当前位置：文档之家 › java多线程

java多线程

  • 格式：pdf
  • 大小：25.81 KB
  • 文档页数：3

收稿日期:2005-09-09;修返日期:2005-11-12基金项目:国家自然科学基金资助项目(69873040);河南省自然科学基金资助项目(0511011000);河南省高校青年骨干教师资助项目;河南省教育厅自然科学基础研究项目(2003520260);河南工业大学基础研究项目(0402003)Java 多线程测试策略及测试方法探讨*张雪萍1,2,鲍 丹2,王家耀1(1.解放军信息工程大学测绘学院,河南郑州450052; 2.河南工业大学计算机科学系,河南郑州450052)摘 要:在分析J ava 多线程特性的基础上,探讨了J ava 多线程的测试策略及测试方法,提出J ava 多线程测试由类测试、集成模块测试和系统测试三个层次组成,并讨论了多线程的继承测试、同步测试以及效率测试。

关键词:J ava 多线程;测试策略;继承测试;同步测试;效率测试中图法分类号:TP311 文献标识码: A 文章编号:1001-3695(2006)11-0012-03Resea rch on Testing St ra tegies and Met hods for J ava M ultit hreadZHAN G Xue-ping 1,2,BAO Dan 2,WAN G J ia-ya o1(1.Institute of Sur veying &M app ing,PLA Infor mation E ngineering University,Zhengzhou H enan 450052,China;2.Dept.of Computer Sci-ence,Henan Univer sity of Technology,Zhengzhou H enan 450052,China)Abst ract :Ba sed on analyz ing the feat ures of J ava m ultithrea d,t est ing stra tegies a nd m ethods a re dis cussed in this paper.J a-va m ult it hread testing is consis t of cla ss t est ing,int egration block t est ing and s yst emtes ting.The m a in test ing m ethods for J ava m ultithrea d are proposed,such as inherit t est ing,synchroniza tion testing and synchroniz at ion efficiency tes ting.Key wo rds:J a va Multithrea d;Tes ting S t rat egies;Inherit Test ing;S y nchroniza tion Tes ting ;Efficiency Test ing 面向对象软件测试是面向对象开发方法不可缺少的一环,是保证软件质量、提高软件可靠性的关键。

近年来,随着J a va 语言的广泛应用,针对J ava 的软件测试已成为软件工程领域中的一个重要研究课题,国内外研究机构不断推出各种J a va 软件测试工具,如J unit[1],C actus,J Meter,S afepro /J av a 等。

J ava 的多线程机制使应用程序能够并行执行,而且同步机制保证了对共享数据的正确操作。

通过使用多线程,程序设计者可以分别用不同的线程完成特定的行为,而不需要采用全局的事件循环机制,这样就很容易实现网络上的实时交互行为。

多线程带来的最大好处是更好的交互性能和实时控制性能。

J ava 多线程广泛应用于网络,在当今的网络环境下,研究对于J ava 多线程的测试是很有必要的。

从现有公开发表的国内外文献来看,专门针对J av a 多线程软件测试的研究不多。

国内方艳等人在文献[2]中介绍了S a fepro/J a va 的多线程测试技术,其他深入、具体的研究还未见报道。

1 Java 多线程特点J ava 作为一种纯面向对象语言,其优越性是不言而喻的[3,4]。

1.1 Java 多线程继承由于J ava 引入了“包”的概念,从而使类的继承更加简便,线程的创建是一个最好的例子。

J av a 多线程的实现方法有两种:①通过Threa d 继承。

为创建一个线程,最简单的方法就是从Thread 类继承。

②通过Runnable 接口。

该方式主要是用来实现特殊功能,如复杂的多重继承功能等。

Runnable 接口的应用虽然提高了软件开发的灵活度,但是同时也是造成BU G 的根源之一[3,4]。

1.2 Java 多线程同步J av a 应用程序的多个线程共享同一进程的数据资源,多个用户线程在并发运行过程中可能同时访问具有敏感性的内容。

在J ava 中定义了线程同步的概念,实现对共享资源的一致性维护。

线程同步是多线程编程的一个非常重要的技术。

1.3 Java 多线程消息控制J av a 多线程的另外一个特点就是可以实现进程间的通信。

进程间的通信是以消息为形式的,如何进行消息的控制是多线程设计的一个重点。

1.4 Java 多线程流程控制J av a 线程之间的通信机制由线程同步和消息控制共同作用。

J av a 多线程流程控制中既涉及到了多线程继承的问题,又涉及到同步控制和消息控制[5]。

多线程流程控制方法有以下几个:(1)通过sleep()来实现J a va 多线程流程控制,可以用于多线程流程控制演示。

(2)通过int errupt()函数对J a va 多线程进行流程控制。

这种控制方法比sleep()函数要精确得多,但在用法上与sleep()函数不太相同。

(3)通过w ait()和notify()来进行流程控制。

wa it()方式与s leep()方式有相同之处,都是从线程内部对线程进行中断的;不同的是,它没有提供中断时间,其唤醒方式就是notify()和notifyAll()。

