上周，因?yàn)橐獪y(cè)試一個(gè)方法的在并發(fā)場(chǎng)景下的結(jié)果是不是符合預(yù)期，我寫了一段單元測(cè)試的代碼。寫完之后截了個(gè)圖發(fā)了一個(gè)朋友圈，很多人表示短短的幾行代碼，涉及到好幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

還有人給出了一些優(yōu)化的建議。那么，這是怎樣的一段代碼呢？涉及到哪些知識(shí)，又有哪些可以優(yōu)化的點(diǎn)呢？

讓我們來看一下。

背景

先說一下背景，也就是要知道我們單元測(cè)試要測(cè)的這個(gè)方法具體是什么樣的功能。我們要測(cè)試的服務(wù)是AssetService，被測(cè)試的方法是update方法。

update方法主要做兩件事，第一個(gè)是更新Asset、第二個(gè)是插入一條AssetStream。

更新Asset方法中，主要是更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的Asset的信息，這里為了防止并發(fā)，使用了樂觀鎖。

插入AssetStream方法中，主要是插入一條AssetStream的流水信息，為了防止并發(fā)，這里在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加了唯一性約束。

為了保證數(shù)據(jù)一致性，我們通過本地事務(wù)將這兩個(gè)操作包在同一個(gè)事務(wù)中。

以下是主要的代碼，當(dāng)然，這個(gè)方法中還會(huì)有一些前置的冪等性校驗(yàn)、參數(shù)合法性校驗(yàn)等，這里就都省略了：

@Service public class AssetServiceImpl implements AssetService {@Autowiredprivate TransactionTemplate transactionTemplate;@Overridepublic String update(Asset asset) {//參數(shù)檢查、冪等校驗(yàn)、從數(shù)據(jù)庫(kù)取出最新asset等。return transactionTemplate.execute(status -> {updateAsset(asset);return insertAssetStream(asset);});} }

因?yàn)檫@個(gè)方法可能會(huì)在并發(fā)場(chǎng)景中執(zhí)行，所以該方法通過事務(wù)+樂觀鎖+唯一性約束做了并發(fā)控制。關(guān)于這部分的細(xì)節(jié)就不多講了，大家感興趣的話后面我再展開關(guān)于如何防并發(fā)的內(nèi)容。

單測(cè)

因?yàn)樯厦孢@個(gè)方法是可能在并發(fā)場(chǎng)景中被調(diào)用的，所以需要在單測(cè)中模擬并發(fā)場(chǎng)景，于是，我就寫了以下的單元測(cè)試的代碼：

public class AssetServiceImplTest {private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("demo-pool-%d").build();private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 100,0L, TimeUnit.MILLISECONDS,new LinkedBlockingQueue<Runnable>(128), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());@AutowiredAssetService assetService;@Testpublic void test_updateConcurrent() {Asset asset = getAsset();//參數(shù)的準(zhǔn)備//...//并發(fā)場(chǎng)景模擬CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(10);AtomicInteger failedCount =new AtomicInteger(); //并發(fā)批量修改，只有一條可以修改成功for (int i = 0; i < 10; i++) {pool.execute(() -> {try {String streamNo = assetService.update(asset);} catch (Exception e) {System.out.println("Error : " + e);failedCount.getAndIncrement();} finally {countDownLatch.countDown();}});}try {//主線程等子線程都執(zhí)行完之后查詢最新的資產(chǎn)countDownLatch.await();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}Assert.assertEquals(failedCount.intValue(), 9);// 從數(shù)據(jù)庫(kù)中反查出最新的Asset// 再對(duì)關(guān)鍵字段做注意校驗(yàn)} }

以上，就是我做了簡(jiǎn)化之后的單元測(cè)試的部分代碼。因?yàn)橐獪y(cè)并發(fā)場(chǎng)景，所以這里面涉及到了很多并發(fā)相關(guān)的知識(shí)。

