并发Java程序错误检测：随机调度方法

"这篇论文探讨了一种针对并发Java程序的错误检测方法，主要利用随机调度策略来暴露潜在的线程交织错误。该方法由美国纽约州立大学石溪分校的Scott D. Stoller提出，旨在解决并发编程中由于不确定性导致的调试难题。论文指出，虽然模型检查器可以有效地定位并发错误，但在处理大规模程序时可能存在扩展性问题。" 在并发程序中，由于多线程交互的复杂性和非确定性，错误常常难以被发现。为了应对这一挑战，Stoller提出了一个转换Java程序的方法，通过在程序的关键点插入调度函数调用来模拟不同的线程执行顺序。调度函数可能选择不执行任何操作，或者触发上下文切换。简单版本的调度函数基于伪随机数生成器做出决策，而更高级的实现可能采用算法来对各种选择进行加权，以增加发现错误的可能性。 论文强调了插入调度函数调用的策略，目标是在保证能够覆盖所有可能导致死锁和断言违规的执行路径的同时，尽量减少插入的调用数量。这样，即使在不同操作系统和Java虚拟机（JVM）环境下，经过转换的程序在测试时也有一定的概率暴露出错误，因为随机调度可以模拟出各种可能的线程调度策略。 作者特别提到，由于Java语言规范未对线程调度器的行为作出明确保证，所以并发Java程序必须能够在各种交织情况下正常工作，保持健壮和可移植性。模型检查器如Java Pathlogic等，虽然能穷举所有可能的执行路径，但在大型程序上可能会遇到效率问题。相比之下，这种方法虽然系统性较弱，但更适用于大规模并发代码的测试。 此外，论文还提到了国家科学基金会（NSF）和海军研究办公室（ONR）对这项研究的资助，并提供了作者的电子邮件和网站信息，方便进一步交流与获取更多资料。这篇论文发表于2002年的《理论计算机科学电子笔记》第4期，通过开放许可CC BY-NC-ND发布。 这种方法提供了一个实用的途径来增强并发Java程序的错误检测能力，有助于开发者在设计和实现阶段就发现并修复这类错误，从而提高软件的可靠性和质量。