面试题：Go语言实现线程安全Map的测试框架搭建

Question

假设你要设计一个针对自定义线程安全Map的测试框架，该Map使用读写锁（sync.RWMutex）来保证线程安全。请阐述你设计的测试框架结构，包括需要测试的方法（如读、写、并发读写等），以及如何使用Go语言的testing包来编写这些测试用例。

Answer 1

测试框架结构

1. 初始化部分：在测试开始前，初始化自定义的线程安全Map以及读写锁。
2. 测试方法：
   • 读操作测试：测试从Map中读取数据的功能，确保能正确获取已写入的数据。
   • 写操作测试：测试向Map中写入数据的功能，检查数据是否被正确写入。
   • 并发读写测试：模拟多个读操作和写操作并发执行，验证线程安全性，确保数据一致性且无竞态条件。

使用Go语言testing包编写测试用例

1. 导入必要的包：

package main

import (
    "sync"
    "testing"
)

2. 定义自定义线程安全Map：

type ThreadSafeMap struct {
    data  map[string]interface{}
    mutex sync.RWMutex
}

func NewThreadSafeMap() *ThreadSafeMap {
    return &ThreadSafeMap{
        data: make(map[string]interface{}),
    }
}

func (m *ThreadSafeMap) Get(key string) (interface{}, bool) {
    m.mutex.RLock()
    defer m.mutex.RUnlock()
    value, exists := m.data[key]
    return value, exists
}

func (m *ThreadSafeMap) Set(key string, value interface{}) {
    m.mutex.Lock()
    defer m.mutex.Unlock()
    m.data[key] = value
}

3. 读操作测试用例：

func TestRead(t *testing.T) {
    m := NewThreadSafeMap()
    m.Set("key1", "value1")
    value, exists := m.Get("key1")
    if!exists || value != "value1" {
        t.Errorf("Expected value 'value1', but got '%v'", value)
    }
}

4. 写操作测试用例：

func TestWrite(t *testing.T) {
    m := NewThreadSafeMap()
    m.Set("key1", "value1")
    value, exists := m.Get("key1")
    if!exists || value != "value1" {
        t.Errorf("Expected value 'value1' to be set, but got '%v'", value)
    }
}

5. 并发读写测试用例：

func TestConcurrentReadWrite(t *testing.T) {
    m := NewThreadSafeMap()
    var wg sync.WaitGroup

    numWriters := 10
    numReaders := 20

    for i := 0; i < numWriters; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            key := "key" + string(id)
            m.Set(key, "value"+string(id))
        }(i)
    }

    for i := 0; i < numReaders; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(id int) {
            defer wg.Done()
            key := "key" + string(id%numWriters)
            _, exists := m.Get(key)
            if!exists {
                t.Errorf("Expected key '%s' to exist", key)
            }
        }(i)
    }

    wg.Wait()
}