總覽

線程jiggler是一個簡單的測試框架，用于執行代碼以查找線程問題。 它通過在運行時修改字節碼類的類來工作，以在指令之間插入Thread.yield（）調用，從而“微動”線程。 這極大地增加了發現線程問題的可能性，并且無需更改生產代碼即可做到這一點。

背景

我最近正在研究如何測試多線程代碼中的線程問題，并從IBM找到了一個名為ConTest的工具，但找不到我可以使用的任何代碼。 很自然地，我以為我會自己加油。

考慮一下這個規范的簡單但線程不安全的類：

private int count = 0 ;public void count() {count++;}

count方法的字節碼為：

DUP GETFIELD asm/Foo.counter : I ICONST_1 IADD PUTFIELD asm/Foo.counter : I

這提供了幾個可以進行上下文切換的位置，這意味著可以增加計數，但未按預期存儲。 讓我們考慮一個快速的單元測試：

Counter counter = new BadCounter();int n = 1000;@Testpublic void singleThreadedTest() throws Exception {for (int i = 0; i < n; i++) {counter.count();}assertEquals(n, counter.getCount());}...

該測試在單個線程中運行并通過。 讓我們嘗試在兩個線程上運行它，看看它是否失敗。

public void threadedTest() throws Exception {final CompletionService<Void> service = new ExecutorCompletionService<Void>(Executors.newFixedThreadPool(2));for (int i = 0; i < n; i++) {service.submit(new Callable<Void>() {@Overridepublic Void call() {counter.count();return null;}});}for (int i = 0; i < n; ++i) {service.take().get();}assertEquals(n, counter.getCount());}

這也過去了。 在我的計算機上，我可以將n增加到100,000，直到它開始持續失敗。

Expected :1000000 Actual :999661

只有0.04％的測試有問題。 我們學到了什么？ 我們已經學會了一種運行多線程測試的簡單方法，但是我們已經知道，因為我們無法控制線程何時執行工作，所以這有點試驗和錯誤。

線程跳動

因此，行使代碼來發現線程缺陷的一個問題是您無法控制線程何時屈服。 但是，我們可以重寫字節碼，以便在指令之間的字節碼中插入Thread.yield（）。 在上面的示例中，我們可以通過更改字節碼來獲取產生更多問題的代碼：

DUP GETFIELD asm/Foo.counter : I INVOKESTATIC java/lang/Thread.yield ()V ICONST_1 IADD PUTFIELD asm/Foo.counter : I

使用ASM，我們可以創建一個重寫器來插入這些調用。 JigglingClassLoader即時重寫類，添加這些調用。 由此，我們可以創建一個JUnit運行器以使用新的類加載器進行測試來運行。

@Jiggle("threadjiggler.test.*") public class BadCounterTest {... }

現在運行測試：

Expected :1000000 Actual :836403

我們看到線程問題的測試數量躍升到16％。 我們無需重新編譯代碼，也不會影響在同一JVM中運行的其他單元測試。

讀者練習

SimpleDateFormat是Java中眾所周知的非線程安全類。 編寫一個使類動搖的測試。 為什么它不是線程安全的？ 您將如何重寫它以確保線程安全？ 您如何在不使用ThreadLocal，鎖或同步的情況下這樣做？

源代碼

可以在Github上找到此代碼。

進一步閱讀

我寫了一篇關于測試線程代碼是否正確的文章 。 您可能還希望更一般地閱讀：

• 并發的錯誤模式及其測試方法– Eitan Farchi，Yarden Nir，Shmuel Ur IBM Haifa Research Labs
• 介紹如何測試和調試并發軟件的困難的演講– Shmuel Ur
• Java理論與實踐：表征線程安全

參考：來自JCG合作伙伴 Alex Collins的Thread Jiggling ，位于Alex Collins的博客博客中。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/09/thread-jiggling.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的线程跳动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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