我如何测试阻塞队列实现的同步

Question

我刚刚用信号量编写了一个简单的阻塞队列，我将测试它的同步。

我已经在大量插入和从队列中删除的线程上测试了我的实现稳定性，

我想得到一些关于如何以更正确的方式测试它的想法\\测试的帮助。

public class BBQ<T> {
private ArrayList<T> tasks;
private Semaphore mutex;
private Semaphore full;
private Semaphore zero;

public BBQ(int numofWorkers){
    tasks = new ArrayList<T>();
    mutex = new Semaphore(1, true);
    full = new Semaphore(numofWorkers, true);
    zero = new Semaphore(0, true);
}

public boolean add(T item) {
    boolean ans = false;

    try {
        zero.acquire();
        mutex.acquire();
        ans = tasks.add(item);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    finally{
        mutex.release();
        full.release();

    }
    return ans;
}

public boolean remove() {
    boolean ans = false;
    try {
        full.acquire();
        mutex.acquire();
        if (tasks.remove(0) == null) {
            ans = false;
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    finally{
        mutex.release();
        zero.release();
    }
    return ans;
}

public int size() {
    return tasks.size();
}

public String toString() {
    return tasks.toString();
}

Answer 1

您的size和toString不是线程安全的。 没有万无一失的方法来测试线程安全性，而编写简单易懂且易于验证的代码则要好得多。

可以说，进行简单测试并没有什么坏处，因为这可能会显示错误。 （没有错误并不意味着它是线程安全的）

我会使用ExecutorService尽快添加和删除条目，看看它是否进入错误状态。 特别是每次都会调用toString() ，因为我很确定这将失败，这是您应该能够展示的东西。

Answer 2

我会运行3种类型的测试来测试你的阻塞代码：

1. 死锁测试-以随机的时间间隔延迟运行调用线程。 死锁很难重现，随机延迟更容易使问题解决。 从您的代码中可以看出，由于锁定序列相同，因此不会发生死锁
2. 性能-您提到了很多线程。 使用阻塞代码会导致后续线程的执行延迟
3. 多CPU测试-您可能要在多个vCPU VM上进行测试，以查看它是否可以在多个CPU上扩展。 我认为可能不是，因为您正在使用共享内存

Answer 3

我想得到一些关于如何以更正确的方式测试它的想法\\测试的帮助。

您可以使用jcstress框架。 一些Oracle工程师使用它进行内部测试