test/stress/stack/push.cpp

   1 /*
   2     This file is a part of libcds - Concurrent Data Structures library
   3
   4     (C) Copyright Maxim Khizhinsky (libcds.dev@gmail.com) 2006-2016
   5
   6     Source code repo: http://github.com/khizmax/libcds/
   7     Download: http://sourceforge.net/projects/libcds/files/
   8
   9     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10     modification, are permitted provided that the following conditions are met:
  11
  12     * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this
  13     list of conditions and the following disclaimer.
  14
  15     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  16     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  17     and/or other materials provided with the distribution.
  18
  19     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  20     AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21     IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  22     DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23     FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24     DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  25     SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
  26     CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  27     OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  28     OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29 */
  30
  31 #include "stack_type.h"
  32
  33 namespace {
  34
  35     static size_t s_nThreadCount = 8;
  36     static size_t s_nStackSize = 10000000;
  37     static size_t s_nEliminationSize = 4;
  38
  39     class stack_push : public cds_test::stress_fixture
  40     {
  41     protected:
  42
  43         struct value_type {
  44             size_t      nNo;
  45             size_t      nThread;
  46
  47             value_type()
  48                 : nNo( 0 )
  49                 , nThread( 0 )
  50             {}
  51             value_type( size_t n )
  52                 : nNo( n )
  53                 , nThread( 0 )
  54             {}
  55         };
  56
  57         template <class Stack>
  58         class Producer: public cds_test::thread
  59         {
  60             typedef cds_test::thread base_class;
  61
  62         public:
  63             Producer( cds_test::thread_pool& pool, Stack& stack )
  64                 : base_class( pool )
  65                 , m_stack( stack )
  66                 , m_nStartItem( 0 )
  67                 , m_nEndItem( 0 )
  68                 , m_nPushError( 0 )
  69             {}
  70
  71             Producer( Producer& src )
  72                 : base_class( src )
  73                 , m_stack( src.m_stack )
  74                 , m_nStartItem( 0 )
  75                 , m_nEndItem( 0 )
  76                 , m_nPushError( 0 )
  77             {}
  78
  79             virtual thread * clone()
  80             {
  81                 return new Producer( *this );
  82             }
  83
  84             virtual void test()
  85             {
  86                 value_type v;
  87                 v.nThread = id();
  88                 for ( v.nNo = m_nStartItem; v.nNo < m_nEndItem; ++v.nNo ) {
  89                     if ( !m_stack.push( v ) )
  90                         ++m_nPushError;
  91                 }
  92             }
  93
  94         public:
  95             Stack&  m_stack;
  96             size_t  m_nStartItem;
  97             size_t  m_nEndItem;
  98             size_t  m_nPushError;
  99         };
 100
 101     protected:
 102         static void SetUpTestCase()
 103         {
 104             cds_test::config const& cfg = get_config("Stack_Push");
 105
 106             s_nThreadCount     = cfg.get_size_t( "ThreadCount",     s_nThreadCount );
 107             s_nStackSize       = cfg.get_size_t( "StackSize",       s_nStackSize );
 108             s_nEliminationSize = cfg.get_size_t( "EliminationSize", s_nEliminationSize );
 109
 110             if ( s_nThreadCount == 0 )
 111                 s_nThreadCount = 1;
 112         }
 113
 114         //static void TearDownTestCase();
 115
 116         template <typename Stack>
 117         void test( Stack& stack )
 118         {
 119             cds_test::thread_pool& pool = get_pool();
 120
 121             pool.add( new Producer<Stack>( pool, stack ), s_nThreadCount );
 122
 123             size_t nStart = 0;
 124             size_t nThreadItemCount = s_nStackSize / s_nThreadCount;
 125             for ( size_t i = 0; i < pool.size(); ++i ) {
 126                 Producer<Stack>& thread = static_cast<Producer<Stack>&>( pool.get( i ));
 127                 thread.m_nStartItem = nStart;
 128                 nStart += nThreadItemCount;
 129                 thread.m_nEndItem = nStart;
 130             }
 131
 132             propout() << std::make_pair( "thread_count", s_nThreadCount )
 133                 << std::make_pair( "push_count", s_nStackSize );
 134
 135             std::chrono::milliseconds duration = pool.run();
 136
 137             propout() << std::make_pair( "duration", duration );
 138
 139             analyze( stack );
 140
 141             propout() << stack.statistics();
 142         }
 143
 144         template <typename Stack>
 145         void test_elimination( Stack& stack )
 146         {
 147             test( stack );
 148             check_elimination_stat( stack.statistics() );
 149         }
 150
 151         void check_elimination_stat( cds::container::treiber_stack::empty_stat const& )
 152         {}
 153
 154         void check_elimination_stat( cds::container::treiber_stack::stat<> const& s )
 155         {
 156             EXPECT_EQ( s.m_PushCount.get(), s.m_PopCount.get() );
 157         }
 158
 159         template <class Stack>
 160         void analyze( Stack& testStack )
 161         {
 162             cds_test::thread_pool& pool = get_pool();
 163
 164             size_t nThreadItems = s_nStackSize / s_nThreadCount;
 165             std::vector<size_t> aThread;
 166             aThread.resize( s_nThreadCount );
 167
 168             for ( size_t i = 0; i < pool.size(); ++i ) {
 169                 Producer<Stack>& producer = static_cast<Producer<Stack>&>( pool.get( i ));
 170                 EXPECT_EQ( producer.m_nPushError, 0 ) << "Producer=" << i;
 171                 aThread[producer.id()] = producer.m_nEndItem - 1;
 172             }
 173             EXPECT_FALSE( testStack.empty());
 174
 175             std::unique_ptr< uint8_t[] > uarr( new uint8_t[s_nStackSize] );
 176             uint8_t * arr = uarr.get();
 177             memset( arr, 0, sizeof( arr[0] ) * s_nStackSize );
 178
 179             auto time_start = std::chrono::steady_clock::now();
 180             size_t nPopped = 0;
 181             value_type val;
 182             while ( testStack.pop( val )) {
 183                 nPopped++;
 184                 ASSERT_LT( val.nNo, s_nStackSize );
 185                 ++arr[val.nNo];
 186                 ASSERT_LT( val.nThread, s_nThreadCount );
 187                 ASSERT_EQ( aThread[val.nThread], val.nNo );
 188                 aThread[val.nThread]--;
 189             }
 190             propout() << std::make_pair( "pop_duration", std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(std::chrono::steady_clock::now() - time_start));
 191
 192             size_t nTotalItems = nThreadItems * s_nThreadCount;
 193             size_t nError = 0;
 194             for ( size_t i = 0; i < nTotalItems; ++i ) {
 195                 EXPECT_EQ( arr[i], 1 ) << "i=" << i;
 196                 if ( ++nError > 10 )
 197                     ASSERT_EQ( arr[i], 1 );
 198             }
 199         }
 200     };
 201
 202     CDSSTRESS_TreiberStack( stack_push )
 203     CDSSTRESS_EliminationStack( stack_push )
 204     CDSSTRESS_FCStack( stack_push )
 205     CDSSTRESS_FCDeque( stack_push )
 206     CDSSTRESS_StdStack( stack_push )
 207
 208 } // namespace