第一版我们这么实现
发布时间：2025-06-24 20:24:03 作者：北方职教升学中心 阅读量：500
AssertSemaphoreSlim来控制并发线程的数量。2.1 安装 NuGet 包 在项目中安装必要的 NuGet 包，包括 Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql（用于支持 MySQL）和 Microsoft.EntityFrameworkCore：
< ItemGroup> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore" Version = "8.0.11" /> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore.Abstractions" Version = "8.0.11" /> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore.Analyzers" Version = "8.0.11" /> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore.Design" Version = "8.0.11" > < PrivateAssets> all< /PrivateAssets> < IncludeAssets> runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive< /IncludeAssets> < /PackageReference> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore.Relational" Version = "8.0.11" /> < PackageReference Include = "Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools" Version = "8.0.11" > < PrivateAssets> all< /PrivateAssets> < IncludeAssets> runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive< /IncludeAssets> < /PackageReference> < PackageReference Include = "Pomelo.EntityFrameworkCore.MySql" Version = "8.0.2" /> < PackageReference Include = "Swashbuckle.AspNetCore" Version = "6.6.2" /> < /ItemGroup> 2.2 配置数据库上下文 在 Program.cs中进行数据库配置，确保将 MySQL 服务注册到依赖注入容器中。
数据一致性问题 ：多个线程同时写入数据库时，可能会造成数据冲突或违反唯一性约束。在终端中运行以下命令：dotnet ef migrations add InitialCreatedotnet ef database update执行完毕之后
这些命令将为的 MySQL 数据库创建初始的 Users表，并将其同步到数据库中。
3. 创建数据库上下文和实体类 3.1 ApplicationDbContext.cs 这是数据库上下文类，继承自 DbContext，用于与 MySQL 进行交互。在此项目中，我们将编写针对 Web API 的单元测试代码。这个问题通常源于多个线程同时访问数据库时，可能会导致以下情况：
数据库连接池耗尽 ：每个线程都可能创建一个数据库连接，如果并发量过大，可能会导致数据库连接池用尽，从而无法创建新的连接，导致写入失败。
事务冲突 ：多个线程可能会同时修改相同的数据，导致事务失败。示例：多线程并发写入数据库 为了完整地实现一个基于 ASP.NET Core Web API 的应用，使用 MySQL 数据库并处理多线程并发写入的问题，以下是一个完整的示例代码，包括了 Program.cs中的服务注册、
异步操作 ：使用异步操作提高并发性能，减少阻塞。可以将数据库上下文注册到 InMemory提供程序中。限制并发请求 ：通过信号量或线程池限制并发线程数，防止连接池耗尽。更隔离的单元测试。1. 配置数据库连接和服务注册 首先，确保的 appsettings.json中包含 MySQL 的连接字符串配置：
1.1 appsettings.json { "ConnectionStrings" : { "DefaultConnection" : "Server=localhost;Database=usersdb;User=root;Password=root;" } , "Logging" : { "LogLevel" : { "Default" : "Information" , "Microsoft" : "Warning" , "Microsoft.Hosting.Lifetime" : "Information" } } , "AllowedHosts" : "*" } 这个配置中的 DefaultConnection是 MySQL 的连接字符串，确保替换为MySQL 数据库的实际连接信息。
3.1 ConcurrencyTest.cs 创建一个 ConcurrencyTest.cs文件来编写测试代码。
并发请求 ：我们使用 Task.WhenAll来等待多个并发请求同时执行，这模拟了多个线程同时访问 Web API 的场景。修改 Program.cs中的数据库注册部分，如下所示：
builder. Services. AddDbContext < ApplicationDbContext> ( options => options. UseInMemoryDatabase ( "TestDatabase" ) ) ; 6. 运行测试 现在，我们已经创建了一个并发测试，用于验证在 Web API 中并发请求的处理是否正确。
SendPostRequestPOST请求，将用户数据提交到 /api/users。假设用户的Email字段是唯一的，插入数据之前，可以先检查数据库中是否已经存在相同的Email。如果并发线程过多，以下问题可能会发生：数据库连接池耗尽 ：每个线程都需要获取数据库连接，若并发量过大，可能导致连接池用尽。public class UserRepository : IUserRepository { private readonly ApplicationDbContext _context; public UserRepository ( ApplicationDbContext context) { _context = context; } public async Task AddUserAsync ( User user) { using ( var = await _context. Database. BeginTransactionAsync ( ) ) { try { await _context. Users. AddAsync ( user) ; await _context. SaveChangesAsync ( ) ; await transaction. CommitAsync ( ) ; } catch ( Exception ) { await transaction. RollbackAsync ( ) ; throw ; } } } } 2. 限制并发请求 为了避免数据库连接池耗尽，可以限制API的并发请求数。
