JUC整理笔记三之测试工具jcstress
并发测试工具Jcstress使用教程
Jcstress 全称 Java Concurrency Stress,是一种并发压力测试工具,可以帮助研究JVM、java类库和硬件中并发的正确性。
Wiki地址:https://wiki.openjdk.java.net/display/CodeTools/jcstress
Wiki中有一个Jcstress的example,可以根据example很方便入门使用jcstress。当然,我们也可以手动创建自己的Jcstress测试工程。
Maven例子
添加maven依赖
<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>
pom.xml 可以如下:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>jfound</groupId>
<artifactId>jcstress-test</artifactId>
<version>1.0.0-SNAPSHOT</version>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties>
<dependencies>
<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>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
<artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
<version>3.8.1</version>
<configuration>
<source>11</source>
<target>11</target>
</configuration>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
新增一个测试类,这次以测试变量加 volatile
和不加 volatile
的区别。代码如下:
package jfound;
import org.openjdk.jcstress.annotations.*;
public class VolatileTest {
@JCStressTest(Mode.Termination)
@Outcome(id = "TERMINATED", expect = Expect.ACCEPTABLE)
@Outcome(id = "STALE", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING)
@State
public static class NoVolatile {
private int i = 0;
@Actor
public void actor() {
while (i == 0) {
//nothing
}
}
@Signal
public void single() {
i = 1;
}
}
@JCStressTest(Mode.Termination)
@Outcome(id = "TERMINATED", expect = Expect.ACCEPTABLE)
@Outcome(id = "STALE", expect = Expect.FORBIDDEN)
@State
public static class AddVolatile {
private volatile int i = 0;
@Actor
public void actor() {
while (i == 0) {
//nothing
}
}
@Signal
public void single() {
i = 1;
}
}
}
VolatileTest
类里面有两个静态内部类,其中 NoVolatile
的 i 是没有加 volatile
关键字的,AddVolatile
类中的 i 是有加 volatile
关键字的。
测试注解说明
- org.openjdk.jcstress.annotations.JCStressTest
该注解标记一个类为一个并发测试的类,有一个属性 value 为 org.openjdk.jcstress.annotations.Mode
。mode
有Continuous 和 Termination 两种模式。Continuous 模式是运行几个 org.openjdk.jcstress.annotations.Actor
、org.openjdk.jcstress.annotations.Ariter
线程,并收集结果。Termination 模式运行具有阻塞/循环操作的单个 Actor
和 Singal
的测试。
- org.openjdk.jcstress.annotations.Outcome
Outcome
是描述测试结果,并处理这个结果,该注解有 id、expect、desc 这三个属性。
其中 id 接收结果,如上面的 TERMINATED 、 STALE 就是结果,id 还支持正则表达式;expect 是期望处理结果,类型为 org.openjdk.jcstress.annotationsExpect
,有 ACCEPTABLE、ACCEPTABLE_INTERESTING 、FORBIDDEN、UNKNOWN 四种类型,ACCEPTABLE 表示接受当前结果,ACCEPTABLE 结果不一定会存在;ACCEPTABLE_INTERESTING 和 ACCEPTABLE 差不多,唯一不一样的是,这个结果会在生成的报告中高亮;FORBIDDEN 表示永远不应该出现的结果,若测试过程中有该结果,意味着测试失败; UNKNOWN 没有评分,不使用。
如上面例子所示,一个测试类 (JCStressTest) 中可以有一个或多个 Outcome
。
- org.openjdk.jcstress.annotations.State
标记这个类是有状态的,有状态的意识是拥有数据,而且数据是可以被修改的,如上面测试例子中的 i , 其中 i 就是拥有的数据。为了方便理解,可以拿 Stateless 来做对比;如一些实体类是有状态(State)的,Service理应设置为无状态的 Sateless
,尽管service有属性,但是属性也是不能被修改的。
State
修饰的类必须是 public 的,不能是内部类,但是可以是静态内部类,如上面例子。
State
修饰的类必须有一个默认构造函数
- org.openjdk.jcstress.annotations.Actor
该注解标记的方法会被线程调用,被 Actor 修饰方法所在的类必须有 State
或者 Result
注解,被其修饰的方法可以抛出异常,但是抛出异常的话,会引起测试失败。注意的是,Actor 标记的每个方法仅由一个特定线程调用,而且每个被 State 标记的实例仅调用每一个方法 。Actor 修饰的方法之间是没有顺序的,调用是并发执行的。
与之相对的还有 org.openjdk.jcstress.annotations.Arbiter
注解,Arbiter
注解和 Actor
注解差不多,不一样的是 Arbiter
注解声明的方法访问是在所有 State
之后,而且 Actor
所有的内存都对 Arbiter
可见,这就使得 Arbiter
在确认最终状态信息上有很大的作用。
- org.openjdk.jcstress.annotations.Singal
改注解在 Termination
模式下是比较有用的,它标记的方法执行是在 Actor
标记方法执行之后。
- org.openjdk.jcstress.annotations.Result
用改注解标记的类是测试结果的类,如 org.openjdk.jcstress.infra.results
下的类,该注解标记的类所有 field 都必须是原生数据类似或者是 String 类型,所有 field 都应该是 public。可以参考 org.openjdk.jcstress.infra.results
下的类。用法如下
@Actor
public void actor1(I_Result r) {
r.r1 = 1;
}
把测试结果用 Result
修饰的类接收,通常是配合 toString
打印出来。
- org.openjdk.jcstress.annotations.Description
与测试无关,可以定义一些描述,方便查看
- org.openjdk.jcstress.annotations.Ref
与测试无关,提供一些引用,如地址,ISBN等等。
- org.openjdk.jcstress.annotations.JCStressMeta
Description
、Outcome
、Ref
这些注解是可以放到一个公共类,然后由 JCStressMeta 注解引进来,以达到重复使用的目的。
运行及结果说明
在idea下执行如下
其中 Main class
填写 org.org.openjdk.jcstress.Main
, 参数中的 -t
是指指定测试包名,不指定的话是默认扫描项目所有包。
在执行完成后,会在项目所在的目录下生成 results
文件夹,里面有个 index.html
,用浏览器打开即可查看报告。
总结
本文以一个例子展开来编写 Jcstress 并发测试工具的使用说明,并描述了 Jcstress 的所有核心注解,方便初学者去了解并借助该工具来学习并发编程。
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