并发中atomic BUG分享|技术创作特训营第一期

2023-08-07 15:16:05 浏览数 (2)

在使用Java做性能测试的过程中,遇到过很多自己坑自己的坎儿。在经历过风风雨雨之后,自认为已经是个并发编程的老司机,没想到前两天又丢进了同一个坑中。

保持操作的原子性!!!

保持操作的原子性!!!

保持操作的原子性!!!

重要的事情写三遍。

事情是这样,要写一个脚本,需求是对所有的用户进行初始化(包含HTTP请求),为了加速,自然选择了并发实现。(隐藏需求:每个用户都需要初始化,但可以重复初始化)

为了达到动态调整初始化的QPS,选择了动态QPS实现这个功能。

下面是伪代码的实现:

代码语言:Java复制
package com.funtest.temp


class AtomicTest {

    static List<User> users

    static class User {

        String token

        int uid


        void init() {
            //用户初始化
        }
    }

}

初步的思路是使用之前储备的顺序(伪随机)方法:

代码语言:Java复制
    /**
     * 随机选择某个对象
     *
     * @param list
     * @param index 自增索引
     * @param <F>
     * @return
     */
    public static <F> F random(List<F> list, AtomicInteger index) {
        if (list == null || list.isEmpty()) ParamException.fail("数组不能为空!");
        return list.get(index.getAndIncrement() % list.size());
    }

然后通线程安全的随机方法,实现每次请求的时候都使用不同的用户。然后通过识别index的实际地增值来判断是否完成所有用户的遍历。

代码语言:Java复制
    static void main(String[] args) {
        AtomicInteger index = new AtomicInteger()
        def test = {
            SourceCode.random(users, index).init()
            if (index.get() > users.size()) FunQpsConcurrent.stop()
        }
        new FunQpsConcurrent(test, "原子操作BUG演示").start()
    }

但是BUG就来了,当我在测试的发现static List<User> users最后的几个用户始终无法完成用户的初始化。后来经过简单排查,发现了自己的问题。

用了线程安全类,并不是就安全

因为线程安全类在原子操作中是安全的,我下面吧test{}里面的重新分享一下。

代码语言:Java复制
        def test = {
       1.   def random = SourceCode.random(users, index)
       2.   random.init()
       3.   if (index.get() > users.size()) FunQpsConcurrent.stop()
        }

当第1行执行完,index已经递增了。但是其他线程执行到第3行,拿到已经递增的index值,然后判断执行了退出程序。

处理方法3种:

  1. 优化stop()方法,因为一旦index值到达阈值,就强制终止了执行。实际应该等到test{}全部执行完再执行推出程序。
  2. 额外增加一个java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger对象,用来统计执行完成的用户数,而不是随机获取到用户数量。
  3. 使用线程安全的集合类对象,例如java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue,然后poll()为空再执行退出方法。

今天的分享就到这里,其实Java在做性能测试方面还是简单的,多使用多踩坑,很容易掌握的。

知识补充:

在计算机科学中,"atomic"(原子)是指一种不可再分割的操作单位。原子操作是指一个操作或一组操作在执行过程中不会被中断,要么全部执行完成,要么完全不执行,没有中间状态。这样的操作能够确保在多线程或并发环境下,操作的执行是线程安全的,不会发生竞态条件或数据不一致的问题。

原子操作通常用于对共享资源进行修改或访问的场景,比如多线程修改同一个变量、更新共享数据结构等。它可以保证操作的完整性,不受其他线程的干扰,从而避免并发冲突。

在编程中,原子操作通常由特定的原子指令或者使用锁(如互斥锁或读写锁)来实现。在现代编程语言中,也提供了原子操作的支持,比如Java中的AtomicInteger等,这些特殊的数据结构或函数允许开发者进行原子操作,确保线程安全性。

写作思路:工作中遇到了自己写的BUG,经过排查发现编写用例时候,违背了操作原子性的规范,写篇文章记录一下。

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