500异常
解决方案 1. 使用数据库事务保证一致性 为了保证多个并发线程插入数据库时的一致性，可以使用数据库事务来确保每个写入操作都是原子的。第一版我们这么实现
public class UserRepository : IUserRepository { private readonly ApplicationDbContext _context; public UserRepository ( ApplicationDbContext context) { _context = context; } public async Task AddUserAsync ( User user) { await _context. Users. AddAsync ( user) ; await _context. SaveChangesAsync ( ) ; } } 5. 完整的 API 控制器 5.1 UsersController.cs 这是 API 控制器，负责处理用户新增请求。这个测试将模拟多个线程同时调用 CreateUserAsyncAPI。在命令行中运行以下命令来执行单元测试：
dotnet test 7. 测试总结 我们已经实现了一个针对 POST /api/users接口的并发请求单元测试。
[ ApiController ] [ Route ( "api/[controller]" ) ] public class UsersController : ControllerBase { private readonly IUserRepository _userRepository; public UsersController ( IUserRepository userRepository) { _userRepository = userRepository; } [ HttpPost ] public async Task< IActionResult> CreateUserAsync ( [ FromBody ] User user) { if ( user == null ) { return BadRequest ( "Invalid user data." ) ; } try { await _userRepository. AddUserAsync ( user) ; return Ok ( "User created successfully." ) ; } catch ( Exception ex) { return StatusCode ( StatusCodes. Status500InternalServerError, ex. Message) ; } } } 6. 启动和迁移数据库 6.1 在终端运行迁移命令 确保已为 ApplicationDbContext添加了迁移并更新了数据库。
配置了Swagger（可选），以便在开发环境下自动生成API文档。第一版我们这么实现。using Microsoft. EntityFrameworkCore ; namespace Sample1215. Models { public class ApplicationDbContext : DbContext { public ApplicationDbContext ( DbContextOptions< ApplicationDbContext> options) : base ( options) { } public DbSet< User> Users { get ; set ; } } } 3.2 User.cs实体类 这是 User实体类，表示数据库中的用户表。MySQL 配置以及其它相关的服务和依赖注入设置。
5.1 配置 InMemory 数据库 在 Program.cs文件中，我们可以在测试中使用 InMemory数据库，以便进行更快、
测试验证问题：并发写入导致失败 为了测试并发请求在 Web API 中的处理，我们可以使用单元测试框架来模拟多个并发请求。
接下来，我们将通过示例来说明如何解决这些问题。
namespace Sample1215. Repositories { public interface IUserRepository { Task AddUserAsync ( User user) ; } } 4.2 UserRepository.cs 这是 UserRepository类的实现，负责将数据插入 MySQL 数据库。
注册了 IUserRepository接口和 UserRepository实现，确保服务可以通过依赖注入使用。此外，使用 InMemory数据库让我们能够快速进行测试而无需连接到真实数据库，这为开发和调试提供了便利。如果有多个写入操作失败，则可以回滚事务。数据一致性问题以及事务冲突等问题。每个请求都会创建一个新的User并调用AddUserAsync方法将其插入到数据库中。3. 使用乐观锁解决数据冲突 如果并发写入的用户数据存在唯一性约束（例如Email），我们可以在数据库中使用乐观锁或在业务逻辑中检查唯一性。通过使用 xUnit和 WebApplicationFactory，我们可以模拟多并发请求并测试 API 在高并发场景下的稳定性。
2. 配置数据库上下文 需要使用 Entity Framework Core 来访问 MySQL 数据库，首先在 Program.cs中注册数据库上下文。
在这个简单的例子中，假设API接口被多个并发线程调用。
前言 在ASP.NET Core Web API应用程序中，当多个并发线程同时调用新增用户数据的接口时，可能会遇到数据库写入失败的问题。如果更多请求到达，后续的请求会等待直到前面的请求完成。
唯一性冲突 ：如果并发插入的用户具有相同的唯一约束（如Email），可能会出现违反唯一性约束的错误。2. 创建测试项目 我们的Web API 项目名称为 Sample1215，然后我们就创建一个名为 Sample1215.Test的测试项目。