很多人之前和我說，并發(fā)相關(guān)的知識(shí)自己了解的很多，但是好像沒什么機(jī)會(huì)寫并發(fā)的代碼。其實(shí)，單元測(cè)試就是個(gè)很好的機(jī)會(huì)。

我們來看看上面的代碼涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)？

知識(shí)點(diǎn)

以上這段單元測(cè)試的代碼中涉及到幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，我這里簡(jiǎn)單說一下。

線程池

這里面因?yàn)橐M并發(fā)的場(chǎng)景，所以需要用到多線程， 所以我這里使用了線程池，而且我沒有直接用Java提供的Executors類創(chuàng)建線程池。

而是使用guava提供的ThreadFactoryBuilder來創(chuàng)建線程池，使用這種方式創(chuàng)建線程時(shí)，不僅可以避免OOM的問題，還可以自定義線程名稱，更加方便的出錯(cuò)的時(shí)候溯源。（關(guān)于線程池創(chuàng)建的OOM問題）

CountDownLatch

因?yàn)槲业膯卧獪y(cè)試代碼中，希望在所有的子線程都執(zhí)行之后，主線程再去檢查執(zhí)行結(jié)果。

所以，如何使主線程阻塞，直到所有子線程執(zhí)行完呢？這里面用到了一個(gè)同步輔助類CountDownLatch。

用給定的計(jì)數(shù)初始化 CountDownLatch。由于調(diào)用了 countDown() 方法，所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前，await 方法會(huì)一直受阻塞。（多線程中CountDownLatch的用法）

AtomicInteger

因?yàn)槲以趩螠y(cè)代碼中，創(chuàng)建了10個(gè)線程，但是我需要保證只有一個(gè)線程可以執(zhí)行成功。所以，我需要對(duì)失敗的次數(shù)做統(tǒng)計(jì)。

那么，如何在并發(fā)場(chǎng)景中做計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)呢，這里用到了AtomicInteger，這是一個(gè)原子操作類，可以提供線程安全的操作方法。

異常處理

因?yàn)槲覀兡M了多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行，那么就一定會(huì)存在部分線程執(zhí)行失敗的情況。

因?yàn)榉椒ǖ讓記]有對(duì)異常進(jìn)行捕獲。所以需要在單測(cè)代碼中進(jìn)行異常的捕獲。

try {String streamNo = assetService.update(asset);} catch (Exception e) {System.out.println("Error : " + e);failedCount.increment();} finally {countDownLatch.countDown();}

這段代碼中，try、catch、finall都用上了，而且位置是不能調(diào)換的。失敗次數(shù)的統(tǒng)計(jì)一定要放到catch中，countDownLatch的countDown也一定要放到finally中。

Assert

這個(gè)相信大家都比較熟悉，這就是JUnit中提供的斷言工具類，在單元測(cè)試時(shí)可以用做斷言。這就不詳細(xì)介紹了。

優(yōu)化點(diǎn)

以上代碼涉及到了很多知識(shí)點(diǎn)，但是，難道就沒有什么優(yōu)化點(diǎn)了嗎？

首先說一下，其實(shí)單元測(cè)試的代碼對(duì)性能、穩(wěn)定性之類的要求并不高，所謂的優(yōu)化點(diǎn)，也并不是必要的。這里只是說討論下，如果真的是要做到精益求精，還有什么點(diǎn)可以優(yōu)化呢？

使用LongAdder代替AtomicInteger

我的朋友圈的網(wǎng)友@zkx 提出，可以使用LongAdder代替AtomicInteger。

java.util.concurrency.atomic.LongAdder是Java8新增的一個(gè)類，提供了原子累計(jì)值的方法。而且在其Javadoc中也明確指出其性能要優(yōu)于AtomicLong。

