使用ConTest进行多线程单元测试

并行程序易于产生 bug 不是什么秘密。编写这种程序是一种挑战，并且在编程过程中悄悄产生的 bug 不容易被发现。许多并行 bug 只有在系统测试、功能 测试时才能被发现或由用户发现。到那时修复它们需要高昂的费用 -- 假设能够 修复它们 -- 因为它们是如此难于调试。

在本文中，我们介绍了 ConTest，一种用于测试、调试和测量并行程序范围 的工具。正如您将很快看到的，ConTest 不是单元测试的取代者，但它是处理并 行程序的单元测试故障的一种补充技术。

为什么单元测试还不够

当问任何 Java 开发者时，他们都会告诉您单元测试是一种好的实践。 在单元测试上做适当的投入，随后将得到回报。通过单元测试，能较早地发现 bug 并且能比不进行单元测试更容易地修复它们。但是普通的单元测试方法（即 使当彻底地进行了测试时）在查找并行 bug 方面不是很有效。这就是为什么它 们能逃到程序的晚期 。

为什么单元测试经常遗漏并行 bug？通常的说法是并行程序（和 bug）的问 题在于它们的不确定性。但是对于单元测试目的而言，荒谬性在于并行程序是非 常 确定的。下面的两个示例解释了这一点。

无修饰的 NamePrinter

第一个例子是一个类，该类除了打印由两部分构成的名字之 外，什么也不做。出于教学目的，我们把此任务分在三个线程中：一个线程打印 人名，一个线程打印空格，一个线程打印姓和一个新行。一个包括对锁进行同步 和调用 wait() 和 notifyAll() 的成熟的同步协议能保证所有事情以正确的顺 序发生。正如您在清单 1 中看到的，main() 充当单元测试，用名字 "Washington Irving" 调用此类：

清单 1. NamePrinter

public　class　NamePrinter　{
　　 private　final　String　firstName;
　　 private　final　String　surName;
　　 private　final　Object　lock　=　new　Object();
　　 private　boolean　printedFirstName　=　false;
　　 private　boolean　spaceRequested　=　false;
　　 public　NamePrinter(String　firstName,　String　surName)　{
　　　 this.firstName　=　firstName;
　　　 this.surName　=　surName;
　　 }
　　 public　void　print()　{
　　　 new　FirstNamePrinter().start();
　　　 new　SpacePrinter().start();
　　　 new　SurnamePrinter().start();
　　 }
　　 private　class　FirstNamePrinter　extends　Thread　{
　　　 public　void　run()　{
　　　　　 try　{
　　　　　　 synchronized　(lock)　{
　　　　　　　　 while　(firstName　==　null)　{
　　　　　　　　　 lock.wait();
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 System.out.print(firstName);
　　　　　　　　 printedFirstName　=　true;
　　　　　　　　 spaceRequested　=　true;
　　　　　　　　 lock.notifyAll();
　　　　　　 }
　　　　　 }　catch　(InterruptedException　e)　{
　　　　　　 assert　(false);
　　　　　 }
　　　 }
　　 }
　　 private　class　SpacePrinter　extends　Thread　{
　　　 public　void　run()　{
　　　　　 try　{
　　　　　　 synchronized　(lock)　{
　　　　　　　　 while　(　!　spaceRequested)　{
　　　　　　　　　 lock.wait();
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 System.out.print('　');
　　　　　　　　 spaceRequested　=　false;
　　　　　　　　 lock.notifyAll();
　　　　　　 }
　　　　　 }　catch　(InterruptedException　e)　{
　　　　　　 assert　(false);
　　　　　 }
　　　 }
　　 }
　　 private　class　SurnamePrinter　extends　Thread　{
　　　 public　void　run()　{
　　　　　 try　{
　　　　　　 synchronized(lock)　{
　　　　　　　　 while　(　!　printedFirstName　||　spaceRequested　|| 　surName　==　null)　{
　　　　　　　　　 lock.wait();
　　　　　　　　 }
　　　　　　　　 System.out.println(surName);
　　　　　　 }
　　　　　 }　catch　(InterruptedException　e)　{
　　　　　　 assert　(false);
　　　　　 }
　　　 }
　　 }
　　 public　static　void　main(String[]　args)　{
　　　 System.out.println();
　　　 new　NamePrinter("Washington",　"Irving").print();
　　 }
}