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Publicação
Automatic detection and resolution of deadlocks in Go programs
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.53 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The Go programming language is acquiring momentum in the development of concurrent
software. Even though Go supports the shared-memory model, the message-passing
alternative is the favoured idiomatic approach. Naturally, this practice is not exempt of
the usual difficulties: programs may deadlock and the language run-time has only very
basic support for deadlock detection. Previous research on deadlock detection mainly
focused on shared-memory concurrency models. For mainstream languages, tools and
approaches specific to the message-passing paradigm are scarce and incipient. There is
however a large body of work on models of concurrency that only recently started to be
applied to languages like Go. Since the Go run-time lets many deadlocks pass unnoticed,
and the existing solutions provided by third party tools detect many deadlocks but only
try to fix a limited set of specific patterns, imposing severe conditions to do so, there is a
clear need for more general deadlock resolution strategies, going beyond prevention and
avoidance. To gain insight on real-world deadlock bugs, we first built and categorized a
collection of bugs sourced from high-profile open-source Go projects. Next, we extended
and implemented an algorithm that takes an abstraction of the communication behaviour
of the program and, when all the communication operations on channels necessary for
progress are present, but a deadlock is possible, presents the problem and offers a possible
resolution for the error. The extensions allows our approach to analyse a much wider
range of real world programs. We conclude with an evaluation, comparing with two other
state-of-the-art solutions.
A linguagem de programação Go tem ganhado tração no desenvolvimento de software concorrente. Apesar de o Go suportar o modelo de partilha de memória, o modelo alternativo de partilha de mensagens é a abordagem idiomática. Naturalmente, esta prática não está isenta das dificuldades usuais: os programas podem bloquear e o runtime da linguagem só possui um suporte muito básico para a deteção destes bloqueios. Investigação anterior na deteção de bloqueios focou principalmente no modelo de partilha de memória. Para linguagens convencionais, ferramentas e abordagens dedicadas ao paradigma de passagem de mensagens são escassas e incipientes. No entanto, existe um grande conjunto de trabalhos sobre modelos de concorrência que só recentemente começou a ser aplicado em linguagens como o Go. Visto que o run-time do Go deixa muitos bloqueios passar despercebidos e as soluções existentes detetam muitos bloqueios, mas só tentam resolver um conjunto muito pequeno de padrões. De modo a ganhar conhecimento sobre erros de bloqueio reais, nós começámos por construir e categorizar uma coleção de erros obtidos a partir de projetos Go open-source de alto perfil. De seguida, nós estendemos e implementámos um algoritmo que recebe uma abstração do comportamento da comunicação de um programa e quando todas as operações de comunicação nos canais necessários para o progresso estão presentes, mas um bloqueio é possível, apresenta o erro e oferece uma possível resolução do erro. A nossa extensão permite analisar um conjunto muito maior de programas reais. Concluímos com uma avaliação, comparando com duas outras soluções do estado da arte.
A linguagem de programação Go tem ganhado tração no desenvolvimento de software concorrente. Apesar de o Go suportar o modelo de partilha de memória, o modelo alternativo de partilha de mensagens é a abordagem idiomática. Naturalmente, esta prática não está isenta das dificuldades usuais: os programas podem bloquear e o runtime da linguagem só possui um suporte muito básico para a deteção destes bloqueios. Investigação anterior na deteção de bloqueios focou principalmente no modelo de partilha de memória. Para linguagens convencionais, ferramentas e abordagens dedicadas ao paradigma de passagem de mensagens são escassas e incipientes. No entanto, existe um grande conjunto de trabalhos sobre modelos de concorrência que só recentemente começou a ser aplicado em linguagens como o Go. Visto que o run-time do Go deixa muitos bloqueios passar despercebidos e as soluções existentes detetam muitos bloqueios, mas só tentam resolver um conjunto muito pequeno de padrões. De modo a ganhar conhecimento sobre erros de bloqueio reais, nós começámos por construir e categorizar uma coleção de erros obtidos a partir de projetos Go open-source de alto perfil. De seguida, nós estendemos e implementámos um algoritmo que recebe uma abstração do comportamento da comunicação de um programa e quando todas as operações de comunicação nos canais necessários para o progresso estão presentes, mas um bloqueio é possível, apresenta o erro e oferece uma possível resolução do erro. A nossa extensão permite analisar um conjunto muito maior de programas reais. Concluímos com uma avaliação, comparando com duas outras soluções do estado da arte.
Descrição
Palavras-chave
Deadlock detection Deadlock resolution Static analysis Go programming language Message-passing