCompletedCount++;
}
});
int spinWaitCount = 0;
int maxSpinWaitCount = 100;
while (numberOfParallelExecutions > tasksCompletedCount && error is null && spinWaitCount < maxSpinWaitCount))
{
await Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(100));
spinWaitCount++;
}
return (error == null, error);
}
这不是最干净的代码，也不是我们的最终结果，但逻辑保持不变。每次我们使用这段代码都能证明它会出现线程安全问题。
我们是这样使用它的：
int numberOfParallelExecutions = 2;
RunTaskInParallel(() => doSomeThingAsync(), numberOfParallelExecutions);
线程安全并不是一件你可以可靠测试的事情，因为它本质上是非确定性的。你可以尝试在不同的线程上并行运行相同的操作几百次，并查看结果是否一致。虽然不是很理想，但总比没有好。