・21・计算机应用研究 2006年(4)通过join()来进行流程控制,join()方式结合了int er-rupt和sleep方式的优点。

在实际设计当中应注意使用join方式的时机,过多的join方式会打乱线程的流程。

2 Java多线程测试策略2.1层次划分对于传统程序设计语言书写的软件,软件测试人员普遍接受三个级别的测试,即单元测试、集成测试和系统测试。

对面向对象程序以及J ava多线程测试应当分为多少级别尚未达成共识。

M.D.S m ith和D.J.Robson认为面向对象的程序测试应当分为四个级别:①方法级,考查一个方法对数据进行的操作;②类级,考查封装在一个类中的方法与数据之间的相互作用;③簇级,考查一组协同操作的类之间的相互作用;④系统级,考查由所有类和主程序构成的整个系统。

P.C.J or Gensen和C.E ricks on认为面向对象的测试应该分为五个层次,即方法测试、方法/信件路径(MMPa th)测试、系统基本功能测试、线程测试、线程间相互作用测试。

其中方法测试对应于单元测试;方法/信件路径测试和系统基本功能测试对应于集成测试;线程测试与线程间相互作用测试对应于系统测试。

J ava作为一种面向对象语言,对它的测试自然继承了面向对象的类测试的特性,即最小的可测试单位是封装的类[1]。

因此,我们提出的测试策略中将对类层的测试作为单元测试,将J a va多线程测试划分为三个层次:J ava多线程类测试、J a va 多线程集成模块测试和J a va多线程系统测试。

J ava多线程测试的测试层划分如表1所示。

表1测试层的划分Java多线程测试面向对象软件测试Java多线程类测试类测试Java多线程类集成模块测试类集成测试Java多线程系统测试系统测试2.2Java多线程测试的内容及技术2.2.1 J ava多线程类测试J ava多线程类测试关注模块的算法细节和模块间流动的数据。

J ava是一种纯面向对象语言,所有模块之间的数据流动均是通过Int erface(实例化)来实现的。

在算法细节问题上,J a-va函数的调用基本都是通过继承Package中的父类得到的(官方Pa ckage包都是经过S un公司严格测试过的,虽然不能保证100%的完美,但考虑到测试效率问题,此处不再赘述对于其父类的测试)。

J ava多线程是依靠继承Threa d类或通过Runna-ble接口来实现的。

在实际应用中,Runna lbe接口使程序设计的灵活度大大提高,但这也是Bug的温床。

因此对J ava多线程的类测试重点应是方法的重载、类的继承、Runna lbe接口的测试。

J ava多线程类的测试最重要的部分是程序逻辑的测试。

由于J ava语言结构与编译顺序的关系,声明在前面的Cla ss不一定就是先执行的,所以在C la ss内经常出现一些陌生的对象或者变量。

为了不出现逻辑错误,在测试时应当将类中所涉及的所有对象、方法和变量(本类中的除外)列出其父类属性列表(其中包括其父类的名称,并判断是否为官方Packa ge中的类)及父类中所有可以调用的方法和变量。

同时,在J ava多线程类测试中,应当将定义了Runnable接口的父类或者块特别列出,并列出其父类的方法和变量。

2.2.2 J a va多线程集成模块测试面向对象软件的集成测试有两种不同的策略:①基于线程的测试(T hread-based Testing)。

集成对应系统的一个输入或事件所需的一组类,每个线程被集成并分别测试,应用回归测试以保证没有产生副作用。

②基于使用的测试(Use-bas ed Test ing)。

通过测试独立类开始构造系统,独立类测试完成后,依赖类被测试。

前面已经讨论J ava多线程的特点及其潜在的问题,为了便于对多线程的测试,在J a va多线程继承模块测试策略中主要采用基于线程的测试。

多线程继承模块测试主要针对多线程同步和多线程消息控制特点。

对于多线程同步的特点,在测试过程中必须纵览整个程序代码,作出线程内部流程图,列出线程中(包括Runna-ble接口)会引起变化的对象、方法和变量,并列出其中的同步部分,测试其中的同步部分是否均是本类中的内容。

