Java：测试服务的并发性

Question

我有一个服务类，其中包含一种将Student添加到Section 。 现在，每个Section都有一set与之关联的Students 。

另外，还有一个Map<Section, Set<Student>>定义了两者之间的关系。

该service使用addStudent方法看起来像这样：

public class MembershipService {

private final Map<Section, Set<Student>> studentsBySection = new HashMap<>();


public void addStudentToSection(Student student, Section sec) {

 Set<Student> students = studentsBySection.get(sec);
    if (students == null) {
        students = new HashSet<>();
        studentsBySection.put(sec, students);
    }
    students.add(student);

}
//  ..... also containing helper method : getStudents(Section s)

我需要在多线程方案中测试该功能，在该方案中，我需要显示如果两个或多个线程尝试从公用map添加或读取学生时会发生什么。

我清楚地知道，用ConcurrentHashMap替换Hashmap可以解决我的目的，但无法演示确切的行为。

我的解决方案

我创建了两个线程： Student1和Student2并尝试将相同的Service实例传递给这两个线程并执行添加。 hashmap预期行为应为ConcurrentModificationException ，而ConcurrentHashMap则不应引发该行为。 但是它没有显示预期的行为，即使使用HashMap也能正常工作。 请指导。

这是代码：

学生1

public class Student1 implements Runnable{

Services services;

public Student1(Services ser) {
    this.services =  ser;
    new Thread(this, "Student 1").start();
}



@Override
public void run() {
    final Student ALEX = new Student("alex");


    services.getMembershipService().addStudentToSection(ALEX,services.getSection());;

    try {
        System.out.println("Student 1 sleeping");
        Thread.sleep(100);
    } catch (Exception e) {
        System.out.println(e);
    }

}

}

学生2

  public class Student2 implements Runnable{

Services services;

public Student2(Services ser) {
    this.services =  ser;
    new Thread(this, "Student 2").start();
}



@Override
public void run() {
    final Student JOHN = new Student("john");


    services.getMembershipService().addStudentToSection(JOHN,services.getSection());;

    try {
        System.out.println("Student 2 sleeping");
        Thread.sleep(100);
    } catch (Exception e) {
        System.out.println(e);
    }

}

}

测试器

public static void main(String[] args) {
    final Services services = ServiceFactory.createServices();
    final Section A = new Section("A");
    services.createSection(A);

    Student1 one = new Student1(services);
    Student2 two = new Student2(services);

}

我如何证明我的情况？

注意：这与How ConcurrentHashMap works in java或多线程中的How ConcurrentHashMap works in java方式无关，请注意。 只是无法使其符合我的要求。

Answer 1

首先， ConcurrentModificationException仅由迭代器引发，而不是bu put()/get()

: if the map is structurally modified at any time after * the iterator is created, in any way except through the iterator's own * remove method, the iterator will throw a * {@link ConcurrentModificationException}. 由此类的所有“集合视图方法”返回的迭代器都是 ：如果在创建迭代器之后的任何时间对结构进行结构修改，则除了通过迭代器自己的remove方法之外，该迭代器将以其他任何方式进行修改抛出* {@link ConcurrentModificationException}。 因此，面对并发的修改，迭代器会迅速而干净地失败，而不是冒着在不确定的将来冒着任意，不确定的行为的风险。

显示Hashmap在这种情况下不是线程安全的一个好方法是更改​​您的Section类，以从hashCode()方法返回常量（以使失败更快）。

然后，您仅创建1000个不同的Section对象，并尝试调用服务以将学生映射到多个线程中的section。 基本上，当您完成将学生映射到部分时，地图上的大小将与部分数量不匹配，而将小于不同部分的数量。

Answer 2

您的HashMap和ConcurrentHashMap在多线程环境中相同的原因是由于输入较少。 我要同时读取200个键值对。

只需将代码中的ConcurrentHashMap替换为HashMap即可，您将获得并发ModificationException。

ConcurrentHashMap实现：

package com.java.ConcurrentHashMap;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class ConcurrentHashMapDemo {


    private  final ConcurrentHashMap<Section,Set<Student>> studentsBySection = new ConcurrentHashMap<>();

    public  void addStudentToSection(Student student, Section sec) {
//System.out.println(Thread.currentThread().getName());
         Set<Student> students = studentsBySection.get(sec);
            if (students == null) {
                students = new HashSet<>();
                studentsBySection.putIfAbsent(sec, students);
            }
            students.add(student);

        }




      public static void main(String[] args) {
          ConcurrentHashMapDemo ob = new ConcurrentHashMapDemo();



          Thread t1 = new Thread(ob.new WriteThreasOne());
          t1.setName("one");

          Thread t3 = new Thread(ob.new WriteThreasTwo());
          t3.setName("three");
          Thread t2= new Thread(ob.new ReadThread());
          t2.setName("two");
          t1.start();
          t2.start();
          t3.start();
      }
      class WriteThreasOne implements Runnable {
        @Override
        public void run() {


            final Section A = new Section("A");

            for(int i=0;i<100;i++) {
                addStudentToSection(new Student("alex"+i),A);
            }




        }
      }
      class WriteThreasTwo implements Runnable {
        @Override
        public void run() {


            final Section A = new Section("A");
            for(int i=1;i<100;i++) {
                addStudentToSection(new Student("sam"+i),A);
            }


        }
      }  
      class ReadThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            //System.out.println(Thread.currentThread().getName());

           Iterator<Section> ite = studentsBySection.keySet().iterator();
           while(ite.hasNext()){
               Section key = ite.next();
               System.out.println(key+" : " + studentsBySection.get(key));
          }
        }
      }   
}

节类：

package com.java.ConcurrentHashMap;

public class Section {

    public Section(String sectionName) {
        this.sectionName = sectionName;
    }

    private String sectionName;



    public String getSectionName() {
        return sectionName;
    }

    public void setSectionName(String sectionName) {
        this.sectionName = sectionName;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Section [sectionName=" + sectionName + "]";
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + ((sectionName == null) ? 0 : sectionName.hashCode());
        return result;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        Section other = (Section) obj;
        if (sectionName == null) {
            if (other.sectionName != null)
                return false;
        } else if (!sectionName.equals(other.sectionName))
            return false;
        return true;
    }



}

学生班：

package com.java.ConcurrentHashMap;

public class Student {



    private String studName;

    public Student(String studName) {

        this.studName = studName;
    }

    public String getStudName() {
        return studName;
    }

    public void setStudName(String studName) {
        this.studName = studName;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [ studName=" + studName + "]";
    }

}