在當(dāng)前多核架構(gòu)充分普及的硬并發(fā)時(shí)代,并發(fā)程序以其資源利用率高、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用,已經(jīng)成為軟件開(kāi)發(fā)行業(yè)的主流。然而,由于多線程調(diào)度的不確定性,并發(fā)程序容易產(chǎn)生各種類型的并發(fā)缺陷,甚至?xí)斐蓢?yán)重的后果。因此,迫切需要高效自動(dòng)化并發(fā)缺陷檢測(cè)技術(shù)的支持,快速有效地發(fā)現(xiàn)各種并發(fā)缺陷,以保證并發(fā)軟件的質(zhì)量和可靠性。近年來(lái),并發(fā)軟件測(cè)試在軟件工程領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注,并發(fā)缺陷檢測(cè)也逐漸成為研究熱點(diǎn)。研究人員從多種不同角度對(duì)并發(fā)缺陷檢測(cè)進(jìn)行了廣泛且深入的探索,并取得了豐富的研究成果,但仍存在一些不足,如線程共享分析不準(zhǔn)確,并發(fā)缺陷檢測(cè)效率較低,并發(fā)程序執(zhí)行軌跡上下文切換頻繁等。本論文主要研究并發(fā)缺陷檢測(cè)的一些關(guān)鍵問(wèn)題,旨在進(jìn)一步提高并發(fā)缺陷檢測(cè)能力和檢測(cè)效率。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.為了提高線程共享分析的準(zhǔn)確性,提出一種細(xì)粒度動(dòng)態(tài)線程共享分析方法,用于識(shí)別Java并發(fā)程序中的線程共享數(shù)據(jù)和共享訪問(wèn)點(diǎn)。通過(guò)平穩(wěn)分析刪除平穩(wěn)域,然后區(qū)分不同的數(shù)組元素,最后過(guò)濾掉非共享訪問(wèn)點(diǎn)。在20個(gè)該領(lǐng)域廣泛使用的多線程程序上開(kāi)展實(shí)驗(yàn),并與最新方法進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,該方法能夠提高線程共享分析... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

同步程序在順序一致性模型下的執(zhí)行示意圖

圖 2-9 同步程序在順序一致性模型下的執(zhí)行示意圖Figure 2-9 Execution of synchronized programs under SC Model設(shè) 2 個(gè)線程沒(méi)有進(jìn)行同步，則線程 Thread1 的三個(gè)操作執(zhí)行過(guò)程中可線程 Thread2 的三個(gè)操作插入進(jìn)來(lái)，因而可能出現(xiàn)如圖 2-10 的情形內(nèi)的執(zhí)行順序是一致的，都是按程序中定義的順序進(jìn)行。不同于圖 ，這里由于沒(méi)有進(jìn)行同步，2 個(gè)線程整體的執(zhí)行順序是無(wú)序的，在某行線程 Thread1 的操作還是執(zhí)行線程 Thread2 的操作是不確定的。程都只能看到一個(gè)一致的整體執(zhí)行順序。如圖 2-10 所示，線程 ThreaThread2 看到的執(zhí)行順序都是 D→A→E→B→C→F。ADEFB CA B C DEFAB C

圖 5-6 BC-ConTest 和 CovCon 發(fā)現(xiàn)并發(fā)缺陷所需要的時(shí)間分布Figure 5-6 Time required to trigger the concurrency bugs in 20 CUTs in 10 runs為了證明 BC-ConTest 和 CovCon 在并發(fā)缺陷檢測(cè)效率上的顯著性差異，我們使用雙尾Mann-Whitney U檢驗(yàn)和Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)計(jì)算p-Value值(p-Value值 α<0.05，則認(rèn)為具有顯著性差異)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示兩種方法的顯著性水平α=0.00088，表明 BC-ConTest 在并發(fā)缺陷檢測(cè)效率上顯著優(yōu)于 CovCon。此外，我們采用 Cohen’s d 效應(yīng)量來(lái)度量?jī)煞N方法差異的大小，計(jì)算公式如(5-8)所示：1 22 21 2-' =( ) / 2M MCohen s dσ +σ(5-8M1和M2表示實(shí)驗(yàn)組和控制組的均值，σ1和σ2表示標(biāo)準(zhǔn)差。表5-3給出BC-ConTes和 CovCon 的統(tǒng)計(jì)測(cè)試結(jié)果，包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和 Cohen’s d 效應(yīng)量。BC-ConTest 和 CovCon 的 Cohen’s d 效應(yīng)量值為-0.338，表明 BC-ConTest 在并發(fā)缺陷檢測(cè)效率上顯著優(yōu)于最新方法 CovCon，僅需要非常少的時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)線程安全類中的并發(fā)缺陷。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3548589