マルチスレッドのテストについて

Question

Javaでマルチスレッドのプログラムを書いています。
しかしどのようにマルチスレッドのテストを書けばいいのかがよく理解できていません。

あるstatic変数countに複数のスレッドから読み込み、書き込みするようなプログラムを作成した場合、スレッドセーフ性を担保するようなテストはどのようなものになるでしょうか。

Answer 1

どのようにマルチスレッドのテストを書けばいいのかがよく理解できていません。
スレッドセーフ性を担保するようなテストはどのようなものになるでしょうか。

ソフトウェアテストによるスレッドセーフ性の担保は、非常に困難もしくは事実上不可能と考えます。マルチスレッド・プログラムは本質的に非同期システムであり、あるテストが成功(PASS)したからといって「期待通り動くこともある」以上のことは何も言えません。まったく同じテストをもう一度実行したら、次回は失敗(FAIL)するかもしれませんし、運良く成功(PASS)するかもしれません。

もちろん、通常のシングルスレッド・プログラムであっても、ソフトウェアテストによる100%の信頼性保証は不可能であり、多数の試験ケースを用意することで「ソフトウェア品質の確からしさ」を担保しています。しかしマルチスレッド・プログラムの場合は複数スレッドの非決定的（＝再現性のない）な相互作用が生じるため、起こりうる動作パターンが組み合わせ爆発を起こします。例えば10命令程度の2スレッド処理だけを考えた場合でも、起こりうる命令の実行順序並びを列挙すると、絶望的なパターン数になるはずです。

よそのQAサイトからの引用（英語）ですが、様々な意見も参考になるかと思います。
How should I unit test threaded code? - Stack Overflow

Answer 2

読み込みの際にもスレッドの同期が関係してきます→参考：とほほのJava入門
複数のスレッドから読み込み・書き込みを正常に行うのであれば、アクセッサを用意してそれにsynchronized修飾子を付ける必要があるかと思います。

class Counter{
    private static int count = 0;

    synchronized public static int getCount(){
        return count;
    }

    synchronized public static void setCount(int newCount){
         count = newCount;
    }

}

Comments

[reizouko]

スレッドセーフなクラスに処理を委譲する事やリソースにアクセスするスレッドを限定するなどのテクニックは理解できるのですが、自分が作ったプログラムが本当にスレッドセーフか、誤った使い方をしていないかを発見できるのは、テストを作る時点では難しいですか？？

Answer 3

読み込みだけならスレッド関係ないですよ。
問題になるのは書き込みです。
http://stackoverflow.com/questions/1152298/whats-javas-equivalent-of-nets-interlocked-class

https://docs.oracle.com/javase/jp/6/api/java/util/concurrent/atomic/AtomicInteger.html
ここらへんが参考になります。
.net 用語で、interlocked
java だと concurrent.atomic あたりがマルチスレッドで安全に変数を更新する仕掛けを実装したクラスです。

Comments

[ipadcaron]

ありゃ？下げが付いてる。だから、アトミックでしょう。interlocked 系の実装は足し算と代入の2命令のしょりの間割り込みが入らないことが保証されています。synchronized のようにがっつりロックせず、ほんの2命令実行するだけの間です。なんで、アトミック系の同期制御を使う限り読み込みは考えなくて良いのでづが、とほほ入門みてもどこらへんがどうなのかわかりませんでぢた。±1の増減値なら、interlocked が効率いいですよ、と。

[gitiiii222]

質問の意味をまるで理解していない回答が目立つな