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一个简单的Java并发系统动态测试工具

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	contest ver 1.0 
	
	一个简单的并发系统动态测试工具
	Copyright (C) 2003, 2004 王咏刚
	http://www.contextfree.net/wangyg
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contest是用Java语言编写的一个简单的多线程同步工具，我们可以使用这个工具，对多线程的Java系统进行动态测试。一般说来，多线程系统的执行序列是不确定的，即便多线程系统包含死锁（Deadlock）、竞态条件（Race Condition）等Bug，在一般的单CPU计算机上测试运行，Bug也并不容易表现出来。如果我们能在线程代码中的特定位置插入同步点，控制多线程系统的执行序列，就有可能捕捉到Bug。这就是contest工具的基本工作原理了。

例如，在下面的Java程序中，线程t1和t2可能会发生死锁：

public class DeadLockTest
{
	public static Object a = new Object();
	public static Object b = new Object();
	public static void main(String[] args)
	{
		try
		{
			DeadLock1 t1 = new DeadLock1();
			DeadLock2 t2 = new DeadLock2();
			
			t1.start();
			t2.start();
			
			t1.join();
			t2.join();
		}
		catch(Exception e) {}
	}
}

class DeadLock1 extends Thread
{
	public void run()
	{
		synchronized(DeadLockTest.a)
		{
			synchronized(DeadLockTest.b)
			{
			}
		}
	}
}

class DeadLock2 extends Thread
{
	public void run()
	{
		synchronized(DeadLockTest.b)
		{
			synchronized(DeadLockTest.a)
			{
			}
		}
	}
}

但当我们在单CPU计算机上测试上述代码时，因为两个线程先后执行，很难发现死锁的情况，程序大多都正常结束了。如果我们利用contest工具提供的功能，在main()函数中，先通过TestManager的getInstance()方法获得TestManager的惟一对象实例，然后使用addThread()方法添加线程t1和t2，使用addEvent()添加事件“Event1”，并设定该事件在1秒后激活。同时，我们在线程代码中使用TestManager的waitFor()方法为两个线程加入同步点，让两个线程都在同样的位置等待事件“Event1”，然后在继续执行。这样，上述程序代码被修改为：

import contest.*;

public class DeadLockTest
{
	public static Object a = new Object();
	public static Object b = new Object();
	public static void main(String[] args)
	{
		DeadLock1 t1 = new DeadLock1();
		DeadLock2 t2 = new DeadLock2();
		
		TestManager test = TestManager.getInstance();
		test.addThread(t1, "Thread1");
		test.addThread(t2, "Thread2");
		test.addEvent("Event1", 1000);
		
		test.start();
	}
}

class DeadLock1 extends Thread
{
	public void run()
	{
		synchronized(DeadLockTest.a)
		{
			TestManager.waitFor("Event1");
			synchronized(DeadLockTest.b)
			{
			}
		}
	}
}

class DeadLock2 extends Thread
{
	public void run()
	{
		synchronized(DeadLockTest.b)
		{
			TestManager.waitFor("Event1");
			synchronized(DeadLockTest.a)
			{
			}
		}
	}
}

再次编译运行DeadLockTest，我们会发现，程序进入了死锁状态，不能正常退出了。在contest的samples目录下可以找到DeadLockTest.java程序的源代码。

对于竞态条件Bug，contest也能完成简单的测试功能。在contest的samples目录下，有一个名为PoolTest.java的程序，演示了这种测试方法，详情请见PoolTest.java的源代码。

此外，TestManager类还通过conditionalWaitFor()方法提供了条件等待功能，即当一个线程类有多个线程实例运行时，我们可以利用此方法，指定某个特定的线程实例等待某个特定的同步事件，而不是所有线程实例都等待同一个同步事件，这可以更精确地控制线程的执行序列。有关TestManager类的更详细的使用方法，请参见TestManager.java源代码。

contest虽然是使用Java语言实现的，但其源代码十分简单，使用C语言或C++语言实现类似的功能也是非常容易的事情。


王咏刚
2004.1