对比表2各分量的数量、内容,并记录线程同步测试中各分量的值域,将所有与线程有关的类都进行上述的线程同步测试后,其中的结果以表3的形式列出。

列出相关联的类和线程,计算出总共的类个数(拥有线程的类的个数)和类中的线程数,并结合表2进行分析。

表2 同步测试类名1:对象2:方法3:变量4:接口线程同步测试1:对象2:方法3:变量4:接口表3 测试结果类/线程类1线程类2线程类3线程合计类1类2类3合计2.2.3 J av a多线程系统测试J av a虽然是单根继承的,但由于Runna ble接口的使用可以实现复杂的多重继承。

合集下载

八股文java多线程面试题

八股文java多线程面试题

八股文java多线程面试题Java多线程是面试中经常涉及的一个重要主题。

下面我将从不同角度回答一些与Java多线程相关的面试题。

1. 什么是线程？Java中如何创建线程？线程是程序执行的最小单位，它是进程中的一个执行流。

在Java中，有两种创建线程的方式，一种是继承Thread类，另一种是实现Runnable接口。

2. Java中如何实现线程同步？Java提供了多种实现线程同步的机制，最常用的是使用synchronized关键字。

通过在方法或代码块前添加synchronized 关键字，可以保证同一时间只有一个线程访问被同步的代码。

3. 什么是线程安全？如何保证线程安全？线程安全是指多个线程访问共享资源时，不会出现数据不一致或者异常的情况。

可以通过使用同步机制（如synchronized关键字）、使用线程安全的数据结构（如ConcurrentHashMap）或者使用原子类（如AtomicInteger）来保证线程安全。

4. 什么是死锁？如何避免死锁？死锁是指两个或多个线程无法继续执行的情况，因为每个线程都在等待其他线程释放资源。

为了避免死锁，可以使用避免策略，如避免使用多个锁，按照相同的顺序获取锁，或者使用定时锁等。

5. 什么是线程池？为什么要使用线程池？线程池是一种管理和复用线程的机制，它可以提高线程的利用率和系统的性能。

通过使用线程池，可以避免频繁创建和销毁线程的开销，提供线程的复用和管理。

6. 什么是线程间通信？Java中如何实现线程间通信？线程间通信是指多个线程之间进行信息的传递和共享资源的协调。

在Java中，可以使用wait()、notify()和notifyAll()方法来实现线程间的等待和唤醒机制。

7. 什么是线程的生命周期？Java中线程的生命周期有哪些状态？线程的生命周期包括五个状态，新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态和死亡状态。

线程会依次经历这些状态，直到最终结束。

8. 什么是线程调度？Java中如何进行线程调度？线程调度是指操作系统决定哪个线程可以执行的过程。

java多线程实际应用案例

java多线程实际应用案例

java多线程实际应用案例Java多线程是一种并发编程的方式，可以使程序同时执行多个任务，提高程序的执行效率和响应速度。

下面列举了十个Java多线程实际应用案例。

1. 电商网站订单处理：在一个电商网站中，订单的处理是一个非常繁琐且耗时的工作，可以使用多线程实现订单的并发处理，提高订单处理的效率。

2. 聊天软件消息发送：在聊天软件中，用户发送消息是一个频繁的操作，可以使用多线程实现消息的并发发送，提高用户体验。

3. 数据库读写操作：在数据库的读写操作中，读操作可以使用多线程并发执行，提高数据的读取速度；写操作可以使用多线程并发执行，提高数据的写入速度。

4. 图像处理：在图像处理中，可以使用多线程实现图像的并行处理，提高图像处理的速度。

5. 视频编解码：在视频编解码中，可以使用多线程实现视频的并行编解码，提高视频的处理速度。

6. 网络爬虫：在网络爬虫中，可以使用多线程实现并发的爬取网页数据，提高爬虫的效率。

7. 游戏开发：在游戏开发中，可以使用多线程实现游戏的并行处理，提高游戏的运行速度和响应速度。

8. 大数据处理：在大数据处理中，可以使用多线程实现并发的数据处理，提高大数据处理的效率。

9. 并发服务器：在服务器开发中，可以使用多线程实现并发的请求处理，提高服务器的并发能力。

10. 并发任务调度：在任务调度中，可以使用多线程实现并发的任务执行，提高任务的执行效率。

在实际应用中，多线程不仅可以提高程序的执行效率和响应速度，还可以充分利用多核处理器的优势，实现并行计算和并发处理。

然而，多线程编程也面临着诸多挑战，如线程安全、死锁、资源竞争等问题，需要设计合理的线程同步和互斥机制，确保程序的正确性和稳定性。

因此，在使用多线程编程时，需要仔细考虑线程间的依赖关系和数据共享问题，合理规划线程的数量和调度策略，确保多线程程序的正确性和性能。

java多线程编程实验总结与体会

java多线程编程实验总结与体会

java多线程编程实验总结与体会[Java多线程编程实验总结与体会]本次实验锻炼了我的Java多线程编程能力，让我更深入地了解了多线程编程的实现原理和技巧，同时也让我意识到在多线程环境下需要考虑的问题和注意事项。

