임의의 코드 테스트하기

//: # (description: Lincheck의 runConcurrentTest() 함수를 사용하여 임의의 동시성 코드를 테스트하는 방법을 알아봅니다.)

Lincheck은 임의의 동시성 코드를 테스트하기 위한 runConcurrentTest() 함수를 제공합니다.

runConcurrentTest() 함수는 동시성 코드 블록을 여러 번 실행하며 모델 검사(model checking)를 사용하여 잠재적인 실행 스케줄을 탐색합니다.

Lincheck으로 동시성 코드를 테스트하려면 다음 단계를 따르세요:

1. 테스트 클래스를 생성합니다:

   class NewConcurrentTest {
       // 테스트
   }

2. runConcurrentTest()를 사용하여 멤버 함수로 테스트 함수를 생성합니다.

   @Test
   fun test() = runConcurrentTest(100_000) {
       // 동시성 코드
   }

이 함수의 매개변수는 선택 사항입니다. 이는 탐색할 실행 스케줄의 수를 지정하며, 기본값은 10_000입니다.

3. 테스트를 실행합니다. 테스트가 실패하면 Lincheck은 잘못된 동작으로 이어지는 실행 스케줄이 포함된 보고서를 생성합니다.

| ------------------------------------------------------------------------------- |
|                   Main Thread                   |   Thread 1    |   Thread 2    |
| ------------------------------------------------------------------------------- |
| thread(block = Lambda#2): Thread#1              |               |               |
| thread(block = Lambda#3): Thread#2              |               |               |
| switch (reason: waiting for Thread 1 to finish) |               |               |
|                                                 |               | run()         |
|                                                 |               |   counter ➜ 0 |
|                                                 |               |   switch      |
|                                                 | run()         |               |
|                                                 |   counter ➜ 0 |               |
|                                                 |   counter = 1 |               |
|                                                 |               |   counter = 1 |
| Thread#1.join()                                 |               |               |
| Thread#2.join()                                 |               |               |
| counter.element ➜ 1                             |               |               |
| assertEquals(2, 1): threw AssertionFailedError  |               |               |
| ------------------------------------------------------------------------------- |

예제: ConcurrentHashMap 함수 테스트

ConcurrentHashMap 함수에 대한 다음 테스트를 살펴보겠습니다:

import org.jetbrains.lincheck.*
import java.util.concurrent.*
import kotlin.concurrent.*
import kotlin.test.*

// 이 테스트는 두 스레드가 서로 반대 순서로 중첩된 `computeIfAbsent` 
// 호출을 수행할 때 발생하는 데드락(deadlock)을 보여줍니다.
class ConcurrentHashMapDeadlock {
   @Test
   fun test() = Lincheck.runConcurrentTest {
       val map = ConcurrentHashMap<String, String>()
       // `key1`을 잠근 상태에서 `key2`를 업데이트합니다.
       val thread1 = thread {
           map.computeIfAbsent("key1") {
               map.computeIfAbsent("key2") { "value2" }
               "value1"
           }
       }
       // `key2`를 잠근 상태에서 `key1`을 업데이트합니다.
       val thread2 = thread {
           map.computeIfAbsent("key2") {
               map.computeIfAbsent("key1") { "value1" }
               "value2"
           }
       }
      
       // 양쪽 스레드가 모두 완료될 때까지 기다립니다.
       thread1.join()
       thread2.join()
   }
}

Lincheck이 데드락으로 이어지는 실행 스케줄을 발견했기 때문에 테스트가 실패합니다:

1. 스레드 2는 key2를 인덱스 1의 버킷에 매핑하고, 이 버킷에 락을 건 다음 computeIfAbsent("key1") 실행을 시작합니다. 스레드 2가 key1을 매핑하고 key1이 있는 버킷을 잠그기 전에 실행이 스레드 2에서 스레드 1로 전환됩니다.
2. 스레드 1은 key1을 인덱스 0의 버킷에 매핑하고, 이 버킷에 락을 건 다음 computeIfAbsent("key2") 실행을 시작합니다. 스레드 1은 key2를 인덱스 1의 버킷에 매핑하고 해당 버킷을 잠그려 시도하지만, 이미 스레드 2에 의해 잠겨 있습니다. 실행이 스레드 1에서 스레드 2로 전환됩니다.
3. 스레드 2가 key1이 있는 버킷을 잠그려 시도하지만, 이미 스레드 1에 의해 잠겨 있습니다.

두 스레드 모두 잠겨 버렸으므로 실행 중에 데드락이 발생했습니다.

다음 단계

Lincheck을 사용하여 데이터 구조를 테스트하는 방법을 알아보세요.