Java 单测模拟并发

在软件开发中，多线程并发是一个常见的需求。为了确保多线程程序的正确性和性能，我们需要进行并发单元测试来模拟多个线程同时执行的情况。本文将介绍如何使用 Java 进行单测并发，并提供一些代码示例来帮助读者更好地理解。

Java 并发测试基础

在进行并发测试之前，我们需要了解一些 Java 并发测试的基础知识。Java 提供了多个类和接口来支持多线程编程，包括 Thread、Runnable、Executor、Lock 等。

Thread 类

Thread 类是 Java 中用于创建线程的基本类。通过 Thread 类，我们可以创建一个新的线程，并重写 run() 方法来定义线程的执行逻辑。

下面是一个简单的示例代码：

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行逻辑
    }
}

public static void main(String[] args) {
    MyThread thread = new MyThread();
    thread.start();
}

Runnable 接口

除了继承 Thread 类来创建线程，我们还可以实现 Runnable 接口，并将其传递给 Thread 类的构造函数来创建线程。

下面是一个使用 Runnable 接口的示例代码：

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 线程执行逻辑
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
    thread.start();
}

Executor 框架

Java 提供了 Executor 框架来简化多线程编程。Executor 框架将任务的提交和执行分离，通过 ExecutorService 来管理线程池，并提供了一系列的方法来执行任务。

下面是一个使用 Executor 框架的示例代码：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
executor.execute(() -> {
    // 线程执行逻辑
});
executor.shutdown();

Lock 接口

Java 提供了 Lock 接口来实现线程的同步和互斥。Lock 接口具有比传统的 synchronized 关键字更灵活的锁定机制，提供了更多的功能，例如可重入锁、条件等待等。

下面是一个使用 Lock 接口的示例代码：

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 临界区代码
} finally {
    lock.unlock();
}

Java 单测模拟并发

在编写单元测试时，我们通常需要模拟多线程并发的场景来确保程序的正确性。Java 提供了一些工具类和框架来帮助我们进行并发单元测试，例如 CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 等。

CountDownLatch 类

CountDownLatch 是一个同步辅助类，用于控制一个或多个线程等待其他线程完成操作。CountDownLatch 通过一个计数器来实现，初始计数器的值为线程数量，当每个线程完成任务后，计数器的值就会减一。当计数器的值为 0 时，等待中的线程将会被唤醒。

下面是一个使用 CountDownLatch 的示例代码：

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    new Thread(() -> {
        // 线程执行逻辑
        latch.countDown();
    }).start();
}
latch.await();

CyclicBarrier 类

CyclicBarrier 是一个同步辅助类，用于指定一组线程互相等待至某个状态。当所有线程都达到某个状态后，所有线程将会被释放并继续执行任务。

下面是一个使用 CyclicBarrier 的示例代码：

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(5);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    new Thread(() -> {
        // 线程执行