使用ConTest进行多线程单元测试 - 编程入门网

注意不需要得到像上面那样顺序的结果或相继顺序的结果；您可能在看到后 面的两个结果之前先看到几次前面的两个结果。但是很快，您将看到所有的结果 。 ConTest 使各种交错情况出现；由于随机地选择交错，每次运行同一个测试 时都可能产生不同的结果。相比较的是，如果使用 ConTest 运行如 清单 1 所 示的 NamePrinter ，您将总是得到预期的结果。在此情况下，同步协议强制以 正确的顺序执行，所以 ConTest 只是生成合法的 交错。

如果您使用 ConTest 运行 PrintQueue，您将得到不同顺序的结果，这些对 于单元测试来说可能是可接受的结果。但是运行几次以后，第 24 行的 LinkedList.removeFirst() 会突然抛出 NoSuchElementException 。bug 潜藏 在如下的情形中：

启动了两个 consumer 线程，发现队列是空的，执行 wait()。

一个 producer 把任务放入队列中并通知两个 consumer。

一个 consumer 获得锁，运行任务，并把队列清空。然后它释放锁。

第二个 consumer 获得锁（因为通知了它所以它可以继续向下进行）并试图 运行任务，但是现在队列是空的。

这虽然不是此单元测试的常见交错，但上面的场景是合法的并且在更复杂地 使用类的时候可能发生这种情况。使用 ConTest 可以使它在单元测试中发生。 （顺便问一下，您知道如何修复 bug 吗？注意：用 notify() 取代 notifyAll () 能解决此情形中的问题，但是在其他情形中将会失败！）

ConTest 的工作方式

ConTest 背后的基本原理是非常简单的。instrumentation 阶段转换类文件 ，注入挑选的用来调用 ConTest 运行时函数的位置。在运行时，ConTest 有时 试图在这些位置引起上下文转换。 挑选的是线程的相对顺序很可能影响结果的 那些位置：进入和退出 synchronized 块的位置、访问共享变量的位置等等。通 过调用诸如 yield() 或 sleep() 方法来尝试上下文转换。决定是随机的以便在 每次运行时尝试不同的交错。使用试探法试图显示典型的 bug。

注意 ConTest 不知道实际是否已经显示出 bug -- 它没有预期程序将如何运 行的概念。是您，也就是用户应该进行测试并且应该知道哪个测试结果将被认为 是正确的以及哪个测试结果表示 bug。ConTest 只是帮助显示出 bug。另一方面 ，没有错误警报：就 JVM 规则而言所有使用 ConTest 产生的交错都是合法的。

正如您看到的一样，通过多次运行同一个测试得到了多个值。实际上，我们 推荐整个晚上都反复运行它。然后您就可以很自信地认为所有可能的交错都已经 执行过了。

ConTest 的特性

除了它的基本的方法之外，ConTest 在显示并行 bug 方面引入了几个主要特 性：

同步覆盖：在单元测试中极力推荐测量代码覆盖，但是在测试并行程序时使 用它，代码覆盖容易产生误导。在前两个例子中，无修饰的 NamePrinter 和多 bug 的 Print Queue，给出的单元测试显示完整的语句覆盖（除了 InterruptedException 处理）没有显示出 bug。 同步覆盖弥补了此缺陷：它测 量在 synchronized 块之间存在多少竞争；也就是说，是否它们做了“有意义的 ”事情，您是否覆盖了有趣的交错。

死锁预防： ConTest 可以分析是否以冲突的顺序嵌套地拥有锁，这表明有死 锁的危险。此分析是在运行测试后离线地进行。

调试帮助：ConTest 可以生成一些对并行调试有用的运行时报告：关于锁的 状态的报告（哪个线程拥有哪个锁，哪个线程处于等待状态等等），当前的线程 的位置的报告和关于最后分配给变量和从变量读取的值的报告。您也可以远程进 行这些查询；例如，您可以从不同的机器上查询服务器（运行 ConTest）的状态 。另一

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