下面我将结合具体实验内容，分享我在实践中的体会和思考。

1. 实验环境搭建在进行本次实验之前，我首先进行了实验环境的搭建。

我选择了Java SE Development Kit 8和Eclipse作为开发工具，同时也安装了JDK8的API 文档作为参考资料。

在搭建环境的过程中，我认识到Java的生态系统非常强大，附带的工具和资源也非常充足，这为我们开发和调试带来了很大的便利。

2. 多线程原理在研究多线程编程之前，我们需要对Java语言中的线程概念有一个清晰的认识。

线程是指操作系统能够进行运算调度的最小单位，是执行线程代码的路径。

在Java中，线程是一种轻量级的进程，可以同时运行多个线程。

每个线程都有自己的堆栈和局部变量，线程之间可以共享全局变量。

Java的多线程编程是通过Thread类和Runnable接口来实现的。

在实践中，我发现多线程编程最基本的原理是线程的并发执行。

多个线程可以在同一时间内执行不同的代码，提高CPU利用率，加快程序运行速度。

但是，在多线程并发执行的过程中，我们需要注意线程之间的同步问题，避免出现数据竞争和并发安全等问题。

3. 多线程的实现在Java中，我们可以通过继承Thread类或者实现Runnable接口来创建线程。

对于简单的线程，我们可以采用继承Thread类的方式来实现。

例如，在实验一中，我们在Main线程内创建了两个子线程，分别用来执行奇数和偶数的累加操作。

我们可以分别定义两个类OddThread和EvenThread继承Thread类，分别实现run()方法，用来执行具体的奇数和偶数累加操作。

然后在Main线程内创建OddThread和EvenThread 对象，并调用start()方法来启动两个线程，并等待两个线程完成操作。

Java多线程详解——一篇文章搞懂Java多线程

Java多线程详解——一篇文章搞懂Java多线程

Java多线程详解——⼀篇⽂章搞懂Java多线程⽬录1. 基本概念程序（program）程序是为完成特定任务、⽤某种语⾔编写的⼀组指令的集合。

即指⼀段静态的代码（还没有运⾏起来），静态对象。

进程（process）进程是程序的⼀次执⾏过程，也就是说程序运⾏起来了，加载到了内存中，并占⽤了cpu的资源。

这是⼀个动态的过程：有⾃⾝的产⽣、存在和消亡的过程，这也是进程的⽣命周期。

进程是系统资源分配的单位，系统在运⾏时会为每个进程分配不同的内存区域。

线程（thread）进程可进⼀步细化为线程，是⼀个程序内部的执⾏路径。

若⼀个进程同⼀时间并⾏执⾏多个线程，那么这个进程就是⽀持多线程的。

线程是cpu调度和执⾏的单位，每个线程拥有独⽴的运⾏栈和程序计数器（pc），线程切换的开销⼩。

⼀个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间——》他们从同⼀堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。

这就使得相乘间通信更简便、搞笑。

但索格线程操作共享的系统资源可能就会带来安全隐患（隐患为到底哪个线程操作这个数据，可能⼀个线程正在操作这个数据，有⼀个线程也来操作了这个数据v）。

配合JVM内存结构了解（只做了解即可）class⽂件会通过类加载器加载到内存空间。

其中内存区域中每个线程都会有虚拟机栈和程序计数器。

每个进程都会有⼀个⽅法区和堆，多个线程共享同⼀进程下的⽅法区和堆。

CPU单核和多核的理解单核的CPU是⼀种假的多线程，因为在⼀个时间单元内，也只能执⾏⼀个线程的任务。

同时间段内有多个线程需要CPU去运⾏时，CPU也只能交替去执⾏多个线程中的⼀个线程，但是由于其执⾏速度特别快，因此感觉不出来。

多核的CPU才能更好的发挥多线程的效率。

对于Java应⽤程序java.exe来讲，⾄少会存在三个线程：main()主线程，gc()垃圾回收线程，异常处理线程。

如过发⽣异常时会影响主线程。

Java线程的分类：⽤户线程和守护线程Java的gc()垃圾回收线程就是⼀个守护线程守护线程是⽤来服务⽤户线程的，通过在start()⽅法前调⽤thread.setDaemon(true)可以吧⼀个⽤户线程变成⼀个守护线程。