RxJava 并发 之测试

在开发软件的时候，我们需要确保代码正确执行。为了快速的获取每次修改后的反馈，通常开发人员使用自定义测试。

在同步的 Rx 中测试和普通 Java 中的单元测试没有太大的区别。如果要测试异步代码，可能会有点需要注意的地方，比如要测试下面的代码：

Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS)
.take(5)

上面的 Observable 发射一个数据流，需要 5秒 来发射完所有的数据。如果我们使用自动化测试这个代码，则是不是意味着测试代码也要执行 5秒，如果我们有成千上万个这样的测试，测试将消耗很多时间去完成。

TestScheduler

上面示例的代码，5秒钟的时间其实大部分都在等待。如果我们可以加快系统时钟，则可以很快的完成数据流的发射。虽然实际操作中，无法加速系统时钟，但是可以加速一个虚拟的时钟。在 Rx 设计中，考虑到只在 scheduler 中使用时间相关的操作。这样可以用一个虚拟的 TestScheduler 来替代真实的 Scheduler。

TestScheduler 和前面一节介绍的线程调度功能是一样的。调度的任务要么立刻执行，要么在将来某个时刻执行。区别在于 TestScheduler 中的时间是不动的，只有被调用了时间才会继续。

advanceTimeTo

advanceTimeTo 函数就是把 TestScheduler 中的时钟前进指定的时间刻度。

TestScheduler s = Schedulers.test();

s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("Immediate"));
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("20s"),
20, TimeUnit.SECONDS);
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("40s"),
40, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("Advancing to 1ms");
s.advanceTimeTo(1, TimeUnit.MILLISECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

System.out.println("Advancing to 10s");
s.advanceTimeTo(10, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

System.out.println("Advancing to 40s");
s.advanceTimeTo(40, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

结果：

Advancing to 1ms
Immediate
Virtual time: 1
Advancing to 10s
Virtual time: 10000
Advancing to 40s
20s
40s
Virtual time: 40000

上面示例中创建的 3 个任务，第一个任务立刻执行，第二个和第三个在将来执行。可以看到如果不调用 advanceTimeTo 来使时间前进，则所有任务都不会执行，因为在 TestScheduler 中时间是停止的。当时间前进的时候， TestScheduler 会同步执行所有满足时间条件的任务。

advanceTimeTo 可以设置时间为任意时刻。也可以回到过去（设置的时间比当前的时间还早）。所以这个函数如果不注意使用，可能会导致不可预见的 bug。一般建议使用下面这个函数。

advanceTimeBy

advanceTimeBy 顾名思义，在当前时间基础上前进多少。

TestScheduler s = Schedulers.test();

s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("Immediate"));
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("20s"),
20, TimeUnit.SECONDS);
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("40s"),
40, TimeUnit.SECONDS);

System.out.println("Advancing by 1ms");
s.advanceTimeBy(1, TimeUnit.MILLISECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

System.out.println("Advancing by 10s");
s.advanceTimeBy(10, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

System.out.println("Advancing by 40s");
s.advanceTimeBy(40, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

结果：

Advancing by 1ms
Immediate
Virtual time: 1
Advancing by 10s
Virtual time: 10001
Advancing by 40s
20s
40s
Virtual time: 50001

triggerActions

triggerActions 不会修改时间。只是用来执行当前可以调度的任务。

TestScheduler s = Schedulers.test();

s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("Immediate"));
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("20s"),
20, TimeUnit.SECONDS);

s.triggerActions();
System.out.println("Virtual time: " + s.now());

结果：

Immediate
Virtual time: 0

调度冲突

有些任务可能在同一时刻执行。如果发生这种情况，则被称之为 调度冲突。 这些任务调度的顺序就是他们执行的顺序（也就是按照顺序执行）

TestScheduler s = Schedulers.test();

s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("First"),
20, TimeUnit.SECONDS);
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("Second"),
20, TimeUnit.SECONDS);
s.createWorker().schedule(
() -> System.out.println("Third"),
20, TimeUnit.SECONDS);

s.advanceTimeTo(20, TimeUnit.SECONDS);

结果：

First
Second
Third

测试

Rx 的 Observable的 大部分操作函数都有一个可以指定 Scheduler 的重载形式。在这些函数上同样可以使用 TestScheduler。

@Test
public void test() {
TestScheduler scheduler = new TestScheduler();
List<Long> expected = Arrays.asList(0L, 1L, 2L, 3L, 4L);
List<Long> result = new ArrayList<>();
Observable
.interval(1, TimeUnit.SECONDS, scheduler)
.take(5)
.subscribe(i -> result.add(i));
assertTrue(result.isEmpty());
scheduler.advanceTimeBy(5, TimeUnit.SECONDS);
assertTrue(result.equals(expected));
}

这样测试代码就可以很开的完成，比较适合测试简短的 Rx 代码。在实际代码中，可以把获取 Scheduler 的函数封装起来，在 debug 版本中使用 TestScheduler ，而在发布版本中使用真实的 Scheduler。

TestSubscriber

上面的测试中，我们手工的收集发射的数据并根据期望的数据去对比，来判断测试是否成功。由于这样的测试很常见，Rx 提供了一个 TestSubscriber 来帮助简化测试过程。 前面的测试代码使用 TestSubscriber 可以变为这样：

@Test
public void test() {
TestScheduler scheduler = new TestScheduler();
TestSubscriber<Long> subscriber = new TestSubscriber<>();
List<Long> expected = Arrays.asList(0L, 1L, 2L, 3L, 4L);
Observable
.interval(1, TimeUnit.SECONDS, scheduler)
.take(5)
.subscribe(subscriber);
assertTrue(subscriber.getOnNextEvents().isEmpty());
scheduler.advanceTimeBy(5, TimeUnit.SECONDS);
subscriber.assertReceivedOnNext(expected);
}

TestSubscriber 不仅仅只收集数据，还有如下一些函数：

java.lang.Thread getLastSeenThread()
java.util.List<Notification<T>> getOnCompletedEvents()
java.util.List<java.lang.Throwable> getOnErrorEvents()
java.util.List<T> getOnNextEvents()

有两点需要额外注意：

getLastSeenThread 函数。 TestSubscriber 会检查在那个线程执行回调函数，并记录最后一个线程。如果你想测试回调函数是否发生在 GUI 线程，则可以使用这个函数。

有趣的是 getOnCompletedEvents 可以返回多个结束事件。这是违反 Rx 约定的情况，可以通过测试来检查。

TestSubscriber 还提供了一些常见的判断函数：

void assertNoErrors()
void assertReceivedOnNext(java.util.List<T> items)
void assertTerminalEvent()
void assertUnsubscribed()

另外还可以阻塞直到特定的事件发生：

void awaitTerminalEvent()
void awaitTerminalEvent(long timeout, java.util.concurrent.TimeUnit unit)
void awaitTerminalEventAndUnsubscribeOnTimeout(long timeout, java.util.concurrent.TimeUnit unit)

指定时间可能会导致超时的异常（没有在规定的时间内完成）。

本文出自 云在千峰 http://blog.chengyunfeng.com/?p=979