1. 简介
尽管大多数时候串行执行测试都可以正常工作，但我们可能希望将它们并行化以加快速度。
在本教程中，我们将介绍如何使用JUnit和Maven的Surefire插件并行化测试。首先，我们将在单个JVM进程中运行所有测试，然后我们将在一个多模块项目中进行尝试。
2. Maven依赖
让我们从导入所需的依赖项开始。我们需要使用JUnit 4.7或更高版本以及Surefire 2.16或更高版本：
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
<version>2.21.0</version>
</plugin>
简而言之，Surefire提供了两种并行执行测试的方法：
- 单个JVM进程内的多线程
- fork多个JVM进程
3. 运行并行测试
要并行运行测试，我们应该使用扩展org.junit.runners.ParentRunner的测试运行器。
但是，即使没有声明显式测试运行器的测试也可以工作，因为默认运行器扩展了此类。
接下来，为了演示并行测试执行，我们将使用一个包含两个测试类的测试套件，每个测试类都有一些方法。事实上，任何JUnit测试套件的标准实现都可以。
3.1 使用Parallel参数
首先，让我们使用parallel参数在Surefire中启用并行行为。它说明了我们希望应用并行性的粒度级别。
可能的值为：
- methods：在单独的线程中运行测试方法
- classes：在单独的线程中运行测试类
- classesAndMethods：在单独的线程中运行类和方法
- suites：并行运行套件
- suitesAndClasses：在单独的线程中运行套件和类
- suitesAndMethods：为类和方法创建单独的线程
- all：在单独的线程中运行套件、类和方法
在我们的示例中，我们使用all：
<configuration>
<parallel>all</parallel>
</configuration>
其次，让我们定义我们希望Surefire创建的线程总数。我们可以通过两种方式做到这一点：
使用threadCount来定义Surefire将创建的最大线程数：
<threadCount>10</threadCount>
或者使用useUnlimitedThreads参数，其中每个CPU核心创建一个线程：
<useUnlimitedThreads>true</useUnlimitedThreads>
默认情况下，threadCount是按CPU核心计算的。我们可以使用参数perCoreThreadCount来启用或禁用此行为：
<perCoreThreadCount>true</perCoreThreadCount>
3.2 使用线程数限制
现在，假设我们要在方法、类和套件级别定义要创建的线程数。我们可以使用threadCountMethods、threadCountClasses和threadCountSuites参数来做到这一点。
让我们将这些参数与之前配置中的threadCount结合起来：
<threadCountSuites>2</threadCountSuites>
<threadCountClasses>2</threadCountClasses>
<threadCountMethods>6</threadCountMethods>
由于我们已将parallel设置为all，因此我们为方法、套件和类定义了线程数。但是，定义叶子参数不是强制性的。如果叶子参数被省略，Surefire会推断要使用的线程数。
例如，如果省略了threadCountMethods，那么我们只需要确保threadCount > threadCountClasses + threadCountSuites。
有时我们可能希望限制为类或套件或方法创建的线程数量，即使我们使用的线程数不受限制。
在这种情况下，我们也可以应用线程数限制：
<useUnlimitedThreads>true</useUnlimitedThreads>
<threadCountClasses>2</threadCountClasses>
3.3 设置超时
有时我们可能需要确保测试执行是有时间限制的。
为此，我们可以使用parallelTestTimeoutForcedInSeconds参数。这将中断当前正在运行的线程，并且在超时后不会执行任何排队的线程：
<parallelTestTimeoutForcedInSeconds>5</parallelTestTimeoutForcedInSeconds>
另一种选择是使用parallelTestTimeoutInSeconds。
在这种情况下，只有排队的线程将被阻止执行：
<parallelTestTimeoutInSeconds>3.5</parallelTestTimeoutInSeconds>
但是，对于这两个选项，测试将在超时后以错误消息结束。
3.4 注意事项
Surefire在父线程中调用带有@Parameters、@BeforeClass和@AfterClass注解的静态方法。因此，请确保在并行运行测试之前检查潜在的内存不一致或争用条件。
此外，改变共享状态的测试绝对不适合并行运行。
4. 多模块Maven项目中的测试执行
到目前为止，我们一直专注于在单个Maven模块中并行运行测试。
但是假设我们在一个Maven项目中有多个模块。由于这些模块是按顺序构建的，因此每个模块的测试也是按顺序执行的。
我们可以通过使用Maven的-T参数来更改此默认行为，该参数并行构建模块。这可以通过两种方式完成。
我们可以在构建项目时指定要使用的确切线程数：
mvn -T 4 surefire:test
或者使用便捷式版本并指定每个CPU核心要创建的线程数：
mvn -T 1C surefire:test
无论哪种方式，我们都可以加快测试速度以及构建执行时间。
5. Fork JVM
通过parallel选项执行并行测试，并发发生在使用线程的JVM进程内部。
由于线程共享相同的内存空间，因此这在内存和速度方面是有效的。但是，我们可能会遇到意外的争用条件或其他与并发相关的微妙测试失败。事实证明，共享同一个内存空间既是福也是祸。
为了防止线程级并发问题，Surefire提供了另一种并行测试执行模式：fork和进程级并发。fork进程的想法实际上非常简单。Surefire不是生成多个线程并在它们之间分配测试方法，而是创建新进程并执行相同的分配。
由于不同进程之间没有共享内存，因此我们不会受到那些微妙的并发错误的困扰。当然，这是以消耗更多内存和降低速度为代价的。
无论如何，为了启用fork，我们只需要使用forkCount属性并将其设置为任何正数值：
<forkCount>3</forkCount>
在这里，surefire最多会从JVM创建三个fork并在其中运行测试。forkCount的默认值为1，这意味着maven-surefire-plugin创建一个新的JVM进程来执行一个Maven模块中的所有测试。
forkCount属性支持与-T相同的语法。也就是说，如果我们将C附加到该值，则该值将乘以我们系统中可用CPU核心的数量。例如：
<forkCount>2.5C</forkCount>
然后在双核机器上，Surefire最多可以创建五个fork用于并行测试执行。
默认情况下，Surefire会将创建的fork重用于其他测试。但是，如果我们将reuseForks属性设置为false，它将在运行一个测试类后销毁每个fork。
此外，为了禁用fork，我们可以将forkCount设置为0。
6. 总结
总而言之，我们首先启用多线程行为并使用parallel参数定义并行度。随后，我们对Surefire应创建的线程数施加了限制。然后，我们设置超时参数来控制测试执行时间。
最后，我们研究了如何减少构建执行时间，从而减少多模块Maven项目中的测试执行时间。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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