测试并发应用(九)MultithreadedTC测试并发代码

声明:本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook 》的第八章, 作者: Javier Fernández González 译者:郑玉婷

MultithreadedTC测试并发代码

MultithreadedTC 是一个 Java 库用来测试并发应用。它的主要目的是为了解决并发应用的不确定的问题。你不能控制他们的执行顺序。为了这个目睹,它包含了内部节拍器来控制应用的不同线程的执行顺序。这些测试线程作为类的方法来实现的。

在这个指南,你将学习如何使用 MultithreadedTC 库来为LinkedTransferQueue 实现一个测试。

准备
你必须从 http://code.google.com/p/ multithreadedtc/ 下载 MultithreadedTC library,并从 http://www.junit.org/ 下载 JUnit library, Version 4.10。把 junit-4.10.jar 和 MultithreadedTC-1.01.jar文件加入项目的库中。

怎么做呢…

按照这些步骤来实现下面的例子::

//1.   创建一个类,名为 ProducerConsumerTest,扩展 MultithreadedTestCase 类。
public class ProducerConsumerTest extends MultithreadedTestCase {

//2.   声明一个私有 LinkedTransferQueue 属性,用 String 类为参数,名为 queue。
private LinkedTransferQueue<String> queue;

//3.   实现 initialize() 方法。此方法不接收任何参数,也不返回任何值。它调用父类的 initialize() 方法,然后初始化 queue 属性。
@Override
public void initialize() {
	super.initialize();
	queue=new LinkedTransferQueue<String>();
	System.out.printf("Test: The test has been initialized\n");
}

//4.   实现 thread1() 方法。它将实现的逻辑是第一个consumer。调用 queue 的 take() 方法,然后把返回值写入操控台。
public void thread1() throws InterruptedException {
	String ret=queue.take();
	System.out.printf("Thread 1: %s\n",ret);
}

//5.   实现 thread2() 方法。它将实现的逻辑是第二个consumer。首先,使用 waitForTick() 方法,一直等到第一个线程在 take() 方法中进入休眠。然后,调用queue的 take() 方法,并把返回值写入操控台。
public void thread2() throws InterruptedException {
	waitForTick(1);
	String ret=queue.take();
	System.out.printf("Thread 2: %s\n",ret);
}

//6.   实现 thread3() 方法。它将实现的逻辑是producer。 首先,使用 waitForTick() 两次一直等到2个consumers被阻塞。然后,调用 queue的 put() 方法插入2个String 到queue中。
public void thread3() {
	waitForTick(1);
	waitForTick(2);
	queue.put("Event 1");
	queue.put("Event 2");
	System.out.printf("Thread 3: Inserted two elements\n");
}

//7.	最后,实现 finish() 方法。写信息到操控台表明测试结束执行。使用assertEquals() 方法检查2个事件已经被consumed(queue的大小为0)。
public void finish() {
	super.finish();
	System.out.printf("Test: End\n");
	assertEquals(true, queue.size()==0);
	System.out.printf("Test: Result: The queue is empty\n");
}

//8.   创建例子的主类通过创建一个类,名为 Main 并添加 main()方法。
public class Main {

public static void main(String[] args) throws Throwable {

//9.   创建 ProducerConsumerTest 对象,名为 test。
ProducerConsumerTest test=new ProducerConsumerTest();

//10. 使用 TestFramework 类的 runOnce()方法来执行测试。
System.out.printf("Main: Starting the test\n");
TestFramework.runOnce(test);
System.out.printf("Main: The test has finished\n");

它是如何工作的…

在这个指南,你使用MultithreadedTC库为 LinkedTransferQueue 类实现了一个测试。你可以使用这个库和它的节拍器为任何并发应用或者类实现测试。在例子中,你实现经典的 producer/ consumer 问题,2个consumers 和一个producer。 你想要测试的是 在buffer里的第一个介绍的 String 对象会被第一个consumer 消耗,和在buffer里第二个介绍的String对象会被第二个到达的consumer消耗。

MultithreadedTC库是基于JUnit 库的。JUnit库是在Java中最经常用来实现unit测试时使用的库。使用 MultithreadedTC 库来实现一个基本测试,你必须扩展 MultithreadedTestCase 类。这个类扩展了 junit.framework.AssertJUnit 类,包含了全部检查测试结果的方法。它并没有扩展 junit.framework.TestCase 类,使用你不能在其他 JUnit 测试中导入MultithreadedTC测试。

然后,你实现了以下这些方法:

initialize(): 此方法的实现是可选的。当你开始测试时,它就会执行,为了初始化测试中使用的对象而使用它。
finish(): 此方法的实现是可选的。当测试结束时,它就会执行。你可以使用它在测试或者检查测试结果期间来关闭或者释放资源。
实现测试的方法:这些方法的主要逻辑就是测试你的实现。他们用thread作为始关键词连接着字符串 例如, thread1()。

使用 waitForTick() 方法来控制线程的执行顺序。此方法接收一个整数type作为参数,把正在执行的thread放入休眠直到全部在测试里运行的线程都被阻塞。等他们被阻塞时, MultithreadedTC 库调用 waitForTick() 方法 恢复被阻塞的线程。

传递给 waitForTick() 方法作为参数的整数是用来控制执行顺序的。MultithreadedTC 库的节拍器有个内部计数器。当全部线程被阻塞时,库增加计数器到下个在 waitForTick() 调用中的数字,那么被阻塞的。

从内部来说,当 MultithreadedTC 库 执行测试,首先它执行 方法。然后,它创建每个用thread作为关键词开头的方法的线程(例子中是,方法 thread1(), thread2(), 和 thread3()),当全部线程都结束运行后,就执行 finish() 方法。为了运行测试,你要使用 TestFramework 类的 runOnce() 方法。

更多…

如果 MultithreadedTC library 检测的全部线程都被阻塞,但是没有一个是被 waitForTick() 方法阻塞的,那么测试就会被认为在deadlock状态,并抛出 java.lang.IllegalStateException 异常。

参见

第八章,测试并发应用:FindBugs分析并发代码

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