在 Java 中引发竞争条件

Question

我必须编写一个引发竞争条件的单元测试，以便我可以测试稍后是否可以解决问题。 问题是竞争条件很少发生，可能是因为我的计算机只有两个核心。

代码如下：

class MyDateTime {
  String getColonTime() {
    // datetime is some kind of lazy caching variable declared somewhere(does not matter)
    if (datetime == null) {
      initDateTime(); //Uses lazy to initlialize variable, takes some time
    }
    // Colon time stores hh:mm as string
    if (datetime.colonTime == null) {
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      //Now do some steps to build the hh:mm string
      //...
      //set colon time
      datetime.colonTime = sb.toString();
    }
  return datetime.colonTime;
  }
}

说明： initDateTime 为 dateTime 分配一个新实例，因此，datetime.colonTime 之后为 null（因为我们想要延迟初始化它，正如我之前所说的）。 现在，如果线程 A 进入该方法，然后调度程序在它可以运行 initDateTime() 之前停止它。线程 B 现在运行 getColonTime()，发现日期时间仍然为 null 并对其进行初始化。 datetime.colonTime 为 null，因此执行第二个 if 块，并且 datetime.colonTime 获取 StringBuilder 的值。 如果调度程序停止该行和 return 语句之间的线程并恢复线程 A，则会发生以下情况： 由于 A 在调用 initDateTime 之前停止，因此 A 现在调用 initDateTime()，这将重置 datetime 对象，再次将 datetime.colonTime 设置为 null。然后线程 A 将进入第二个 if 块，但调度程序会在 datetime.colonTime = sb.toString(); 之前中断 A。被称为。结论是，dateTime.colonTime 仍然为 null。 现在调度程序恢复 B 并且该方法返回 null。

我尝试通过让多个线程对 MyDateTime 的单个（最终）实例调用 getColonTime() 来引发竞争条件，但它仅在某些极其罕见的情况下失败:( 关于如何编写 JUnit“测试”有任何提示吗？

Answer 1

正如您所提到的，竞争条件很难一致地重现。然而，平均法则站在你这边。如果您创建一个预计会失败一百次之一的测试，然后让它发生一千次，您可能会在旧代码中相当一致地捕获错误。因此，为了符合 TDD 原则，您应该按照以前的方式开始编写代码，提出一个迭代足够多次的测试，以确保旧代码始终失败，然后更改为新代码并确保它不会失败。

Answer 2

您可以查看 Thread Weaver，或者可能还有其他用于测试多线程代码的框架。我还没有使用过它，但用户指南看起来好像它是专门为这种测试。

Answer 3

我知道这篇文章很旧，但我面临着类似的情况。我倾向于做的是通过睡眠来支持竞争条件。

在你的情况下，我会做类似的事情

    class MyDateTime {
        String getColonTime() throws InterruptedException{
           if (datetime == null) {
              Thread.sleep(new Random().nextInt(100); //Wait  to enhance the chances that multiple threads enter here and reset colonTime.
              initDateTime(); 
           }
           Thread.sleep(new Random().nextInt(100); //Wait  to enhance the chances that colonTime stays null for a while.
           if (datetime.colonTime == null) {
              StringBuilder sb = new StringBuilder();
              datetime.colonTime = sb.toString();
           }
           Thread.sleep(new Random().nextInt(100); //Wait to favour reset of colonTime by another thread in the meantime.
           return datetime.colonTime;
        }
    }

，但显然这很快就会变得混乱。我希望有某种方法可以迫使调度程序在给定一些“断点”的情况下探索所有路径。

由于这篇文章有点旧，我想知道您是否找到了在 Java 中测试竞争条件的好方法。有什么建议可以分享吗？

谢谢