using Microsoft. EntityFrameworkCore ; using Microsoft. Extensions. DependencyInjection ; using Microsoft. Extensions. Hosting ; using Sample1215. Models ; using Sample1215. Repositories ; var = WebApplication. CreateBuilder ( args) ; builder. Services. AddDbContext < ApplicationDbContext> ( options => options. UseMySql ( builder. Configuration. GetConnectionString ( "DefaultConnection" ) , ServerVersion. AutoDetect ( builder. Configuration. GetConnectionString ( "DefaultConnection" ) ) ) ) ; builder. Services. AddScoped < IUserRepository, UserRepository> ( ) ; builder. Services. AddControllers ( ) ; builder. Services. AddEndpointsApiExplorer ( ) ; builder. Services. AddSwaggerGen ( ) ; var = builder. Build ( ) ; if ( app. Environment. IsDevelopment ( ) ) { app. UseSwagger ( ) ; app. UseSwaggerUI ( ) ; } app. UseAuthorization ( ) ; app. MapControllers ( ) ; app. Run ( ) ; 在上述代码中，我们执行了以下操作：
通过 builder.Services.AddDbContext<ApplicationDbContext>注册了数据库上下文，配置了 MySQL 数据库连接字符串。这样，所有的测试都可以在内存中完成，而不影响实际的数据库。using Microsoft. AspNetCore. Mvc ; using Sample1215. Models ; using Sample1215. Repositories ; namespace Sample1215. Controllers { [ ApiController ] [ Route ( "api/[controller]" ) ] public class UsersController : ControllerBase { private static SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim ( 10 ) ; private readonly IUserRepository _userRepository; public UsersController ( IUserRepository userRepository) { _userRepository = userRepository; } [ HttpPost ] public async Task< IActionResult> CreateUserAsync ( [ FromBody ] User user) { if ( user == null ) { return BadRequest ( "Invalid user data." ) ; } await _semaphore. WaitAsync ( ) ; try { await _userRepository. AddUserAsync ( user) ; return Ok ( "User created successfully." ) ; } catch ( Exception ex) { return StatusCode ( StatusCodes. Status500InternalServerError, ex. Message) ; } finally { _semaphore. Release ( ) ; } } } } 这样，最多只有10个线程可以同时写入数据库。
这些方法不仅可以提高数据库写入的稳定性，还能提升系统的整体性能和响应能力。
namespace Sample1215. Models { public class User { public int { get ; set ; } public string { get ; set ; } public string { get ; set ; } } } 4. 创建 UserRepository实现 4.1 IUserRepository.cs 这是用户数据存储接口。这里我们将使用 xUnit作为单元测试框架，并使用 Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing和 HttpClient来模拟 HTTP 请求。
乐观锁 ：通过检查唯一性约束来避免并发写入冲突。using Microsoft. AspNetCore. Mvc. Testing ; using Sample1215. Model ; using System. Net. Http. Json ; namespace Sample1215. Tests { public class ConcurrencyTest : IClassFixture< WebApplicationFactory< Program> > { private readonly WebApplicationFactory< Program> _factory; public ConcurrencyTest ( WebApplicationFactory< Program> factory) { _factory = factory; } [ Fact ] public async Task CreateUser_ConcurrentRequests_ShouldBeHandledCorrectly ( ) { var = _factory. CreateClient ( ) ; var = new User { Name = "Test User" , Email = "testuser@example.com" } ; var = new Task [ 20000 ] ; for ( int = 0 ; i < tasks. Length; i++ ) { tasks[ i] = SendPostRequest ( client, user) ; } await Task. WhenAll ( tasks) ; foreach ( var in tasks) { Assert. True ( task. IsCompletedSuccessfully) ; } } private async Task SendPostRequest ( HttpClient client, User user) { var = await client. PostAsJsonAsync ( "/api/users" , user) ; response. EnsureSuccessStatusCode ( ) ; } } } 4. 