Στατικές εγγυήσεις ασφάλειας για γλώσσες με ταυτόχρονο προγραμματισμό

Abstract

Ο πολυνηματικός προγραμματισμός είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο πρότυπο προγραμματισμού για την αξιοποίηση του ταυτοχρονισμού σε πολυπύρηνα συστήματα. Μια εγγενής παρενέργεια αυτού του προτύπου είναι η μη ντετερμινιστική εκτέλεση των νημάτων. Σε αυτή την διατριβή δείχνουμε ότι είναι δυνατό να αυξηθεί η αξιοπιστία των ταυτόχρονων προγραμμάτων, με την εξάλειψη των παραβιάσεων πρόσβασης μνήμης, συνθηκών ανταγωνισμού και αδιεξόδων από πολυνηματικά προγράμματα. Συγκεκριμένα, παρουσιάζουμε την θεωρία και υλοποίηση συστημάτων τύπων (type systems) και στατικών αναλύσεων (static analyses) που παρέχουν κάποιες εγγυήσεις αξιοπιστίας σχετικά με την πολυνηματική εκτέλεση προγραμμάτων. Επίσης παρουσιάζουμε εκτεταμένες μετρήσεις για την απόδοση των αναλύσεών μας.

Multi-threaded programming is widely used for enabling concurrency in multi-core architectures. An inherent side-effect of multi-threaded programming is the non-deterministic execution of threads. In this thesis we show that the reliability of concurrent programs can be increased by eliminating memory errors, data races and deadlocks from multi-threaded programs. Importantly, we present the theory and implementation of type system and static analyses that guarantee reliable execution of multi-threaded programs as well as some very promising benchmarks.