摘 要：針對(duì)Java程序的并發(fā)性特點(diǎn)，應(yīng)用可達(dá)性測(cè)試是一種有效的方法。但是，為了克服Java多線程程序在應(yīng)用可達(dá)性測(cè)試的過(guò)程中，所產(chǎn)生的局限性和不能實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的同步檢測(cè)，或者同步檢測(cè)錯(cuò)誤等問(wèn)題，需要應(yīng)用一種基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)展；同步序列；Java多線程程序；可達(dá)性；測(cè)試思路

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.11

基于擴(kuò)展同步序列的Java多線程程序可達(dá)性測(cè)試，是一種測(cè)試Java多線程程序的有效方法，主要包括3個(gè)部分，分別是構(gòu)建Java多線程程序流圖、計(jì)算擴(kuò)展同步序列和確定性測(cè)試。經(jīng)過(guò)一定的試驗(yàn)和研究之后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用同步擴(kuò)展序列，可以有效的解決可達(dá)性測(cè)試的局限性、事件不同步或者同步等錯(cuò)誤。

1 簡(jiǎn)述基于擴(kuò)展同步序列的Java多線程程序可達(dá)性測(cè)試

1.1 Java可達(dá)性測(cè)試的定義

1994年，可達(dá)性測(cè)試方法的提出，在非確定性測(cè)試方法的思想基礎(chǔ)上，總結(jié)出了新的測(cè)試思想。并且，以確定性測(cè)試方法作為基礎(chǔ)進(jìn)行了一定的改革和創(chuàng)新。通過(guò)這些有效的結(jié)合和改革，形成了一種新的方法，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)Java并發(fā)程序的測(cè)試。在實(shí)現(xiàn)對(duì)Java程序測(cè)試的時(shí)候，應(yīng)用的測(cè)試策略主要是基于路徑的測(cè)試策略。測(cè)試Java的并發(fā)程序，應(yīng)用的方法主要是同步序列，覆蓋了測(cè)試度量。同步序列主要是指一種有序的時(shí)間序列，是由同步的對(duì)象和事件共同組成的。同步對(duì)象是指一種共享對(duì)象，Java并發(fā)程序中的多個(gè)不同的進(jìn)程或者線程都可實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)；同步事件主要是指一個(gè)操作過(guò)程，針對(duì)的是同步對(duì)象，也是人們說(shuō)的對(duì)象事件。在Java多線程程序的可達(dá)性測(cè)試過(guò)程中，保證測(cè)試象數(shù)據(jù)的完整性，需要保證同步對(duì)象操作的同步化。這種同步化操作過(guò)程，就是可達(dá)性測(cè)試中的同步事件。而在Java多線程程序的可達(dá)性測(cè)試過(guò)程中，不能實(shí)現(xiàn)同步化操作的過(guò)程，就是非同步事件。

1.2 基于擴(kuò)展同步序列Java可達(dá)性測(cè)試的必要性

傳統(tǒng)的可達(dá)性方法在測(cè)試過(guò)程中的基礎(chǔ)是度量同步序列的覆蓋，但是同步序列中，同步對(duì)象的同步事件是基本的組成元素，沒(méi)有涉及到源Java程序中的非同步事件等程序的組成部分。這種現(xiàn)象導(dǎo)致Java程度的可達(dá)性測(cè)試過(guò)程中，對(duì)錯(cuò)誤的覆蓋率比較低，檢測(cè)的范圍也受到了一定的限制，存在比較大的局限性。這種檢測(cè)方法不能實(shí)現(xiàn)對(duì)Java程序中并發(fā)性的有效檢測(cè)。例如，Java程度檢測(cè)的過(guò)程中，同步的對(duì)象沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)象事件的同步，以及因?yàn)橥綄?duì)象的事件同步不當(dāng)所造成的一些問(wèn)題等。這些問(wèn)題充分的說(shuō)明了傳統(tǒng)Java程序可達(dá)性測(cè)試的局限性。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要在對(duì)Java多線程程序的并發(fā)性進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，應(yīng)用基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法。

1.3 基于擴(kuò)展同步序列Java可達(dá)性測(cè)試

針對(duì)Java程序并發(fā)性可達(dá)性測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的局限性，人們提出了基于擴(kuò)展同步序列的Java可達(dá)性測(cè)試方法，有效的解決了Java程序可達(dá)性測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題。這種方法主要是從線程的角度出發(fā)，將擴(kuò)展同步序列作為并發(fā)程序的測(cè)試覆蓋的度量基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Java多線程程序的可達(dá)性測(cè)試。擴(kuò)展同步序列主要是指一個(gè)有序的時(shí)間序列，基本的構(gòu)成元素是同步事件和并行事件。其中，在Java程序的并發(fā)程序中，對(duì)同步對(duì)象進(jìn)行語(yǔ)法判定為同步操作過(guò)程的事件，被稱(chēng)為同步事件。

