Java分布式系统测试验证全攻略

一、单元测试：模拟分布式环境

MockServer实战

// 使用WireMock模拟HTTP服务
@Rule
public WireMockRule wireMockRule = new WireMockRule(8089);

@Test
public void testPaymentService() {
    // 模拟第三方支付接口
    stubFor(post(urlEqualTo("/pay"))
            .willReturn(aResponse()
                .withStatus(200)
                .withHeader("Content-Type", "application/json")
                .withBody("{\"status\":\"success\"}")));

    // 调用被测服务
    PaymentResult result = paymentService.process(order);
    
    // 验证交互
    verify(postRequestedFor(urlEqualTo("/pay")));
    assertEquals("success", result.getStatus());
}

实践建议：

1. 对RPC/HTTP接口统一使用Mock
2. 模拟网络延迟（withFixedDelay()）
3. 验证调用次数和参数格式

二、压力测试：锁性能基准测试

JMH锁性能测试示例

@State(Scope.Benchmark)
public class LockBenchmark {
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    private AtomicLong counter = new AtomicLong();
    
    @Benchmark
    @Threads(4)
    public void testLock() {
        lock.lock();
        try {
            counter.incrementAndGet();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    
    @Benchmark
    @Threads(4)
    public void testCAS() {
        counter.incrementAndGet();
    }
}

测试结果对比：

Benchmark            Mode  Cnt    Score    Error  Units
LockBenchmark.testCAS  thrpt  10  356.789 ± 15.642  ops/ms
LockBenchmark.testLock thrpt  10   89.123 ±  3.521  ops/ms

关键发现：

1. CAS操作吞吐量比显式锁高3-4倍
2. 锁竞争越激烈，性能差距越大

三、故障注入：网络分区模拟

使用Chaos Mesh进行网络隔离

apiVersion: chaos-mesh.org/v1alpha1
kind: NetworkChaos
metadata:
  name: network-partition
spec:
  action: partition
  mode: one
  selector:
    pods:
      "order-service":
        - "order-service-*"
  direction: to
  target:
    selector:
      pods:
        "payment-service":
          - "payment-service-*"
  duration: "5m"

典型故障场景：

1. 服务间网络延迟（delay: 2000ms）
2. 丢包率设置（loss: 30%）
3. 服务不可达（partition）

验证要点：

1. 超时机制是否生效
2. 降级策略是否触发
3. 数据一致性保障

四、节点宕机测试方案

使用Kubernetes模拟节点故障

# 随机删除Pod
kubectl delete pod --selector=app=inventory-service --force --grace-period=0

# 节点隔离
kubectl cordon <node-name>
kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets

验证指标：

1. 故障检测时间（TTD）
2. 自动恢复时间（TTR）
3. 数据丢失量

五、测试策略建议

测试金字塔实践

最佳实践：

1. 单元测试覆盖核心业务逻辑
2. 集成测试验证组件交互
3. 定期混沌测试验证容错能力

六、工具链推荐

扩展阅读：

1. Netflix Chaos Monkey实现原理
2. Jepsen测试框架分析
3. TLA+形式化验证

通过系统化的测试验证策略，可以显著提升分布式系统的稳定性和可靠性。建议建立自动化测试流水线，将各类测试纳入CI/CD流程持续验证。