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NilAway による静的解析で「10 億ドル」を節約する #kyotogo / Kyoto ...
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y_taka_23
December 14, 2024
Technology
7
850
NilAway による静的解析で「10 億ドル」を節約する #kyotogo / Kyoto Go 56th
Kyoto.go #56 オフライン忘年 LT 会で使用したスライドです。
y_taka_23
December 14, 2024
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Transcript
#kyotogo NilAway による静的解析で 「10 億ドル」を節約する チェシャ猫 (@y_taka_23) Kyoto.go #56 オフライン忘年
LT 大会 (15th Dec. 2024)
#kyotogo 第 1 問(初級)
#kyotogo 何が起こる? 1. 改行のみ出力して正常終了 2. 何も出力せず正常終了 3. panic になる
#kyotogo 何が起こる? 1. 改行のみ出力して正常終了 2. 何も出力せず正常終了 3. panic になる【正解】
#kyotogo 第 2 問(中級)
#kyotogo 何が起こる? 1. 改行のみ出力して正常終了 2. 何も出力せず正常終了 3. panic になる
#kyotogo 何が起こる? 1. 改行のみ出力して正常終了 2. 何も出力せず正常終了 3. panic になる【正解】
#kyotogo 第 3 問(上級)
#kyotogo あなたは nil 判定をどうやって解いた?
#kyotogo 無効な参照によるエラー • 10 億ドルの過ち(The Billion Dollar Mistake) ◦ null
を「発明」した Hoare による 2009 年の後悔の言 ◦ Dijkstra 「独身者が全員一人の null と重婚した状態」 • nil 参照は実行時エラーとしてはかなり厄介 ◦ あらゆる型に対し nil チェックが必要になってしまう ◦ 原因と結果がコード的にも時間的にも遠く離れがち 参考:https://www.infoq.com/presentations/Null-References-The-Billion-Dollar-Mistake-Tony-Hoare/
#kyotogo 実行前に静的に nil 参照を検出したい
#kyotogo NilAway by Uber https://github.com/uber-go/nilaway
#kyotogo NilAway の特徴 • ソースコードから静的に nil エラーを発見 ◦ 関数やパッケージを跨いだエラーが検知可能 ◦
nil になり得る具体的な原因をメッセージとして表示 • go/analysis パッケージを使用 ◦ 内部は複数の Analyzer でモジュール化され並列動作 ◦ golangci-lint や bazel+nogo などのツールから呼び出し可能 参考:静的解析のモジュール化(https://zenn.dev/tenntenn/books/d168faebb1a739/viewer/9d590e)
#kyotogo NilAway による検査結果 • ソースコードの nil flow を解析 ◦ foo()
が nil リテラルを返却(10 行目) ◦ foo() を参照(6 行目)
#kyotogo nil flow による因果推論 • nil の発生と参照の因果関係を辺としたグラフを構築 ◦ 発生:nil リテラル、var
宣言、関数の引数など ◦ 参照:デリファレンス、フィールドアクセスなど • 各ノードに対して「nil であり得るか」をマーク ◦ 発生側を true、参照側を false として伝播・確定させていく ◦ true かつ false の矛盾したノードが現れたら nil エラー
#kyotogo *foo(x, bar()) bar() foo の x foo の y
foo(x, y) main の x bar の nil リテラル var 宣言 引数 return 引数 デリファレンス return if x == nil
#kyotogo *foo(x, bar()) bar() foo の x foo の y
foo(x, y) main の x bar の nil リテラル var 宣言 引数 return 引数 デリファレンス return if x == nil 赤は nil 確定 緑は nil 不可能 黒は矛盾
#kyotogo *foo(x, bar()) bar() foo の x foo の y
foo(x, y) main の x bar の nil リテラル var 宣言 引数 return 引数 デリファレンス return if x == nil 赤は nil 確定 緑は nil 不可能 黒は両方(矛盾)
#kyotogo というかそれは自明では?
#kyotogo 冒頭の第 3 問への回答 • ちゃんとした形式化の複雑さ ◦ 人間も基本的には因果関係を辿って nil を発見
◦ 意外なトリックがあるという感じではない ◦ しかしアルゴリズムに落とし込むとなると割と複雑 • 計算機科学の裏付けによるスケール可能性 ◦ 因果グラフ推論は 2-SAT 問題とみなせ、線形時間で判定可能
#kyotogo まとめ • nil 参照は厄介なタイプの実行時エラー ◦ 考案者 Hoare 自身も後に「10 億ドルの過ち」と認める
• NilAway により静的に解析が可能 ◦ nil の可能性を制約としてグラフ上で伝播させ矛盾を検出 • 人間が頭の中で行う「普通にわかる」の形式化 ◦ 意外と複雑な処理だが、厳密に記述できればスケール可能
#kyotogo Save the Billion Dollars by NilAway! Presented by チェシャ猫
(@y_taka_23)