Аргументы операций

В этом руководстве вы узнаете, как настраивать аргументы операций.

Рассмотрим приведенную ниже простую MultiMap реализацию. Она основана на ConcurrentHashMap, внутренне хранящем список значений:

import java.util.concurrent.*

class MultiMap<K, V> {
    private val map = ConcurrentHashMap<K, List<V>>()
   
    // Maintains a list of values 
    // associated with the specified key.
    fun add(key: K, value: V) {
        val list = map[key]
        if (list == null) {
            map[key] = listOf(value)
        } else {
            map[key] = list + value
        }
    }

    fun get(key: K): List<V> = map[key] ?: emptyList()
}

Является ли эта MultiMap реализация линеаризуемой? Если нет, некорректное переплетение (интерливинг) скорее всего будет обнаружено при доступе к небольшому диапазону ключей, увеличивая вероятность одновременной обработки одного и того же ключа.

Для этого настройте генератор для параметра key: Int.

1. Объявите аннотацию @Param.

2. Укажите класс целочисленного генератора: @Param(gen = IntGen::class). Lincheck поддерживает генераторы случайных параметров для практически всех примитивов и строк «из коробки».

3. Определите диапазон генерируемых значений с помощью строковой конфигурации @Param(conf = "1:2").

4. Укажите имя конфигурации параметра (@Param(name = "key")) для его совместного использования в нескольких операциях.

   Ниже представлен стресс-тест для MultiMap, который генерирует ключи для операций add(key, value) и get(key) в диапазоне [1..2]:

   import java.util.concurrent.*
   import org.jetbrains.kotlinx.lincheck.annotations.*
   import org.jetbrains.kotlinx.lincheck.check
   import org.jetbrains.kotlinx.lincheck.paramgen.*
   import org.jetbrains.kotlinx.lincheck.strategy.stress.*
   import org.jetbrains.kotlinx.lincheck.strategy.managed.modelchecking.*
   import org.junit.*
   
   class MultiMap<K, V> {
       private val map = ConcurrentHashMap<K, List<V>>()
   
       // Maintains a list of values 
       // associated with the specified key.
       fun add(key: K, value: V) {
           val list = map[key]
           if (list == null) {
               map[key] = listOf(value)
           } else {
               map[key] = list + value
           }
       }
   
       fun get(key: K): List<V> = map[key] ?: emptyList()
   }
   
   @Param(name = "key", gen = IntGen::class, conf = "1:2")
   class MultiMapTest {
       private val map = MultiMap<Int, Int>()
   
       @Operation
       fun add(@Param(name = "key") key: Int, value: Int) = map.add(key, value)
   
       @Operation
       fun get(@Param(name = "key") key: Int) = map.get(key)
   
       @Test
       fun stressTest() = StressOptions().check(this::class)
   
       @Test
       fun modelCheckingTest() = ModelCheckingOptions().check(this::class)
   }
   

5. Запустите stressTest() и посмотрите следующий вывод:

   = Invalid execution results =
   | ---------------------------------- |
   |    Thread 1     |     Thread 2     |
   | ---------------------------------- |
   | add(2, 0): void | add(2, -1): void |
   | ---------------------------------- |
   | get(2): [0]     |                  |
   | ---------------------------------- |
   

6. Наконец, запустите modelCheckingTest(). Он завершится сбоем с указанным ниже выводом:

   = Invalid execution results =
   | ---------------------------------- |
   |    Thread 1     |     Thread 2     |
   | ---------------------------------- |
   | add(2, 0): void | add(2, -1): void |
   | ---------------------------------- |
   | get(2): [-1]    |                  |
   | ---------------------------------- |
   
   ---
   All operations above the horizontal line | ----- | happen before those below the line
   ---
   
   The following interleaving leads to the error:
   | ---------------------------------------------------------------------- |
   |    Thread 1     |                       Thread 2                       |
   | ---------------------------------------------------------------------- |
   |                 | add(2, -1)                                           |
   |                 |   add(2,-1) at MultiMapTest.add(MultiMap.kt:31)      |
   |                 |     get(2): null at MultiMap.add(MultiMap.kt:15)     |
   |                 |     switch                                           |
   | add(2, 0): void |                                                      |
   |                 |     put(2,[-1]): [0] at MultiMap.add(MultiMap.kt:17) |
   |                 |   result: void                                       |
   | ---------------------------------------------------------------------- |
   

Из-за небольшого диапазона ключей Lincheck быстро обнаруживает гонку: когда два значения добавляются одновременно одним и тем же ключом, одно из значений может быть перезаписано и потеряно.