2 基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法

基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法，主要是一個(gè)有序的時(shí)間序列，構(gòu)成的基本元素包括同步事件和并行事件。就Java多線程程序而言，可達(dá)性測(cè)試中的同步事件主要是指一種同步方法或者是一種同步塊實(shí)現(xiàn)的操作過(guò)程。本文以JTFD這一Java多線程程序流圖為例，分析Java多線程程序的基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法。

圖1 生產(chǎn)者-消費(fèi)者程序JTFD圖

2.1 Java多線程程序執(zhí)行事件的序列

根據(jù)JTFD，Java程序的測(cè)試人員可以完成對(duì)事件序列的構(gòu)建，并且分析出競(jìng)態(tài)條件。一般情況下，對(duì)于同步事件，測(cè)試人員可以抽象出同步讀事件或者同步寫(xiě)事件，分別用sr和sw表示。同步寫(xiě)事件主要是指針對(duì)Java多線程程序中的同步對(duì)象，所操作的同步信息更新過(guò)程；同步讀事件主要是指抽取同步信心所實(shí)施的同步操作過(guò)程。單個(gè)線程的執(zhí)行事件序列，主要是按照一定的順序排列組成的，是在測(cè)試用例條件下對(duì)同步事件和并行事件的排列，表示的公式是：其中線程用i進(jìn)行表示，并行事件用p表示，同步事件用s表示，上標(biāo)是對(duì)同步對(duì)象版本號(hào)的一種表示，主要的作用是反映出Java多線程程序中更新同步對(duì)象和事件的一種狀況。版本號(hào)的初始值是0。

2.2 Java多線程程序的擴(kuò)展同步序列計(jì)算

針對(duì)Java多線程程序中并發(fā)程序p的其中一個(gè)可行性同步序列s，并發(fā)程序p中的其它可行性同步序列前綴，可以看做是是同步序列s的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。換一種說(shuō)法就是，針對(duì)Java多線程程序中并發(fā)程序p的其中一個(gè)可行性同步序列s’來(lái)說(shuō)，并發(fā)程序p中的其它可行性同步序列前綴，都可以當(dāng)做是自身的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。同步序列的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，主要的計(jì)算依據(jù)就是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手圖的構(gòu)造。根據(jù)同步擴(kuò)展序列的定義，可以得出計(jì)算擴(kuò)展同步序列的定理：可行性擴(kuò)展同步序列中由同步事件組成的次序不變子序列是一個(gè)可行性同步序列。根據(jù)這一定理，可以針對(duì)JTFD的多線程程序可行性同步序列進(jìn)行計(jì)算，消費(fèi)者線程執(zhí)行的事件序列是： 2.3 Java多線程程序的確定性測(cè)試

在構(gòu)建完成Java多線程程序的擴(kuò)展同步序列之后，測(cè)試人員要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有擴(kuò)展同步序列的確定性測(cè)試。目前，在Java多線程程序中的擴(kuò)展同步序列確定性測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)用的方法主要有兩種。第一種是修改編譯器、程序運(yùn)行操作系統(tǒng)或者運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序事件執(zhí)行順序的控制；第二種是通過(guò)Java程序語(yǔ)言的自身實(shí)現(xiàn)對(duì)程序事件執(zhí)行順序的控制。在實(shí)際的Java多線程程序可達(dá)性測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員可以根據(jù)實(shí)際的情況，選擇合適的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)程序事件執(zhí)行順序的控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，為我國(guó)不同程度的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)提供了有效的技術(shù)支持。Java程序是目前我國(guó)程序中的應(yīng)用比較廣泛的一種，它的并發(fā)性測(cè)試筆串行程序的測(cè)試更加困難。應(yīng)用基于擴(kuò)展同步序列的可達(dá)性測(cè)試方法實(shí)現(xiàn)對(duì)Java多線程程序的并發(fā)性測(cè)試，具有良好的效果，促進(jìn)了我國(guó)程序的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介：孫小淋（1981.08-），女，山東煙臺(tái)人，本科，助教，研究方向：計(jì)算機(jī)、動(dòng)漫教育。

作者單位：煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院，山東煙臺(tái) 264670