Go单元测试如何阻塞等待select处理通道操作（无需改业务代码）

我正在尝试为下述简化示例编写单元测试，覆盖容器的元素添加、移除两类测试场景。当前测试遇到问题：select语句尚未接收并处理完发送到通道的值时，测试断言就已经执行并触发失败。
是否存在无需修改非测试代码（例如不引入WaitGroup、不新增响应通道）即可完成这类场景测试的方案？

待测试的代码与初始测试用例如下：

package main

import "testing"

type Container struct {
    items  map[*Item]bool
    add    chan *Item
    remove chan *Item
}

type Item struct {
    name string
}

func (c *Container) run() {
    for {
        select {
        case item := <-c.add:
            c.items[item] = true
        case item := <-c.remove:
            delete(c.items, item)
        }
    }
}

func TestAddItem(t *testing.T) {
    container := &Container{
        items:  make(map[*Item]bool),
        add:    make(chan *Item),
        remove: make(chan *Item),
    }
    go container.run()

    if len(container.items) > 0 {
        t.Errorf("Container shouldn't contain anything yet")
    }

    container.add <- &Item{name: "Thing"}

    if len(container.items) != 1 {
        t.Errorf("Container should have 1 item, actually has %d.", len(container.items))
    }
}

func TestRemoveItem(t *testing.T) {
    container := &Container{
        items:  make(map[*Item]bool),
        add:    make(chan *Item),
        remove: make(chan *Item),
    }
    go container.run()

    item := &Item{name: "Thing"}
    container.add <- item

    if len(container.items) != 1 {
        t.Errorf("Container should have 1 item, actually has %d.", len(container.items))
    }

    container.remove <- item

    if len(container.items) != 0 {
        t.Errorf("Container should have 0 items, actually has %d.", len(container.items))
    }
}

不需要修改任何非测试代码，使用带超时的状态轮询即可稳定覆盖测试场景，这是无侵入测试异步逻辑的通用方案：

• 原测试偶发失败的核心原因：无缓冲通道的发送操作返回，仅代表值已经被接收方goroutine从通道拷贝完成，不代表接收方已经执行完后续的map写入/删除逻辑，主测试goroutine和运行run方法的goroutine存在时序竞争，断言会提前触发。
• 轮询逻辑完全收敛在测试代码内：发送通道操作后，反复检查容器状态是否符合预期，在超时时间内等到预期状态则判定逻辑正常，超时未达到则判定测试失败，不会对生产代码造成任何侵入。

首先在测试文件内添加一个仅测试使用的辅助轮询函数：

import "time"

// waitForCondition 轮询检查条件是否达成，超时则标记测试失败
func waitForCondition(t *testing.T, check func() bool, timeout time.Duration) {
    t.Helper()
    deadline := time.Now().Add(timeout)
    for time.Now().Before(deadline) {
        if check() {
            return
        }
        time.Sleep(10 * time.Millisecond)
    }
    t.Fatalf("等待预期状态超时，超时阈值：%v", timeout)
}

之后将原测试中直接断言长度的逻辑，替换为等待条件达成即可：

func TestAddItem(t *testing.T) {
    container := &Container{
        items:  make(map[*Item]bool),
        add:    make(chan *Item),
        remove: make(chan *Item),
    }
    go container.run()

    if len(container.items) > 0 {
        t.Errorf("Container shouldn't contain anything yet")
    }

    container.add <- &Item{name: "Thing"}

    // 等待元素添加完成再断言
    waitForCondition(t, func() bool {
        return len(container.items) == 1
    }, time.Second)
}

func TestRemoveItem(t *testing.T) {
    container := &Container{
        items:  make(map[*Item]bool),
        add:    make(chan *Item),
        remove: make(chan *Item),
    }
    go container.run()

    item := &Item{name: "Thing"}
    container.add <- item
    // 等待添加完成
    waitForCondition(t, func() bool {
        return len(container.items) == 1
    }, time.Second)

    container.remove <- item
    // 等待删除完成
    waitForCondition(t, func() bool {
        return len(container.items) == 0
    }, time.Second)
}

注意：原生产代码存在多goroutine并发读写map的问题，使用go test -race运行测试会报数据竞争，这是业务代码本身的逻辑缺陷，和测试方案无关。

不建议使用runtime.Gosched()替代轮询，该方法仅会让出当前goroutine的执行权，无法保证运行run的goroutine能完成对应逻辑，在多核环境下依然会偶发测试失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Anonymous