解释测试代码 WebApplicationFactory<Program>Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing提供的工厂类，它允许我们在测试环境中启动 Web API，并创建 HTTP 客户端。public class UserRepository : IUserRepository { private readonly ApplicationDbContext _context; public UserRepository ( ApplicationDbContext context) { _context = context; } public async Task AddUserAsync ( User user) { var = await _context. Users . FirstOrDefaultAsync ( u => u. Email == user. Email) ; if ( existingUser != null ) { throw new InvalidOperationException ( "Email already exists." ) ; } await _context. Users. AddAsync ( user) ; await _context. SaveChangesAsync ( ) ; } } 4. 使用异步操作优化性能 异步操作有助于避免线程阻塞，从而提高API的并发处理能力。
5. 数据库模拟 为了测试并发请求，我们使用了 InMemory数据库来避免在真实 MySQL 数据库中进行操作。
事务问题 ：没有适当的事务控制，多个线程可能在执行写入时发生数据不一致或冲突。通过以下策略，可以有效解决这些问题：使用数据库事务 ：确保每个插入操作都能原子执行，避免数据不一致。using Microsoft. EntityFrameworkCore ; using Sample1215. Models ; namespace Sample1215. Repositories { public class UserRepository : IUserRepository { private readonly ApplicationDbContext _context; public UserRepository ( ApplicationDbContext context) { _context = context; } public async Task AddUserAsync ( User user) { using ( var = await _context. Database. BeginTransactionAsync ( ) ) { try { var = await _context. Users . FirstOrDefaultAsync ( u => u. Email == user. Email) ; if ( existingUser != null ) { throw new InvalidOperationException ( "Email already exists." ) ; } await _context. Users. AddAsync ( user) ; await _context. SaveChangesAsync ( ) ; await transaction. CommitAsync ( ) ; } catch ( Exception ) { await transaction. RollbackAsync ( ) ; throw ; } } } } } 总结 当多个并发线程访问数据库时，可能会遇到数据库连接池耗尽、确保在数据库操作中使用异步方法。
3. 编写并发测试代码 我们将使用 xUnit来编写并发请求的单元测试。
1. 添加所需的 NuGet 包 在测试项目中，确保添加以下 NuGet 包：
< Project Sdk= "Microsoft.NET.Sdk" > < PropertyGroup> < TargetFramework> net8. 0 < / TargetFramework> < ImplicitUsings> enable< / ImplicitUsings> < Nullable> disable< / Nullable> < IsPackable> false < / IsPackable> < IsTestProject> true < / IsTestProject> < / PropertyGroup> < ItemGroup> < PackageReference Include= "coverlet.collector" Version= "6.0.0" / > < PackageReference Include= "Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing" Version= "8.0.11" / > < PackageReference Include= "Microsoft.EntityFrameworkCore.InMemory" Version= "8.0.11" / > < PackageReference Include= "Microsoft.Extensions.DependencyInjection" Version= "8.0.1" / > < PackageReference Include= "Microsoft.NET.Test.Sdk" Version= "17.8.0" / > < PackageReference Include= "Moq" Version= "4.20.72" / > < PackageReference Include= "xunit" Version= "2.9.2" / > < PackageReference Include= "xunit.runner.visualstudio" Version= "2.8.2" > < PrivateAssets> all< / PrivateAssets> < IncludeAssets> runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive< / IncludeAssets> < / PackageReference> < / ItemGroup> < ItemGroup> < ProjectReference Include= "..\Sample1215\Sample1215.csproj" / > < / ItemGroup> < ItemGroup> < Using Include= "Xunit" / > < / ItemGroup> < / Project> 这些包将帮助我们执行 Web API 测试，模拟数据库操作，并进行并发请求测试。