首先它有一個(gè)基礎(chǔ)的值base，在發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)的情況下，會(huì)有一個(gè)Cell數(shù)組用于將不同線程的操作離散到不同的節(jié)點(diǎn)上去(會(huì)根據(jù)需要擴(kuò)容，最大為CPU核數(shù)，即最大同時(shí)執(zhí)行線程數(shù))，sum()會(huì)將所有Cell數(shù)組中的value和base累加作為返回值。

核心的思想就是將AtomicLong一個(gè)value的更新壓力分散到多個(gè)value中去，從而降低更新熱點(diǎn)。所以在激烈的鎖競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景下，LongAdder性能更好。

增加并發(fā)競(jìng)爭(zhēng)

朋友圈網(wǎng)友 Cafebabe 和 @普渡眾生的面癱青年 都提到同一個(gè)優(yōu)化點(diǎn)，那就是如何增加并發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。

這個(gè)問題其實(shí)我在發(fā)朋友圈之前就有想到過，心中早已經(jīng)有了答案，只不過有兩位朋友能夠幾乎同時(shí)提到這一點(diǎn)還是很不錯(cuò)的。

我們來說說問題是什么。

我們?yōu)榱颂嵘l(fā)，使用線程池創(chuàng)建了多個(gè)線程，想讓多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行被測(cè)試的方法。

但是，我們是在for循環(huán)中依次執(zhí)行的，那么理論上這10次update方法的調(diào)用是順序執(zhí)行的。

當(dāng)然，因?yàn)橛蠧PU時(shí)間片的存在，這10個(gè)線程會(huì)爭(zhēng)搶CPU，真正執(zhí)行的過程中還是會(huì)發(fā)生并發(fā)沖突的。

但是，為了穩(wěn)妥起見，我們還是需要盡量模擬出多個(gè)線程同時(shí)發(fā)起方法調(diào)用的。

優(yōu)化的方法也比較簡(jiǎn)單，那就是在每一個(gè)update方法被調(diào)用之前都wait一下，直到所有的子線程都創(chuàng)建成功了，再開始一起執(zhí)行。

這就還可以用都到我們前面講過的CountDownLatch。

所以，最終優(yōu)化后的單測(cè)代碼如下：

//主線程根據(jù)此CountDownLatch阻塞 CountDownLatch mainThreadHolder = new CountDownLatch(10);//并發(fā)的多個(gè)子線程根據(jù)此CountDownLatch阻塞 CountDownLatch multiThreadHolder = new CountDownLatch(1);//失敗次數(shù)計(jì)數(shù)器 LongAdder failedCount = new LongAdder();//并發(fā)批量修改，只有一條可以修改成功 for (int i = 0; i < 10; i++) {pool.execute(() -> {try {//子線程等待，等待主線程通知后統(tǒng)一執(zhí)行multiThreadHolder.await();//調(diào)用被測(cè)試的方法String streamNo = assetService.update(asset);} catch (Exception e) {//異常發(fā)生時(shí)，對(duì)失敗計(jì)數(shù)器+1System.out.println("Error : " + e);failedCount.increment();} finally {//主線程的阻塞器奇數(shù)-1mainThreadHolder.countDown();}}); }//通知所有子線程可以執(zhí)行方法調(diào)用了 multiThreadHolder.countDown();try {//主線程等子線程都執(zhí)行完之后查詢最新的資產(chǎn)池計(jì)劃mainThreadHolder.await(); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); }//斷言，保證失敗9次，則成功一次 Assert.assertEquals(failedCount.intValue(), 9);// 從數(shù)據(jù)庫(kù)中反查出最新的Asset // 再對(duì)關(guān)鍵字段做注意校驗(yàn)

以上，就是關(guān)于我的一次單元測(cè)試的代碼所涉及到的知識(shí)點(diǎn)，以及目前所能想到的相關(guān)的優(yōu)化點(diǎn)。

最后，還是想問一下，對(duì)于這部分代碼，你覺得還有什么可以優(yōu)化的地方嗎？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的你觉得我的这段Java代码还有优化的空间吗？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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