簡介
jcstress：全名The Java Concurrency Stress tests，是一個實驗工具和一套測試工具，用於幫助研究JVM、類庫和硬件中並發支持的正確性。
官方github：https://github.com/openjdk/jcstress
官方給出的jcstress使用案例：http://hg.openjdk.java.net/code-tools/jcstress/file/tip/jcstress-samples/src/main/java/org/openjdk/jcstress/samples
依賴
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jcstress</groupId>
<artifactId>jcstress-core</artifactId>
<version>0.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jcstress</groupId>
<artifactId>jcstress-samples</artifactId>
<version>0.5</version>
</dependency>
HelloWorld
@JCStressTest
@Outcome(id = "1, 1", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "Both actors came up with the same value: atomicity failure.")
@Outcome(id = "1, 2", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "actor1 incremented, then actor2.")
@Outcome(id = "2, 1", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "actor2 incremented, then actor1.")
@State
public class APISample_01_Simple {
int v;
@Actor
public void actor1(II_Result r) {
r.r1 = ++v; // record result from actor1 to field r1
}
@Actor
public void actor2(II_Result r) {
r.r2 = ++v; // record result from actor2 to field r2
}
}
是不是一臉懵逼？一堆不認識的注解，且聽我細細道來。
@JCStressTest：
該注解標記一個類為一個並發測試的類，有一個屬性 value 為Mode。mode 有Continuous 和 Termination 兩種模式。Continuous 模式是運行幾個 Actor 、Ariter 線程，並收集結果。Termination 模式運行具有阻塞/循環操作的單個 Actor 和 Singal 的測試。
@Outcome：
描述測試結果，並處理這個結果，該注解有 id、expect、desc 這三個屬性。其中 id 接收結果，id 還支持正則表達式；expect 是期望處理結果，有 ACCEPTABLE、ACCEPTABLE_INTERESTING 、FORBIDDEN、UNKNOWN 四種類型，ACCEPTABLE 表示接受當前結果，ACCEPTABLE 結果不一定會存在；ACCEPTABLE_INTERESTING 和 ACCEPTABLE 差不多，唯一不一樣的是，這個結果會在生成的報告中高亮；FORBIDDEN 表示永遠不應該出現的結果，若測試過程中有該結果，意味着測試失敗； UNKNOWN 沒有評分，不使用。
@State：
標記這個類是有狀態的，有狀態的意識是擁有數據，而且數據是可以被修改的，如上面測試例子中的 v , 其中 v 就是擁有的數據。State 修飾的類必須是 public 的，不能是內部類，但是可以是靜態內部類，如上面例子。State 修飾的類必須有一個默認構造函數
@Actor：
該注解標記的方法會被線程調用，被 Actor 修飾方法所在的類必須有 State 或者 Result注解，被其修飾的方法可以拋出異常，但是拋出異常的話，會引起測試失敗。注意的是，Actor 標記的每個方法僅由一個特定線程調用，而且每個被 State 標記的實例僅調用每一個方法 。Actor 修飾的方法之間是沒有順序的，調用是並發執行的。
那么如何運行呢？並沒有發現有運行的入口。
配置idea：
添加一個application
這里配置需要注意：main class必須寫成org.openjdk.jcstress.Main，此外需要配置包名 -t package path，package path具體和你的測試類所在的包一樣。
配置完成后，運行，等待一小段時間。
運行成功后，在我們項目根路徑下生成一個results文件夾，打開里面的index.html可以查看測試結果
@Result
在上一個案例中，我們使用II_Result類去收集兩個線程返回的結果（int類型），並在Outcome注解的id屬性中列舉了所有可能出現的情況。那我們如果想要收益一個int的返回值，或者收集float、char、byte等其他基本類型和Object類型，應該用什么類？
實際上jcstress已經在org.openjdk.jcstress.infra.results包下列舉了很多返回值類型供我們在平時開發測試中使用。
我們可以使用@Result注解自定義返回值類型，如下圖，該注解標記的類所有 field 都必須是原生數據類似或者是 String 類型，所有 field 都應該是 publi。不過需要自定義的情況幾乎沒有
@Arbiter
Arbiter 注解和 Actor 注解差不多，不一樣的是 Arbiter 注解聲明的方法運行在所有 Actor之后，而且 Actor 所有的內存都對 Arbiter 可見，這就使得 Arbiter 在確認最終狀態信息上有很大的作用
@JCStressTest
// These are the test outcomes.
@Outcome(id = "1", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "One update lost: atomicity failure.")
@Outcome(id = "2", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "Actors updated independently.")
@State
public class APISample_02_Arbiters {
int v;
@Actor
public void actor1() {
v++;
}
@Actor
public void actor2() {
v++;
}
@Arbiter
public void arbiter(I_Result r) {
r.r1 = v;
}
}
@Signal
一些並發測試沒有遵循Mode.Continuous。一個有趣的測試組之一是斷言代碼是否在一個信號。
在這里，我們使用一個@Actor，等待一個字段，以及一個@Signal設置該字段。JCStress會啟動actor，然后傳遞信號。
如果在合理時間內退出，則記錄“TERMINATED”結果，否則記錄“STALE”。
public class APISample_03_Termination {
@JCStressTest(Mode.Termination)
@Outcome(id = "TERMINATED", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "Gracefully finished.")
@Outcome(id = "STALE", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "Test hung up.")
@State
public static class NotHasVolatile{
int v;
@Actor
public void actor1() {
while (v == 0) {
// spin
}
}
@Signal
public void signal() {
v = 1;
}
}
@JCStressTest(Mode.Termination)
@Outcome(id = "TERMINATED", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "Gracefully finished.")
@Outcome(id = "STALE", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "Test hung up.")
@State
public static class HasVolatile{
volatile int v;
@Actor
public void actor1() {
while (v == 0) {
// spin
}
}
@Signal
public void signal() {
v = 1;
}
}
}
有volatile關鍵字：
無volatile關鍵字：
測試結果符合預期。
@ JCStressMeta元數據共享
Description 、Outcome、Ref 這些注解是可以放到一個公共類，然后由@ JCStressMeta 注解引進來，以達到重復使用的目的。
@Outcome(id = "TERMINATED", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "Gracefully finished.")
@Outcome(id = "STALE", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "Test hung up.")
public class APISample_05_SharedMetadata {
@JCStressTest(Mode.Termination)
@JCStressMeta(APISample_05_SharedMetadata.class)
@State
public static class NotHasVolatile{
int v;
@Actor
public void actor1() {
while (v == 0) {
// spin
}
}
@Signal
public void signal() {
v = 1;
}
}
@JCStressTest(Mode.Termination)
@JCStressMeta(APISample_05_SharedMetadata.class)
@State
public static class HasVolatile{
volatile int v;
@Actor
public void actor1() {
while (v == 0) {
// spin
}
}
@Signal
public void signal() {
v = 1;
}
}
}
Descriptions描述信息
使用@Description和@Ref可以描述測試信息。只需要在測試類的上標注即可，對實際測試結果並無影響。
實戰：AtomicInteger原子性測試
@JCStressTest
@Outcome(id = "1", expect = Expect.FORBIDDEN, desc = "One update lost.")
@Outcome(id = "2", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "Both updates.")
@State
public class AtomicIncrementTest {
AtomicInteger ai = new AtomicInteger();
@Actor
public void actor1() {
ai.incrementAndGet();
}
@Actor
public void actor2() {
ai.incrementAndGet();
}
@Arbiter
public void arbiter(I_Result r) {
r.r1 = ai.get();
}
}
並發測試結果：
由圖中結果Both updates，可知AtomicInteger的incrementAndGet具有原子性。